Evoliucijos paslaptys: senovės gyvūnai, kurie neišmirė

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Gyvybės evoliucija Žemėje turi daug paslapčių. Vienas iš jų – evoliuciniai šuoliai, kurių metu paleontologiniais standartais per trumpą laiką atsirado naujos gyvų būtybių grupės ar nauji ženklai, kardinaliai pakeičiantys organizmo „struktūrą“. Pavyzdys yra paukščių kilmė iš dinozaurų.

Tačiau yra ir priešingos savybės pavyzdžių: atrodė, kad evoliucija sustojo šimtams milijonų metų.

„Gyvųjų fosilijų“fenomenas tebėra vienas kontroversiškiausių šiuolaikiniame biologijos moksle, o diskusijoms skirtų temų ir medžiagos susikaupė didžiulis kiekis. Mes žinome vieną iš vadovėlių istorijų iš mokyklos laikų: iki XX amžiaus 30-ųjų pabaigos kreidos periodu kryžminių žuvų viršūnė buvo laikoma išnykusia.

Tačiau 1938 metais iš Indijos vandenyno, iš 70 m gylio, buvo ištrauktas nuostabus padaras, vėliau vadinamas koelakantu. Paaiškėjo, kad žuvys, kurių pelekai buvo raumeningi, išliko iki šių dienų. Ypač didelį susidomėjimą radiniu sukėlė tai, kad mokslas kryžpelekes žuvis laikė pereinamąja forma nuo žuvies iki varliagyvių, o „raumeningi“pelekai buvo suvokiami kaip žingsnis į letenas, su kuriais galima judėti sausumoje.

Taip pat kryžpelekiai, kaip paaiškėjo, turėjo artimą bendrą protėvį su aukštesnio laipsnio žuvimis, kurios kvėpuoja plaučiais – tai yra, jos gali kvėpuoti ir vandenyje ištirpusiu deguonimi, ir atmosferos oru. Ši šaka paliko palikuonis šiuolaikinėje faunoje raginių žuvų pavidalu - ir jas taip pat galima laikyti savotiškomis gyvomis fosilijomis, nes kitų daugybės viršūnės atstovų yra tik geologinėje kronikoje.

Taigi gyvieji sutvėrimai dažniausiai vadinami gyvomis fosilijomis, kurios arba morfologiškai beveik nesiskiria nuo žinomų senovės gyvūnų (augalų, bakterijų), arba iš tolimų protėvių paveldėjo kažkokius archajiškus bruožus.

Kas nutiko laikrodžiui?

Tokių „dvynių porų“, vienijančių senovės Žemės gyventojus ir mūsų amžininkus, egzistavimas tapo vienu iš sudėtingų evoliucijos teorijos klausimų. Juk evoliucija, remiantis šiuolaikinėmis sampratomis, remiasi savotišku biologiniu laikrodžiu. Per ilgą laiką genomai turėtų sukaupti panašų skaičių mutacijų. Ir jei kai kurios būtybės išliko praktiškai nepakitusios šimtus milijonų metų, tai jų „laikrodis“sustojo.

„Gyvųjų fosilijų“fenomenu pasinaudojo kreacionistai, neigiantys mokslo nustatytus evoliucinius mechanizmus. Tegul šimtus milijonų metų genetinės mutacijos ir natūrali atranka kai kurias dinozaurų šakas pavertė ereliais ir zylėmis, bet kodėl šie objektyvūs gamtos dėsniai paliko kryžminį peleką, nors ir santykinį, bet nepakitusį?

Tarsi atsakydami į tokius samprotavimus, daugelis biologų šiandien yra linkę terminą „gyvos fosilijos“(beje, grįžtant prie paties Darvino) laikyti neteisingu. Ir todėl, kad jis neturi aiškaus apibrėžimo, ir todėl, kad jis netiksliai įvardija reiškinio esmę. Juk nekalbama apie evoliucijos sustabdymą. Visai neseniai buvo paskelbtas Mičigano universiteto mokslininkų parengtas tyrimas apie eršketus, gyvenančius Amerikos didžiuosiuose ežeruose.

Ši gana archajiškos išvaizdos žuvis buvo laikoma viena iš kandidatų į gyvas fosilijas – eršketai mūsų planetoje gyvuoja apie 100 milijonų metų. Tačiau, kaip pavyko išsiaiškinti, Didžiųjų ežerų gyventojai per visą istoriją demonstravo milžiniškus evoliucinių pokyčių tempus – išlaikant pagrindinius morfologinius požymius, jų dydis nuolat keitėsi. Didžiuosiuose ežeruose gyveno ir nykštukinės, ir milžiniškos žuvys, taip pat daugelio vidutinio dydžio eršketai.

Povandeninis laivas Nautilus – Ramiojo ir Indijos vandenynų gelmių gyventojas – vienas įspūdingiausių „gyvų fosilijų“atstovų. Priklauso Nautiloidea – galvakojų viršūnei, kurios fosilijos žinomos nuo Kambro laikų (prieš 500 mln. metų). Skirtingai nuo kitų galvakojų, tokių kaip aštuonkojai ar kalmarai, nautiliai savo nuostabaus grožio kiautus išlaikė pusę milijardo metų. Iš visos nautiloidų įvairovės liko tik kelios rūšys.

Tokias pačias išvadas šiuolaikinis mokslas padarė dėl klasikinių „gyvų fosilijų“pavyzdžių – to paties koelakanto. Patrick Laurenti, Prancūzijos nacionalinio mokslo fondo CNRS evoliucijos biologas, buvo vienas iš tų, kurie nustatė, kad tarp kreidos periodo žuvų atstovų koelakantų yra pastebimi anatominiai dydžio, kaukolės, stuburo struktūros ir kitų morfologinių elementų skirtumai. - ir šiuolaikiniai koelakantai. Ir svarbiausia, kad genomo kitimo greitis yra gana panašus į DNR pokyčius būtybių, kurios evoliucijos eigoje patyrė radikalias metamorfozes.

Skydai – maži Notostrakos pobūrio gėlavandeniai vėžiagyviai – pirmą kartą Žemėje pasirodė maždaug prieš 265 milijonus metų ir nuo to laiko išlaikė savo išvaizdą nepakitusią. Tačiau sustojusios evoliucijos prielaida ir čia nepasiteisino. Didžiosios Britanijos Halo miesto universiteto mokslininkai nustatė keletą genų iš maždaug 270 gyvų skydų DNR.

Atlikus šį darbą paaiškėjo, kad šiandien skydai formuoja ne 11, kaip buvo manyta anksčiau, o 38 atskiras rūšis, ir šios rūšys priklauso dviem skirtingoms šakoms, kurios buvo suskirstytos Juros periodu – maždaug prieš 184 mln. Tuo pačiu metu aktyvi specifikacija ir atitinkami genomo pokyčiai vyko reguliariai, nepažeidžiant pagrindinės morfologijos.

Žalias žemynas tapo ta vieta Žemėje, kur ilgą laiką izoliuotai vystėsi pačios neįprastiausios žinduolių grupės.

Rami vieta ir tobulas derinimas

Bet jei evoliucija reguliariai įveda, nors ir ne iš karto pastebimus, bet nuolatinius konstruktyvius pokyčius, kodėl atsiranda „gyvų fosilijų“fenomenas? Norėdami iliustruoti šį mechanizmą, atsigręžkime į žmonijos istoriją. Didelės migracijos kaip Didysis tautų kraustymasis, valstybių ir imperijų kūrimasis, pasaulinių religijų plitimas – visa tai lėmė etninių grupių maišymąsi ir nuolatinį žmonių gyvenimo būdo kaitą iš kartos į kartą.

Tačiau pasitaiko atvejų, kai dėl makroprocesų kuri nors atskira gentis atsidūrė atokioje saloje, džiunglių gilumoje ar kitomis sąlygomis, kurios lėmė izoliuotą egzistavimą, bet nelabai prisidėjo prie civilizacijos raida. Ir kol kažkur buvo tiesiami geležinkeliai, statomi modernūs miestai, į dangų skraidė lėktuvai, izoliuota gentis toliau gyveno taip, kaip gyveno jos protėviai, gal prieš tūkstančius metų.

Apytiksliai tas pats, tik skirtingais laiko intervalais, atsitiko laukinės gamtos istorijoje. Daugumos „gyvų fosilijų“protėviai tolimoje praeityje priklausė daug platesnėms giminingoms būtybių grupėms. Ši gausybė giminaičių praeityje, patekę po natūralios atrankos kirviu, arba prisitaikė prie pasikeitusių sąlygų, pamažu transformavosi neatpažįstamai, arba išmirė, virsdami aklavietėmis.

Ir tik nedidelė grupės dalis, aplinkybių valia, tapo paleoendemiška. Ji atsidūrė tokiomis sąlygomis, kurios, pirma, praktiškai nepasikeitė per milijonus metų, todėl nereikalauja radikalaus prisitaikymo, antra, izoliavo šią populiaciją nuo natūralių priešų. Šiose evoliucinėse laboratorijose genetinis laikrodis skriejo tuo pačiu greičiu, tačiau natūrali atranka neturėjo kito pasirinkimo, kaip tik patikslinti kadaise nusistovėjusią morfologiją.

Biblija ir rokenrolas

Keletas kitų paleontologinių reiškinių yra glaudžiai susiję su „gyvų fosilijų“fenomenu. „Lozoriaus efektas“pavadintas Kristaus prikelto Biblijos veikėjo vardu. Kalbame apie rūšis, kurios kartą įrašytos į fosilijų įrašą, po to ilgam tarsi išnyksta, o paskui vėl atsiranda („prikelia“).

Dažniausiai taip nutinka tiesiog dėl paleontologinių duomenų trūkumo: juk fosilijos susidarymas yra ne tiek norma, kiek retas atvejis, o jei tam tikrą epochą kokio nors padaro palaikai nebuvo rasti, tai ne. reiškia, kad to nebuvo. Galbūt jam tiesiog „nepasisekė“palikti pėdsakų fosilijose, arba šie pėdsakai dar nebuvo rasti. Lozoriaus efektas apima ir retus atvejus, kai tarp gyvųjų staiga atsiranda išnykusiu laikomas gyvūnas.

„Gelmių mįslė“

Latimerija dėl itin „priešistorinės“išvaizdos ilgą laiką buvo laikoma klasikiniu „gyvos fosilijos“pavyzdžiu. Tačiau laikui bėgant buvo nustatyti reikšmingi skirtumai tarp šio Indijos vandenyno gyventojo ir senovės celakantų. Visų pirma, kai kurios medžiagų apykaitos ypatybės rodo, kad iškastiniai koelakanto giminaičiai gyveno gėlo vandens telkiniuose, kur, tikėtina, raumenų pelekai padėjo jiems judėti, remdamiesi sekliojo vandens dugnu. Be to, šiuolaikinis koelakantas yra didesnis nei senovinė kryžminė žuvis.

Klasikinis Lazarus taksono pavyzdys yra neskraidantis takahe paukštis Pietų saloje Naujojoje Zelandijoje. Paukščio liekanos buvo aptiktos XIX amžiaus viduryje ir nors jo rūšis nėra itin sena, 100 metų takahe buvo laikoma visiškai išnykusia. Tačiau prisikėlimas vis tiek sekė. Maždaug toks pat likimas ištiko čakų kepėjus, į vilnonę kiaulę panašią Pietų Amerikos gyventoją. 1930 m. buvo aptikti jo kaulai, kurie dar nebuvo suakmenėję, o tai rodo palyginti neseniai įvykusį šios rūšies išnykimą. Ir tik po 45 metų paaiškėjo, kad dingimo nebuvo – tiesiog gyvūnas gerai pasislėpė nuo pašalinių akių.

Savotišką mokslinį kliedesį liudija ir „Elvio efektas“. Kaip žinia, po ankstyvos rokenrolo karaliaus mirties Elvį gyvą matė daugybė žmonių įvairiose Amerikos ir pasaulio vietose. Lygiai taip pat būtybės su labai panašiomis morfologinėmis savybėmis, atskirtos dideliais laiko intervalais, kartais buvo supainiotos su tomis pačiomis epochas išgyvenusiomis biologinėmis rūšimis. Tipiškas pavyzdys yra iš jūrų bestuburių, žinomų kaip brachiopodai arba brachiopodai, pasaulio.

Vėlyvojo triaso periodo fosilijose buvo užfiksuota brachiopodų rūšis, pavadinta Rhaetina gregaria. Po triaso, maždaug prieš 200 milijonų metų, sekė įvykis, žinomas kaip triaso (arba triaso-juros) išnykimas, dėl kurio išnyko daugelis bestuburių rūšių.

Tačiau juros periodo fosilijose taip pat yra į Rhaetina gregaria labai panašios būtybės liekanų. Nepaisant to, tolesni tyrimai parodė, kad juros laikų brachiopodas yra tas pats „prikėlęs Elvis“, tai yra būtybė, kuri yra ne triaso pečių galvos palikuonis, o kitos šakos atstovas, kuri panašumų įgavo dėl konvergentinės evoliucijos. - reiškinys, suteikęs sparnus paukščiams ir šikšnosparniams, kurie neturi artimų santykių.

Tarsi nepakitusių, ištisų geologinių epochų išlikusių būtybių sąrašas yra platus ir apima žinduolius, žuvis, paukščius, moliuskus, taip pat augalus ir bakterijas. Tačiau, kaip rodo mokslo duomenys, nė viena iš šių būtybių negali būti „evoliucijos sustabdymo“įrodymas. Tiesiog mes ne visada žinome jos kelią.