Читать книгу "Эволюция. От Дарвина до современных теорий - Элисон Джордж"

Это коллективное существование дает множество преимуществ. Объединенные организмы, которые в противном случае осели бы на морском дне, теперь могут свободно плавать. Вместе они лучше защищают себя от хищников, справляются с физиологическим стрессом и покоряют новые территории. Физалии являются настоящими суперорганизмами.

Рис. 5.3. Внешне физалия похожа на медузу. Но в действительности это колония одноклеточных организмов.

Неудивительно, что с такими преимуществами колониальная жизнь развивалась много раз. Помимо этого, такая система имеет один существенный недостаток. Наглядный пример тому – скользящие бактерии, или миксобактерии.

Эти микробы, пожалуй, являются самыми простыми колониальными организмами. При обычных обстоятельствах отдельные особи бактерий скользят по единичным следам слизи. Лишь при нехватке определенных аминокислот в среде особи начинают объединяться. Получившийся суперорганизм состоит из стебля, увенчанного плодовым телом со спорами. Но рассеяться и начать новую жизнь могут только бактерии, обладающие спорами. Так в чем же смысл образования колонии для остальных?

Для некоторых типов колоний так и осталось неясным, как именно развилось подобное сотрудничество и как в нем избегают жульничества.

Но мы точно знаем, как это работает для одной группы животных – колониальных насекомых. Разгадка просто гениальна. Самки развиваются из оплодотворенных яиц, а самцы – из неоплодотворенных (гаплодиплоидия). Благодаря этому способу определения пола сестры больше связаны между собой, чем с собственным потомством. Получается, что лучший шанс для них передать свои гены дальше – это заботиться друг о друге, а не о собственных яйцах. Тем же объясняется постоянство внутри пчелиного улья, термитника и многих других колоний насекомых, в которых гаплодиплоидия развивалась как минимум десятки раз.

Как выяснилось, ярко-выраженная социальность, или эусоциальность, присутствует у муравьев, термитов, самых высокоорганизованных пчел, ос и других, но не все эти виды используют гаплодиплоидию. Данным мини-общинам явно не хватает тщательного контроля за эпизодами жульничества, но из всех систем на Земле они все еще остаются наиболее близкими к утопии.

Эволюционные промахи

Эволюция может не дотягивать до совершенства, что подтверждает несколько примеров.

• Женский таз. По сравнению с другими приматами, адаптация человека к прямохождению сделала роды намного опаснее.

• Линейные хромосомы. При делении клеток концы линейных хромосом разрушаются. Этого не происходит с кольцевыми хромосомами.

• Мутантный ген GLO. Люди, как и большинство приматов, не могут самостоятельно вырабатывать витамин С. Всему виной мутации в гене L-гулоно-Y-лактоновой оксидазы (GLO), которая при нехватке витамина С делает нас беззащитными перед заболеванием цингой.

• Трахея. Расположена рядом с пищеводом. Это означает, что удушье для нас – не редкость.

• Чувствительные клетки головного мозга. Пара минут кислородной недостаточности вызывает необратимые повреждения головного мозга человека. Для сравнения глазчатая кошачья акула может прожить целый час без кислорода.

• Зубовидный отросток. Это отросток последнего шейного позвонка. Он легко ломается и может повредить ствол мозга.

• Ноги. Спустившись с деревьев, мы начали ходить на «запястьях» нижних конечностей, что приводит ко всевозможным структурным дефектам.

• Y-хромосома. Аккумулирует мутации, поскольку не может поменяться ДНК с Х-хромосомой.

Симбиоз

Крокодилы со сверкающими деснами, коралловые рифы, орхидеи, рыбы со светящими приманками, муравьиные фермы. Самоцель симбиоза – получение пищи за некие «услуги» по очистке, передвижению, для защиты от солнца, ради пристанища и, конечно же, другой еды.

Существует множество определений симбиоза, однако мы будем придерживаться следующего: симбиоз – это отношения, в процессе которых два вида вовлечены в тесную физическую взаимовыгодную зависимость, почти всегда связанную с получением пищи. Симбиоз привел к сейсмическим сдвигам в эволюции, а эволюция, в свою очередь, постоянно порождает новые симбиотические отношения.

Вполне возможно, что ключевыми связями явились те, которые дали толчок образованию сложных, или эукариотических, клеток. Эукариоты используют специальные органеллы (митохондрии и хлоропласты) для получения энергии из пищи или солнечного света. Изначально эти органеллы были простыми прокариотическими клетками, которые эукариоты поглотили в крепких симбиотических объятиях. Без них были бы невозможны самые важные этапы развития: усложнение организмов, а также появление многоклеточных растений и животных.

В процессе эволюции симбиоз возникал очень часто, поэтому можно с уверенностью сказать, что это – правило, а не исключение. Глубоководные удильщики приютили биолюминесцентные бактерии в своих отростках надо ртами. Более мелкая рыба, приплывающая на свет, становится легкой добычей. Коралловые полипы на поверхности океана служат домом для фотосинтезирующих водорослей и обменивают неорганические продукты жизнедеятельности на органические углеродные соединения. Это одна из причин того, почему столь скудные на энергетические запасы тропические воды могут поддерживать столько разных форм жизни. В свою очередь, водоросли производят химическое вещество, поглощающее ультрафиолетовый свет и защищающее кораллы.

Считается, что более 90 % всех видов растений участвуют в симбиотических связях. Например, семена орхидеи. Это не более чем пыль с почти полным отсутствием питательных веществ. Для прорастания и роста орхидеи они переваривают грибок, которым затем заражается семя.

Ржанковые достают пиявок из зубов крокодилов, предлагая последним гигиену полости рта в обмен на еду. Муравьи-листорезы используют измельченные листья в качестве удобрения для грибка, который они выращивают в подземных камерах. Муравьи не могут переваривать листья, но питающийся ими грибок производит вкусную для муравьев пищу из сахара и крахмала, разрушая токсины в листьях. К тому же нет ни одного животного, включая нас, которое смогло бы выжить без бактерий, обитающих в кишечнике, переваривающих пищу и производящих витамины.

Но… у природы есть предел изобретательности

Нам часто кажется, что природа придумала все, что можно, еще задолго до появления самих людей – включая колесо, точнее, его прообраз (см. «Колеса – эффективный способ передвижения. Почему же они так и не эволюционировали в природе?»). И все же есть такие структуры, которые при всей своей полезности так и не развились – и не смогут этого сделать, по крайней мере на Земле.

Например, кто-то считает, что будь у зебр встроенные пулеметы, их бы никогда не беспокоили львы. Так почему же эволюция изобретает одни вещи и пренебрегает другими?