Евангелие от LUCA. В поисках родословной животного мира

Второй важной инновацией, определившей прогресс и успех позвоночных, палеонтологи считают их усаженные зубами челюсти[201]. В сочетании с черепом и позвоночником они сделали их активными крупными хищниками, добившимися господства сначала в водных, а потом и в наземных экосистемах. И все же зубы не являются залогом успеха. Любой зоолог назовет много примеров утраты зубного аппарата в ходе эволюции позвоночных. Но отсутствие зубов нисколько не помешало синему киту стать крупнейшим представителем современной фауны, а птицам — завоевать воздушное пространство.

Однако для того, чтобы позвоночные смогли в полной мере раскрыть свой эволюционный потенциал, им необходимо было сделать решающий шаг — адаптироваться к жизни на суше. Только на суше, где позвоночным пришлось приспосабливаться к великому множеству различных сред и ландшафтов, они смогли достичь максимального разнообразия и сложности строения. Некоторые из них потом столь же успешно вернулись в водную стихию (морские змеи и черепахи, ихтиозавры, пингвины, киты и тюлени), но именно в наземно-воздушной среде максимально проявились все прогрессивные эволюционные тенденции, присущие подтипу Vertebrata.

Впрочем, все это случится очень не скоро. Первые несколько сотен миллионов лет своей эволюции хордовым придется провести в морях, оставаясь типичными водными организмами. На естественный вопрос, от каких животных они происходят, палеонтологи с сожалением разводят руками — искомые предки и переходные формы были безнадежно мягкотелы и превратиться в окаменелости попросту не могли. Начальные этапы эволюции хордовых палеонтологическими методами проследить не удается. Опираясь на данные о строении и образе жизни современных хордовых и других вторичноротых животных, можно с определенной долей уверенности предполагать, что их общие предки были свободноживущими морскими существами, занятыми преимущественно процеживанием воды через жаберные щели (или щупальца, как это делают современные крыложаберные), чем они и добывали себе пропитание. Такие спокойные фильтраторы были очень невелики размерами и вели малоподвижную жизнь на морском дне, зарывшись неглубоко в ил или песок. Именно так живут некоторые современные низшие хордовые, а также полухордовые — особый тип вторичноротых, куда входит 130 видов червеобразных морских беспозвоночных[202]. Вместе с иглокожими эти создания являются ближайшими родственниками типа хордовых.

Палеонтологическая летопись хордовых, как и многих других типов животных, прослеживается начиная с кембрийского периода. Долгое время почетное звание самого древнего-предревнего представителя этого типа удерживала пикайя (рис. 10.1) — окаменелое существо длиною тела примерно 5 см, найденное Чарльзом Уолкоттом в бёрджесских сланцах. Уолкотт принял свою находку за древнего многощетинкового червя, и только спустя полвека Саймон Конвей Моррис доказал, что перед нами одно из ранних хордовых. Пикайя определенно имела основной диагностический признак этого типа — хорду, эластичный тяж, выполняющий у низших хордовых функцию позвоночника, то есть осевого скелета (напомню, что у большинства позвоночных хорда имеется только на стадии эмбриона, а впоследствии замещается позвоночником)[203]. Возраст пикайи составляет около 505 млн лет. С 1999 г. ее первенство оспаривает хайкоуихтис, описанный из раннекембрийских отложений провинции Юньнань, что в южном Китае. Этот рыбоподобный организм чуть постарше, он жил между 520 и 516 млн лет назад.

Если бы мы знали только этих древнейших из древних, то я мог бы уверенно написать, что тип хордовых возник в ходе «кембрийского взрыва», причем несколько позже, чем типы моллюсков и членистоногих, ископаемые остатки которых представлены уже в самых ранних кембрийских отложениях. Но для обсуждения проблемы возникновения хордовых у нас есть еще один важный источник сведений — современные представители типа, а также их геномы.

Как и следовало ожидать, когда в ход были пущены молекулярные часы, немедленно выяснилось, что ни пикайю, ни хайкоуихтиса нельзя считать первыми хордовыми. Генетики настаивают, что корни этого типа уходят далеко в сумрак докембрийских морей. Приведу только одну из сделанных ими оценок времени дивергенции, согласно которой общий предок всех вторичноротых жил от 700 до 650 млн лет назад, и в этом же временном интервале обособилась филогенетическая ветвь, ведущая к современным хордовым. Итак, первые этапы их эволюции должны были протекать в холодном и недружелюбном океане эпохи криогена. Возникновение подтипа позвоночных на той же хронологической схеме отнесено ко времени между 650 и 600 млн лет назад, то есть к началу эдиакария[204], задолго до того, как первые хордовые и первые позвоночные смогли попасть на страницы каменной летописи. Повторюсь, это вполне ожидаемо, потому что «молекулярные» датировки времени начала дивергенции практически всегда значительно опережают время появления первых ископаемых представителей изучаемой группы[205].