Резкое увеличение биоразнообразия, произошедшее в кембрийский период,
долгое время подготавливалось молекулярной эволюцией, которая в итоге
привела к кембрийскому взрыву видового разнообразия.
Трилобит — одно из древних членистоногих, чьё появление пришлось на кембрийский период (фото mattheaton).
В биологии существует известный парадокс кембрийского взрыва.
Суть его в том, что с какого-то момента жизнь на земле начинает
демонстрировать колоссальное разнообразие форм, следы которых можно
найти в доисторических окаменелостях. Этот момент случился в кембрийский период
— но до того никаких признаков будущих жизненных форм обнаружить не
удавалось. Революционные скачки в природе относительно редки, а если
говорить о всепланетном масштабе, так и вовсе невероятны. Между тем
складывается ощущение, что организмы приобрели разом, будто на массовой
распродаже, невероятное число новых признаков и начали быстро
разбегаться по систематическим группам.
Разумеется, можно предполагать божественное вмешательство или
то, что какие-нибудь инопланетяне вытряхнули на Землю мешок новых видов.
Учёные, однако, не прекращали попыток найти хоть какое-то научное
объяснение палеонтологической загадке. Над проблемой внезапного
«возникновения» новых ископаемых видов размышлял ещё Чарльз Дарвин — и
пришёл к выводу, что в таких случаях археологам и палеонтологам нужно во
всех смыслах «лучше копать».
Группа биологов-эволюционистов из нескольких американских университетов опубликовала в журнале Science
статью, в которой излагаются результаты очередного переосмысления
загадки кембрийского взрыва. Учёные подвергли пересмотру взаимосвязи
между останками древних существ с учётом новейших находок, а также
археологический возраст этих находок.
Были уточнены генеалогические
отношения ископаемых видов с их современными потомками. Кроме того,
использовались данные молекулярной генетики: исследователи восстановили
генеалогию нескольких генов, имеющихся у 118 современных видов. Всё
вместе позволило уточнить точки ветвления на генеалогическом древе и
точно определить, когда та или иная группа начала собственный
эволюционный путь.
В общем, выводы исследователей сводятся к тому, что кембрийской
революции предшествовала долгая невидимая эволюция. В течение миллионов
лет организмы накапливали генетические и биохимические изменения,
которые в кембрии привели к появлению разных форм жизни: накопленные
внутренние изменения наконец вылились в изменения внешние. Авторы
сравнивают это с индустриальной революцией: изобретения, небольшие
технологические инновации накапливались в течение длительного времени
без особых изменений в средствах производства, пока, наконец, не привели
к глобальному технологическому сдвигу.
Накопленные генетические изменения до какого-го времени были
сбалансированы внешней средой и взаимоотношениями между видами. И с
биохимической точки зрения разные организмы уже до кембрия могли
значительно отличаться друг от друга, демонстрируя большое
биоразнообразие.
Впоследствии должно было хватить малейших экологических
подвижек, чтобы дать накопленным изменениям проявить себя с внешней
стороны.
Кстати, одной из весьма смелых, хотя и довольно спорных
гипотез, выдвигаемых в статье, является утверждение, что докембрийские
животные поедали друг друга более интенсивно: это и может быть одной из
причин скудости докембрийских ископаемых останков.
Нельзя сказать, что новая гипотеза не привлекла к себе внимания
критиков. Так, одна из претензий к авторам состоит в том, что они не
учли так называемые гены-сироты, составляющие примерно 30% всех генов
животных. Эти гены не имеют «родственников»-гомологов, и многие считают,
что именно их внезапное появление могло послужить причиной кембрийского
взрыва биоразнообразия. Впрочем, в этой гипотезе, увы, присутствует
слово «внезапно», от которого наука всегда старается всеми силами
избавиться.