Александр Гангнус - Эволюция для всех, или Путь кентавра
У самых разных, развивающихся «в сторону млекопитающих», звероящеров постепенно появляется еще два бугорка в добавление к первому. Какое-то время горгонопсы, цинодонты и баурии, по-разному развитые звероящеры, вынуждены были пользоваться тройным мыщелком, что было, на наш современный взгляд, неудобно, неудобней, чем только парным или только непарным. Постепенно средний из трех, рептильный бугорок, у звероящеров становится все меньше, пока у наиболее развитых звероящеров иктидозавров (ласкоящеров, в переводе) итритилодонтов (трехрядозубов) не стал совсем маленьким, почти никаким… Первые же млекопитающие могли похвастаться самыми настоящими парными мыщелками, с большими трудностями заново (и несколько иначе) изобретенными.
Еще в прошлом веке немецкий анатом Райхерт заинтересовался различиями в строении черепов пресмыкающихся и млекопитающих. Для всех косточек черепа при внимательном изучении можно было найти соответствие (гомологию), а если соответствия не было, нетрудно было объяснить, почему его нет. А вот несколько деталей черепа различались столь сильно, что ставили в тупик самых внимательных биологов.
У млекопитающих есть довольно сложный скелет среднего уха. Одна слуховая косточка-стремечко (ты помнишь!) — появилась еще у стегоцефалов, три же других — молоточек, наковаленка и барабанная кость (на нее у зверей натягивается, как на барабан, барабанная перепонка) — взялись вроде бы ниоткуда. Но эволюция избегает изобретать что-то совершенно новое, если есть что-то старое, что можно переделать и усовершенствовать. Райхерт знал это. Он внимательно изучал зародышей млекопитающих, в том числе и человека, и понял!
У зверей и рептилий по-разному устроена нижняя челюсть. Сустав, позволяющий всем четвероногим кусать, унаследован, видимо, еще от третьей жаберной дуги древних предрыб-агнат. У всех четвероногих (кроме млекопитающих) и еще у птиц в суставе сходятся сверху так называемая квадратная кость, а снизу — сочленовая нижнечелюстная кость. Есть у них в нижней челюсти еще и угловая кость и еще 5 костей. У млекопитающих же (у нас, значит, тоже) этих трех костей во взрослом состоянии как будто нет. А в зародышевом, эмбриональном, есть! У зародыша они образуют челюстной сустав, как у древних рептильных и земноводных предков!
Дальше оставалось только проследить, как квадратная, сочленовая и угловая кости становятся с развитием зародыша все тоньше, незаметней. Они сдвигаются назад, в ухо, где превращаются в наковаленку, молоточек и барабанную косточку среднего уха. Новый же челюстной сустав образуется зубной костью (только она одна и остается из всех многочисленных нижнечелюстных костей древней кистеперой рыбы), а сверху — чешуйчатой костью, занятой у земноводных и рептильных «гадов» совсем другими обязанностями.
То, что Райхерт наблюдал в эмбриональном развитии человека, палеонтологи увидели в черепах ископаемых звероящеров. Звероящеры и первые млекопитающие взяли на себя все трудности переходного периода. У них действовали одновременно оба челюстных сустава (точнее, один сустав, но двойной). Кости были тоньше и меньше, чем у пеликозавров, и становились еще тоньше. Может быть, у каких-нибудь не дошедших до нас в окаменелостях животных они одновременно исполняли и старые, и новые обязанности. Работали как орган слуха и еще справляли должность челюстного сустава! Шум в ушах у этих наших предков, должно быть, стоял во время жевания необычайный. Но чего не стерпишь, если надо для прекрасного будущего!
Два сустава рядом — это было неудобно. Современный исследователь, палеонтолог из ФРГ доктор О. Кюнн, пишет: «Зачем такое превращение терапсидам (звероящерам. —А. Г.), совершенно неясно. Оно связано с рискованными стадиями развития. Промежуточное состояние — два сустава рядом друг с другом — едва ли было функционально полезно. Это состояние мы наблюдаем у диартрогнатуса из верхнего триаса. Здесь работает уже новый сустав, но и старый остается и еще не включен в среднее ухо, чтобы здесь помогать в передаче звуковых колебаний».
Кадры из знаменитого анимационного фильма Би-би-си об ископаемых четвероногих. Плацерия, двухклыковый растительноядный дицинодонт из триаса, на каждый признак, свойственный ящерам, имела один, характерный уже для млекопитающих. Пополам!
ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ВПРОК?
В эволюции часто появляются какие-то приспособления, которые в момент появления вроде бы еще и не нужны. Они даже мешают. Тройной мыщелок и двойной челюстной сустав звероящеров очень яркие примеры такого «приспособления впрок» — ты помнишь, о преадаптации, «приспособлении впрок» мы говорили в главе о появлении челюсти в эволюции наших предков.
Приспособление впрок… Если мы говорим о превращении челюстного сустава в механизм среднего уха в онтогенезе — зародышевом развитии человека, то это выражение вполне понятно. В зародышевом развитии все превращения заранее спланированы. Есть задача — построить хороший орган слуха. Есть разработанная и записанная в генах «технология» — дать сначала развиться жаберной дуге, потом превратить две косточки этой дуги в первичный челюстной сустав, потом косточки челюстного сустава, видоизменив, встроить в среднее ухо, превратить в слуховые косточки. А разросшуюся зубную кость нижней челюсти соединить непосредственно с одной из костей верхней челюсти. Все действия наперед оправданы конечной целью.
Но в том же порядке, оказывается, все шло и в эволюции у самых настоящих звероящеров. Двойной временный неудобный сустав у зародыша человека не работает. Но у иктидозавра он не был временным. Звероящер с ним жил. Зачем ему было терпеть такое неудобство? Во имя будущего? Но такое объяснение противоречит одному из основных правил учения Дарвина: ничего чудесного, всякое изменение в эволюции было случайным. Закреплялось случайное изменение естественным отбором — если оказывалось нужным тем животным (или растениям), с которыми эти изменения происходили. Нужным сегодня, а не завтра.
Вот почему дарвинист Симпсон, сказав «приспособление впрок» и назвав несколько интересных примеров такого приспособления (например, длинные зубы у лошади появились задолго до того, как они ей всерьез понадобились), каждый раз пытается найти причину такого изменения. Ведь мы далеко не все знаем о жизни вымерших животных. И то, что нам теперь кажется дальновидным приспособлением, которое было создано впрок, как бы для нас, потомков, было почему-то небесполезно тому животному, у которого это неудобное, с нашей нынешней точки зрения, устройство появлялось.
Очень долго ученые не могли понять, как появились крылья у насекомых. Самые древние известные им насекомые были уже с крыльями. Бескрылые насекомые появились позже. Одни из них («первичнобескрылые») с самого начала не были крылаты, но они не были предками крылатых насекомых. Другие (например, клопы, некоторые жуки) потеряли крылья позже, за ненадобностью. Только недавно, тщательно изучив, сравнив развитие крыльев у разных насекомых, ученые заметили связь крыльев с органами дыхания. Ведь насекомые не делают вдохов-выдохов, им как-то иначе надо прогонять воздух через дыхательные трубочки — трахеи. Возникла мысль, что на первых крыльях не летали, ими только вентилировали! Но ведь и комнатный вентилятор взлетит, если прибавить ему оборотов!
Очень может быть, что, когда членистоногие предки насекомых выходили из воды на сушу, в атмосфере Земли было гораздо меньше кислорода, чем сейчас. Чтобы выудить этот кислород из воздуха, не было другого выхода, как прогонять его с повышенной скоростью через органы дыхания. Появился вентилятор как жизненная необходимость. Крылышки вентилятора медленно и постепенно, по всем правилам эволюции, росли, становились все лучше. Но однажды количество кислорода в воздухе резко увеличилось. В конце каменноугольного периода его стало, наверное, даже больше, чем сейчас, — тогда и появились первичнобескрылые насекомые. Что крылатым делать с ненужным больше вентилятором? Можно превратить его в крылья — так был завоеван воздух. Можно ликвидировать крылья. Появились вторичнобескрылые насекомые.
Так находят объяснение «приспособления впрок». Но беда в том, что каждое такое объяснение нужно искать каждый раз заново. Всегда это трудно, и, может быть, для некоторых, даже многих загадочных случаев, так и не найдется «нормальных» дарвинис-тических объяснений. Но это не будет означать, что реальных причин, веских собственных резонов (которые нам неизвестны) не было у тритилодонтов и цинодонтов терпеть «неудобства» тройного шейного мыщелка или двойного челюстного сустава.
Скорее всего, двойной челюстной сустав приносил какие-то выгоды. Какие? Может быть, с ним неудобно было кусать, но удобнее жевать. Зверозубы постепенно приучались тщательно пережевывать пищу…
