Evolūcijas noslēpumi: senie dzīvnieki, kas neizmira

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Dzīvības evolūcija uz Zemes ietver daudzus noslēpumus. Viens no tiem ir evolūcijas lēcieni, kuru laikā pēc paleontoloģiskajiem standartiem īsā laikā parādījās jaunas dzīvo būtņu grupas vai jaunas zīmes, kas radikāli maina organisma "struktūru". Piemērs ir putnu izcelsme no dinozauriem.

Taču ir piemēri pretējai īpašībai: šķita, ka evolūcija apstājās simtiem miljonu gadu.

"Dzīvo fosiliju" fenomens joprojām ir viens no vispretrunīgāk vērtētajiem mūsdienu bioloģijas zinātnē, un ir uzkrājies milzīgs daudzums diskusiju tematu un materiālu. Mēs zinām vienu no mācību grāmatu stāstiem no skolas laikiem: līdz 20. gadsimta 30. gadu beigām krustspuru virskārta tika uzskatīta par izmirušu krīta periodā.

Tomēr 1938. gadā no Indijas okeāna, no 70 m dziļuma, tika izvilkts apbrīnojams radījums, ko vēlāk sauca par koelakantu. Izrādījās, ka zivis, kuru spurās bija muskuļotas daivas, izdzīvoja līdz mūsdienām. Īpaši lielu interesi par atradumu izraisīja tas, ka zinātne uzskatīja krustspuru zivis par pārejas formu no zivīm uz abiniekiem, un "muskuļotās" spuras tika uztvertas kā solis uz ķepām, ar kurām var pārvietoties pa sauszemi.

Tāpat krustspurainiem, kā izrādījās, bija tuvs kopīgs sencis ar plaušu elpojošām virskārtas zivīm - tas ir, tās spēj elpot gan ūdenī izšķīdušo skābekli, gan atmosfēras gaisu. Šis atzars mūsdienu faunā atstāja pēcnācējus ragzobu zivju veidā - un tās var uzskatīt arī par dzīvām fosilijām, jo pārējie neskaitāmie virskārtas pārstāvji pastāv tikai ģeoloģiskajā hronikā.

Tādējādi dzīvās radības parasti tiek sauktas par dzīvām fosilijām, kuras vai nu morfoloģiski gandrīz neatšķiras no zināmiem seniem dzīvniekiem (augiem, baktērijām), vai arī ir mantojušas kādas arhaiskas iezīmes no tāliem senčiem.

Kas noticis ar pulksteni?

Šādu "dvīņu pāru" esamība, kas vieno senās Zemes iedzīvotājus un mūsu laikabiedrus, ir kļuvusi par vienu no sarežģītajiem evolūcijas teorijas jautājumiem. Galu galā evolūcija, saskaņā ar mūsdienu koncepcijām, balstās uz sava veida bioloģisko pulksteni. Ilgā laika posmā genomiem vajadzētu uzkrāt salīdzināmu skaitu mutāciju. Un, ja dažas radības ir palikušas praktiski nemainīgas simtiem miljonu gadu, tad viņu "pulkstenis" ir apstājies.

"Dzīvo fosiliju" fenomenu izmantoja kreacionisti, kuri noliedz zinātnes identificētos evolūcijas mehānismus. Lai simtiem miljonu gadu ģenētiskās mutācijas un dabiskā atlase kādu dinozauru atzaru ir pārvērtušas par ērgļiem un zīlēm, bet kāpēc šie objektīvie dabas likumi atstāja krustspuru, kaut arī relatīvu, bet nemainīgu?

It kā atbildot uz šāda veida argumentāciju, daudzi biologi mūsdienās sliecas vispārīgi uzskatīt terminu "dzīvās fosilijas" (starp citu, atgriežoties pie paša Darvina) par nepareizu. Un tāpēc, ka viņam nav skaidras definīcijas, un tāpēc, ka viņš neprecīzi apzīmē fenomena būtību. Galu galā nav runas par evolūcijas apturēšanu. Pavisam nesen tika publicēts Mičiganas universitātes zinātnieku sagatavots pētījums par stores, kas dzīvo Amerikas Lielajos ezeros.

Šī zivs, kurai ir diezgan arhaisks izskats, tika uzskatīta par vienu no dzīvu fosiliju kandidātēm – stores uz mūsu planētas pastāv jau aptuveni 100 miljonus gadu. Tomēr, kā mums izdevās noskaidrot, Lielo ezeru iedzīvotāji vēstures gaitā demonstrēja kolosālus evolūcijas izmaiņu ātrumus - saglabājot galvenās morfoloģiskās iezīmes, to izmēri pastāvīgi mainījās. Lielajos ezeros dzīvoja gan pundurzivis, gan milzu zivis, kā arī daudzu vidēja izmēra stores.

Zemūdens kuģis Nautilus - Klusā okeāna un Indijas okeāna dzīļu iemītnieks - ir viens no iespaidīgākajiem "dzīvo fosiliju" pārstāvjiem. Tas pieder pie Nautiloidea - galvkāju virskārtas, kuras fosilijas ir zināmas kopš kembrija (pirms 500 miljoniem gadu). Atšķirībā no citiem galvkājiem, piemēram, astoņkājiem vai kalmāriem, nautilus pusmiljardu gadu ir saglabājuši pārsteidzošu skaistumu. No visas nautiloīdu daudzveidības ir palikušas tikai dažas sugas.

Tādus pašus secinājumus mūsdienu zinātne izdarīja par klasiskajiem "dzīvo fosiliju" piemēriem - to pašu koelakantu. Patriks Laurenti, Francijas Nacionālā zinātnes fonda CNRS evolūcijas biologs, bija viens no tiem, kurš konstatēja, ka starp krīta perioda zivju pārstāvjiem koelakantiem ir manāmas anatomiskas atšķirības izmēros, galvaskausa struktūrā, mugurkaulā un citos morfoloģiskajos elementos. - un mūsdienu coelacanths. Un pats galvenais, genoma izmaiņu ātrums ir diezgan salīdzināms ar to radījumu DNS izmaiņām, kuras evolūcijas gaitā ir piedzīvojušas radikālas metamorfozes.

Vairogi - mazi saldūdens vēžveidīgie no Notostraca apakškārtas - pirmo reizi parādījās uz Zemes apmēram pirms 265 miljoniem gadu un kopš tā laika ir saglabājuši savu izskatu nemainīgu. Tomēr pieņēmums par apturētu evolūciju arī šeit nedarbojās. Pētnieki no Lielbritānijas pilsētas Hullas universitātes ir sekvencējuši vairākus gēnus no aptuveni 270 dzīvo vairogu indivīdu DNS.

Šī darba rezultātā izrādījās, ka mūsdienās vairogi veido nevis 11, kā tika uzskatīts iepriekš, bet 38 atsevišķas sugas, un šīs sugas pieder pie diviem dažādiem atzariem, kas tika sadalīti juras periodā - pirms aptuveni 184 miljoniem gadu. Tajā pašā laikā aktīvā specifikācija un attiecīgās izmaiņas genomā notika regulāri, neietekmējot pamata morfoloģiju.

Zaļais kontinents ir kļuvis par vietu uz Zemes, kur ilgstoši izolēti attīstījušās visneparastākās zīdītāju grupas.

Klusa vieta un smalks regulējums

Bet, ja evolūcija regulāri ievieš, lai arī ne uzreiz pamanāmas, bet pastāvīgas konstruktīvas izmaiņas, kāpēc rodas "dzīvo fosiliju" fenomens? Lai ilustrētu šo mehānismu, pievērsīsimies cilvēces vēsturei. Tādas lielas migrācijas kā Lielā tautu migrācija, valstu un impēriju veidošanās, pasaules reliģiju izplatība – tas viss izraisīja etnisko grupu sajaukšanos un pastāvīgu cilvēku dzīvesveida maiņu no paaudzes paaudzē.

Bet ir gadījumi, kad makroprocesu rezultātā jebkura atsevišķa cilts nokļuva nomaļā salā vai džungļu dzīlēs, vai citos apstākļos, kas noveda pie izolētas eksistences, bet nesniedza lielu ieguldījumu. civilizācijas attīstība. Un, kamēr kaut kur tika ievilkti dzelzceļi, celtas modernas pilsētas, debesīs lidoja lidmašīnas, izolētā cilts turpināja dzīvot tā, kā dzīvoja tās senči, iespējams, pirms tūkstošiem gadu.

Aptuveni tas pats, tikai dažādos laika skalos, notika savvaļas dzīvnieku vēsturē. Lielākās daļas "dzīvo fosiliju" senči tālā pagātnē piederēja daudz plašākām radniecību grupām. Šie daudzie radinieki pagātnē, nonākuši zem dabiskās atlases cirvja, vai nu pielāgojās mainītajiem apstākļiem, pakāpeniski pārvērtās līdz nepazīšanai, vai arī izmira, pārvēršoties strupceļā.

Un tikai neliela daļa no grupas apstākļu dēļ kļuva par paleoendēmisku. Viņa nonāca apstākļos, kas, pirmkārt, praktiski nemainījās miljonu gadu laikā un tāpēc neprasīja radikālu pielāgošanos, un, otrkārt, viņi izolēja šo populāciju no dabiskajiem ienaidniekiem. Šajās evolūcijas laboratorijās ģenētiskais pulkstenis skrēja ar tādu pašu ātrumu, tomēr dabiskajai atlasei nebija citas izvēles, kā vien precizēt kādreiz izveidoto morfoloģiju.

Bībele un rokenrols

Vairākas citas paleontoloģiskas parādības ir cieši saistītas ar "dzīvo fosiliju" fenomenu. "Lācara efekts" ir nosaukts pēc Kristus augšāmcelta Bībeles varoņa. Runa ir par sugām, kuras, reiz ierakstītas fosilajos ierakstos, pēc tam it kā uz ilgu laiku pazūd un pēc tam atkal parādās ("augšāmcelas").

Visbiežāk tas ir vienkārši paleontoloģisko datu trūkuma dēļ: galu galā fosilijas veidošanās nav tik daudz norma, cik rets gadījums, un, ja noteiktā laikmetā neviena radījuma mirstīgās atliekas netika atrastas, tas nenotiek. nozīmē, ka tā nebija. Varbūt viņam vienkārši "nepaveicās" fosilijās atstāt pēdas, vai arī šīs pēdas vēl nav atrastas. Lācara efekts ietver arī retus gadījumus, kad starp dzīvajiem pēkšņi parādās dzīvnieks, kas tiek uzskatīts par izmirušu.

Dziļumu mīkla

Latimerija tās ārkārtīgi "aizvēsturiskā" izskata dēļ jau sen tiek uzskatīta par klasisku "dzīvas fosilijas" piemēru. Tomēr laika gaitā tika konstatētas būtiskas atšķirības starp šo Indijas okeāna iemītnieku un senajiem selakantiem. Jo īpaši dažas vielmaiņas pazīmes liecina, ka koelakanta fosilie radinieki dzīvoja saldūdens tilpnēs, kur, iespējams, muskuļu spuras palīdzēja viņiem pārvietoties, paļaujoties uz seklā ūdens dibenu. Turklāt mūsdienu koelakants ir lielāks par seno krustspuru zivi.

Klasisks Lācara taksona piemērs ir nelidojošais takahe putns Jaunzēlandes Dienvidu salā. Putna atliekas tika atklātas 19. gadsimta vidū, un, lai gan tā suga nav īpaši sena, 100 gadus takahe tika uzskatīta par pilnībā izmirušu. Bet augšāmcelšanās joprojām sekoja. Aptuveni tāds pats liktenis piemeklēja arī Čaku maizniekus, vilnas cūkai līdzīgu Dienvidamerikas iemītnieku. 1930. gadā viņa kauli tika atklāti un vēl nebija pārakmeņojušies, kas liecina par salīdzinoši nesenu sugas izzušanu. Un tikai 45 gadus vēlāk izrādījās, ka pazušanas nebija - vienkārši dzīvnieks labi paslēpās no ziņkārīgo acīm.

Arī "Elvisa efekts" liecina par sava veida zinātniskiem maldiem. Kā zināms, pēc rokenrola karaļa pāragras nāves bija daudz cilvēku, kas ieraudzīja Elvisu dzīvu dažādās Amerikas un pasaules vietās. Tādā pašā veidā radības ar ļoti līdzīgām morfoloģiskajām īpašībām, kas atdalītas ar lieliem laika intervāliem, dažkārt tika sajauktas ar tām pašām bioloģiskajām sugām, kuras bija pārdzīvojušas laikmetus. Tipisks piemērs nāk no jūras bezmugurkaulnieku pasaules, kas pazīstami kā brahiopodi vai brahiopodi.

Vēlā triasa fosilijās ir reģistrēta brahiopodu suga ar nosaukumu Rhaetina gregaria. Triasam pirms aptuveni 200 miljoniem gadu sekoja notikums, kas pazīstams kā triasa (vai triasa-juras laikmeta) izzušana, kas izraisīja daudzu bezmugurkaulnieku sugu izmiršanu.

Tomēr fosilijas, kas datētas ar juras periodu, satur arī radījuma atliekas, kas ir ļoti līdzīgas Rhaetina gregaria. Tomēr turpmākie pētījumi parādīja, ka juras laika brahiokods ir tas pats "augšāmcēlies Elvis", tas ir, būtne, kas nav triasa plecu galvas pēctecis, bet gan citas atzaras pārstāvis, kas ieguvis līdzības konverģentas evolūcijas rezultātā. - parādība, kas piešķīra spārnus putniem un sikspārņiem, kuriem nav tuvu attiecību.

To radību saraksts, kas izdzīvojušas it kā nemainīgas, veselus ģeoloģiskos laikmetus, ir plašs un ietver zīdītājus, zivis, putnus, mīkstmiešus, kā arī augus un baktērijas. Bet, kā liecina zinātnes dati, neviena no šīm radībām nevar būt pierādījums "evolūcijas apturēšanai". Vienkārši mēs ne vienmēr zinām viņas ceļu.