Евангелие от LUCA. В поисках родословной животного мира

Вот эта-то резкая граница, отмеченная внезапным исчезновением остатков животных современного типа, и заставила когда-то специалистов разделить всю геохронологическую шкалу на две неравные по продолжительности части. Верхняя, в которой изобильно представлены крупные ископаемые, стала называться фанерозоем (буквально — «эра явной жизни»). Ее начальным периодом является кембрийский, стартовавший примерно 540 млн лет тому назад и длившийся около 55 млн лет.

Все слои, сформировавшиеся раньше кембрия, получили название криптозоя

(«эра скрытой жизни»), известного также как докембрий. Все эволюционные события, о которых шла речь в предыдущих главах, от появления LUCA до первых метазоев, произошли именно в докембрии, продолжавшемся около 4 млрд лет.

Резкий переход от криптозоя к фанерозою всегда интриговал палеонтологов. Чарльз Дарвин, который вполне профессионально занимался геологическими исследованиями, признавался, что не может дать удовлетворительного объяснения данному феномену[111]

. Его это беспокоило, потому что такие «внезапные», словно из небытия, появления целых серий новых и вполне сформировавшихся типов и классов животных часто использовались как аргумент против его теории эволюции. Во времена Дарвина никаких остатков животных в докембрийских отложениях вообще не было известно, и только в 1947 г. было объявлено о нахождении древнейших метазойных организмов в местности Эдиакара, расположенной на юге Австралии. Это стало одним из важнейших палеонтологических открытий ушедшего века.

Сейчас мы точно знаем, что жизнь на Земле существовала и процветала задолго до начала кембрия, однако «кембрийский взрыв», как его любят называть палеонтологи и популяризаторы науки, до сих пор остается одной из самых горячо обсуждаемых эволюционных загадок. В самом деле, как получилось, что в течение примерно 25–30 млн лет (что очень быстро по меркам геохронологической шкалы) в Мировом океане возникли представители почти всех современных типов животных, обладающие скелетными структурами и благодаря этому попавшие на страницы каменной летописи? Это и моллюски, и членистоногие, и хордовые, и иглокожие, а также многочисленные переходные формы, которых непонятно даже, к какому типу относить. Единственное явное исключение — тип мшанок, возникший в начале следующего за кембрием геологического периода — ордовика. Весь этот богатейший зоопарк (описаны сотни видов и родов!), состоящий из плавающих, ползающих и роющихся в грунте созданий, появился на страницах летописи в промежутке между 550 и 515 млн лет назад.

Одно из возможных объяснений этому заключается в том, что представители основных типов беспозвоночных возникли задолго до «взрыва», во времена докембрийские, но до поры до времени оставались мелкими, невзрачными и лишенными наружного или внутреннего скелета. Поэтому они и не могли сделаться добычей палеонтологов. Но в таком случае что заставило их «в один прекрасный момент» (растянувшийся, правда, на несколько миллионов лет) обзавестись раковинами, домиками, хитиновыми панцирями и тому подобными твердыми структурами? Эта великая скелетная революция

стала одним из самых ярких проявлений «кембрийского взрыва».

Решать все эти научные загадки можно, используя два подхода. Первый, традиционный, состоит в детальном изучении ископаемых остатков, а также особенностей анатомического строения и эмбрионального развития современных нам животных. Второй, как несложно догадаться, заключается в попытках использовать весь арсенал новейших молекулярно-генетических инструментов.

Оба подхода неплохо себя зарекомендовали и позволили выдвинуть немало интереснейших гипотез, хотя, как нередко случается, результаты, полученные этими независимыми способами, порой оказываются взаимно противоречивыми.

Загадка № 1. Как и когда возникли первые представители современных типов животных?

Молекулярные данные, полученные в разных лабораториях и с помощью разных методов, единодушно утверждают, что многоклеточные животные (Metazoa) представляют собой монофилетическую группу, возникшую в эволюции один раз и от одного предка, будь им мечниковская фагоцителла или другое неизвестное нам существо. К сожалению, использование молекулярных часов пока не позволило более или менее точно датировать это событие. В одном из последних, наиболее тщательных исследований была получена только грубая оценка, согласно которой метазои появились между 833 и 650 млн лет назад. Возникновение же первых представителей современных типов животных следует датировать временным интервалом от 746 до 578 млн лет назад, то есть оно произошло задолго до «кембрийского взрыва»[112]. Итак, скелетная революция была сравнительно поздним событием в эволюции животных, потому что к ее началу большинство типов многоклеточных имели возраст 100 млн лет или больше.