Эмбрионы в глубинах времени - [12]

1. Подход, основанный на изучении исключительно взрослых стадий с большей степенью вероятности приведёт к заблуждениям при осуществлении филогенетического анализа, нежели подход, охватывающий большую часть истории жизни особи у изучаемого вида. Это связано с повышением уровня комплексности анализа особенностей организмов (признаков), который преодолевает значительную атомизацию черт поверхностного морфологического сходства.[18] Пример уместности ювенильных стадий для определения родственных отношений между организмами демонстрируют нам животные, которых изучал сам Чарльз Дарвин. Морских желудей долгое время считали моллюсками из-за их известковой раковины у взрослых особей. Но личинки морских желудей похожи на личинок ракообразных, и эти две группы в настоящее время считаются близкими родственниками^{2}.

2. Онтогенез в отдельности не может использоваться в качестве критерия для установления направления эволюционного изменения той или иной особенности. Систематики стремятся определить, какие особенности являются предковыми, а какие — специализированными, то есть «полярность» изменений. Если бы эволюционные преобразования всегда осуществлялись путём добавления новых шагов в конце исходной онтогенетической последовательности, или же путём продления онтогенетической траектории (идеальный случай, изображённый выше), то сравнение хода онтогенеза указало бы направление преобразований. Но рекапитуляции — это скорее исключение, чем норма. Сравнения с группами, близкородственными рассматриваемой, служат для реконструкции системы родственных отношений. Как только обнаружено начало системы, становится возможным построение древа родственных отношений, по которому определяется полярность состояний признака.

3. Не все группы организмов обладают схожими процессами роста, поэтому природа независимости или морфометрических отношений между частями тела не универсальны. Различия, о которых я упоминаю здесь — главный предмет исследований в лаборатории моего цюрихского коллеги Хьюго Бюше, который совместно с Клодом Монне и другими коллегами разрабатывает новые математические модели, чтобы понять рост аммонитов, которые являются вымершими моллюсками. У моллюсков, как, например, у брахиопод, или плеченогих^{3}, очертания раковины формируются посредством добавочного роста по краям отверстия увеличивающегося диаметра, с серией связанных с ним кривых. В противоположность этому, у трилобитов и других членистоногих происходят линька и добавление сегментов. У иглокожих, к которым относятся морские звёзды и морские ежи, исходная двусторонняя симметрия преобразовалась в пятилучевую, что привело к модификациям процесса роста. Как я говорю в главе 9, вполне очевидно, что образование формы тела у аммонитов, трилобитов и иглокожих происходит различными путями, что должно приниматься во внимание при реконструкции эволюционных историй этих групп. Когда проводятся количественные исследования филогенеза или реконструкция эволюционного древа, сложная форма организмов обычно подразделяется на отдельные особенности (атомизация).[19] Однако в этих исследованиях должен рассматриваться рост, и установление того, как наилучшим образом объединить эту линию свидетельств — серьёзный вызов для специалистов по систематике.

Глава вторая Эво-дево, пластичность и модули

Дисциплину, которая объединяет области ведения генетики развития и эволюции, окрестили «эво-дево»^{4}. Очень немногим новым аспектам эволюционной биологии было уделено столько же внимания от практиков и философов от биологии, если такое внимание вообще оказывалось. Предполагалось, что «эво-дево» создаст новый вид синтеза знания, который поможет понять происхождение биологического многообразия. По этой причине важно подумать над тем, как палеонтология вносит свой вклад в эту область знания. Главный объект внимания «эво-дево» ещё является объектом споров. Некоторые видят его в объяснении способности эволюционировать, или эволюабельности. Многие видят его в объяснении эволюционных новшеств или инноваций в смысле действительно новых, крупных шагов в морфологических изменениях — например, эволюцию глаз, зубов, конечностей или черепашьего панциря.[20] Другие видят в «эво-дево» лишь «мимолётную комету», дисциплину, которая будет вытеснена более новым слиянием областей знания, или новым порядком групп исследователей и тем, возможно, продиктованным подъёмом геномики.[21] Но, как бы то ни было, никто не отрицает того, что эти дискуссии стали источником многих размышлений и импульса к изучению индивидуального развития с эволюционных позиций.

Начала «эво-дево» были во многом связаны с выяснением того, что общего имеют друг с другом многочисленные отдалённо родственные группы, как, например, мухи и люди, или несопоставимые элементы анатомии, как зубы и конечности. То, что глаз мухи и глаз позвоночного образуются благодаря действию сходных молекулярных механизмов — это крупное открытие. Выяснение того факта, что некоторые молекулы принимают участие в развитии и зубов, и конечностей — это тоже важное достижение. Но эти образования, начиная с момента своего появления, имеют различные формы и цвета, и именно это является захватывающим моментом. «Эво-дево» изменила акценты с попыток понять, почему организмы столь различны, на вопрос о том, как могли возникнуть эти несходство и разнообразие, если помнить о широко распространённом явлении генетического консерватизма, характеризующего эти организмы. Понимание отношения между генотипом и фенотипом — основное в этом предприятии.