Эра млекопитающих: Из тени динозавров к мировому господству

Родословные млекопитающих ученые составляют уже больше века. Общепринятое мнение закрепила основополагающая классификация, созданная в 1945 г. Джорджем Гейлордом Симпсоном и обоснованная в 350-страничном манифесте. Симпсон был одним из титанов палеонтологии XX в., тех, что вывели окаменелости на авансцену эволюционной биологии, доказав, что ископаемые виды подчинялись тем же законам естественного отбора, которые действуют в наши дни. Поработав коммивояжером, Симпсон поступил в колледж, где влюбился в окаменелости, и в возрасте 22 лет устроился в свою первую полевую экспедицию в качестве шофера — хотя и не умел водить машину. Через несколько лет он стал куратором Американского музея естественной истории и регулярно бывал на раскопках в Нью-Мексико, изучая эоценовые отложения, лежащие выше палеоценовых, которыми занимался Коп. Карьеру Симпсона прервала Вторая мировая война, во время которой он служил разведчиком в Италии и Северной Африке. Он не только получил две Бронзовые звезды, но и, по его словам, не подчинился приказу генерала Джорджа Паттона сбрить бороду, пожаловавшись непосредственно Дуайту Эйзенхауэру, главнокомандующему силами США в Европе и будущему президенту.

Подборка фото ископаемых млекопитающих из Месселя: Macrocranion (вверху), Lesmesodon (внизу слева) и Messelobunodon (внизу справа).

Фотографии Х. Зелла, Норберта Миклича и Ghedoghedo соответственно

Симпсон был авторитетной фигурой, и его родословное древо десятилетиями считалось священным писанием. В 1992 г. туда внес уточнения один из его преемников в Американском музее — Майк Новачек, с которым вы уже знакомы: он находил меловых млекопитающих в пустыне Гоби. В целом генеалогия Новачека следовала Симпсону. К самым примитивным млекопитающим относились яйцекладущие однопроходные, за ними шли сумчатые и плацентарные. Среди плацентарных слоны помещались в одну группу с копытными — непарнокопытными лошадьми и парнокопытными коровами; рукокрылые оказывались рядом с приматами в содружестве с древесными жителями, обладающими крупным мозгом; питающиеся муравьями панголины соседствовали с муравьедами и ленивцами, а обширная группа «насекомоядных» включала множество мелких быстрорастущих паразитов со всего мира. Большинство родственных связей были интуитивно понятны, ведь Новачек, как и Симпсон, исходил из анатомии. Млекопитающие, обладавшие общими признаками, например копытами или остробугорчатыми коренными зубами для разгрызания насекомых, входили в одну группу. Логически это казалось обоснованным: форму тела млекопитающим придает эволюция путем естественного отбора, а значит, если у нескольких видов есть копыта, это признак того, что у них был общий предок.

У этого подхода к родословным деревьям есть одна серьезная проблема — конвергентная эволюция. Одна и та же особенность может развиться независимо у двух организмов, если они сталкиваются со сходным давлением среды. Возьмем, например, копыта. Нет причин, по которым копыта должны были возникнуть только один раз, у общего предка всех современных копытных. Напротив, они могли несколько раз возникать независимо, когда разным видам — лишь отдаленно родственным друг другу — приходилось выживать, быстро убегая на открытой местности. То же самое касается остробугорчатых зубов: возможно, многие различные группы млекопитающих переходили на питание насекомыми, и эволюция повторяла один и тот же ход, создавая зубы, с точки зрения механики удобные для разгрызания панцирей насекомых. Поскольку форма обусловлена функцией, эти зубы, естественно, похожи друг на друга, хотя они и являются продуктом множества независимых эволюционных приобретений. Такое сходство зубов легко принять за признак близкого родства между их обладателями, хотя на самом деле у них просто был сходный рацион и сходные экологические ниши. Симпсону и Новачеку был известен этот подвох, но у них не было метода, позволяющего отделить общее происхождение от конвергенции.

На помощь пришла ДНК, но только в конце 1990-х гг. Наступила эра проекта «Геном человека» — одного из величайших достижений в истории науки, когда удалось нанести на карту наш генетический код и пролить свет на общее происхождение человечества. В это же время анализ ДНК стал стандартным методом в правоприменении, в результате чего многие убийцы оказались за решеткой. Все это стало возможным благодаря усовершенствованиям технологий секвенирования ДНК, когда образец человеческих тканей помещают в устройство, которое использует химические реакции для прочтения цепочки составляющих ген нуклеотидов, обозначаемых буквами А, Ц, Г и Т. Эти же методы применимы и к тканям животных, и вскоре на биологов обрушилось изобилие данных, идеально подходящих для построения родословных.