Андрей Кропочев

Введение

За последние 150 лет произошло много важных событий истории человечества. Прошло две мировые войны, образовался и развалился СССР, старые колониальные империи потеряли свое мировое господство (и даже над Британской империей теперь заходит солнце), человечество наконец-то вышло в космос. Общество, в котором когда-то вы жили, теперь очень сильно изменилось. Наука в общем совершила множество скачков по разным направлениям, появилось множество новых. То, семя чего уже было уже посажено (в том числе и вами, конечно), теперь расцвело огромным райским деревом с сочными плодами, напевающими молодым поколениям: «Истина здесь». Ваша же теория стала одним из кирпичиков, на котором строится современная биология.

И наверное надо было бы этому всему радоваться, но увы… К моему и вашему несчастью свой труд вы писали, когда палеонтология и геология только зарождались как науки, что не могло не сказаться на вашем представлении об объекте исследования этих наук. Поскольку в своей десятой главе вы преимущественно разбираете вопросы касающиеся именно этих наук, то мне придётся немного осветить ваш труд новыми фактами. Это вовсе не уменьшает ценности этой главы в вашем труде, просто немного дополняет ее свежими представлениями. Как жаль, что вам так и не удалось полюбоваться (хоть и умозрительно) очень и очень зрелищной, воодушевляющей и стройной, и что самое главное - более полной картиной развития жизни на земле. Посему будет правильным разобрать часть вашего труда по подглавам, дабы постараться уточнить современное представление об этих вопросах настолько, насколько мне позволяет моя небогатая эрудиция.

Об отсутствии в настоящее время промежуточных разновидностей. О природе вымерших промежуточных разновидностей; об их количестве.

В 20 веке существенно улучшились методы поиска палеонтологического материала, возможности человека тоже стали шире. И нет ничего удивительного в том, что как только у людей появились цели и методы найти что-то более значимое, чем пиратский клад или золоторудные месторождения, то год за годом и после вашей смерти находились различные ископаемые. Теперь ваша теория может похвастать более обширным набором фактов для демонстрации механизмов эволюции. Вряд ли это изменило позиции противников вашей теории, но как известно «горбатого могила исправит».

Таким образом мы имеем, что промежуточных форм накопилось достаточное количество (по крайней мере кандидатов в промежуточные формы). Мне кажется, что будет исторически справедливым, если я опишу в качестве примера интереснейший (для меня-то уж точно) момент из эволюции птиц, касающийся работы с переходными формами, ведь в свое время вы тоже использовали археоптерикса как пример промежуточной формы (не совсем корректный пример, как оказалось позже, но птицы всегда были полны сюрпризов).

Недавно мне попалась на глаза статья {1}, которая описывала очень интересное исследование. Авторы обратили внимание на то, что в случаях, когда ископаемые останки хорошо сохраняются, мы можем на срезах увидеть маленькие полости, занимаемые раньше остеоцитами. А поскольку размер клеток находится в прямой зависимости от размера генома, тогда можно на основе изучения этих полостей делать выводы о размере генома вымерших организмов. Таким образом оставалось найти эту самую зависимость, а для этого вполне себе можно использовать и современных представителей рептилий и птиц, что авторы и сделали. На самом деле правильнее было бы использовать данные по организмам жившим тогда, ведь содержание кислорода, температура и другие факторы среды, которые могли бы влиять на размер клеток сильно изменились, но увы… вернуть древних рептилий нам никогда не удастся.

Зачем все эти сложности, спросите вы (я бы на вашем месте уж точно спросил, мой любимый вопрос)? Дело в том, что геномы птиц гораздо меньше геномов рептилий, млекопитающих, а уменьшение это происходит за счет уменьшения содержания мусорной ДНК. Для птиц важно, чтобы обмен веществ был достаточно эффективным а также масса тела была максимально сокращена. Поэтому наличие мусорной ДНК было бы для них очень невыгодно: синтез мусорной ДНК, ее репликация, упаковка – для этого необходимо синтезировать и содержать огромное количество белков. Поэтому нет ничего удивительного в том, что у птиц или у их предков произошло уменьшение генома, ведь отбор явно бы способствовал этому.

Но вот когда это произошло, у предков птиц или у ранних форм? На этот вопрос и искали ответа исследователи. Радикальное сокращение генома произошло у ящеротазовых в триасе! И птицы, таким образом лишь получили в наследство маленький геном от своих предков – динозавров-теропод. И возможно они и смогли стать птицами, поскольку уже имели этот признак.

Стоит правда заметить, что авторы статьи считают терапод предками птиц, если это не так, то результаты исследования придется пересматривать. Я думаю, что птицы дадут нам еще много материала для размышлений в будущем. Ведь даже через 150 лет после вашей деятельности их происхождение является предметом обсуждений.

В своем труде вы пишете о неправильности поиска переходных форм между ныне живущими видами. Насчет этого могу сказать, что все делается сейчас согласно вашим заветам, переходные формы ищутся между двумя видами А и В, а не между каждым из них и предполагаемой предковой формой С – так или иначе все биологи знакомы с вашими трудами. Однако этим приемом активно пользуются разные противники теории эволюции Увы, они не хотят разбираться в проблеме, а вместо этого предпочитают критиковать.

О течении времени, как это следует из скорости денудации и отложения осадков. О течении времени, как это оценивается годами.

Представляю себе восторг, который испытывали ученые в ваше время, тогда о настоящем возрасте земли только-только начинали возникать предположения. Даже сейчас (что не удивительно, человек-то не поменялся) сложно сопоставить время отведенное нам с тем, которое существует земля и жизнь на ней.

О бедности наших палеонтологических коллекций.

Ваше предположение о том, что геологическая летопись неполна, оказалось более чем верным. Однако, как я уже писал, за 150 лет было найдено множество ископаемых. Теперь уже на основе уже богатого набора данных вымершие виды классифицируются, восстанавливаются исчезнувшие виды, рода, а иногда даже и отряды. Поток новых данных снова меняет представления о развитии жизни на земле. В последнее время, например, было высказано довольно радикальное предложение о пересмотре деления вымерших динозавров на птицетазовых и ящеротазовых.

Это деление существовало с 1887 года, когда его предложил британский палеонтолог Гарри Сили (возможно вы его знали). В основу классификации он положил характерные особенности строения таза. У ящеротазовых динозавров лобковые кости выступают вперед, у птицетазовых они направлены назад, как у птиц. Теперь же это деление не выдерживает того массива материала, которым мы располагаем. Это лишний раз является демонстрацией обилия ископаемых, ведь обычно разделения по морфологическим признакам на таксоны довольно живучи, особенно если учесть, что анализировать нам остается только кости.

О перерывах в геологических формациях. О денудации гранитных областей.

Насколько я могу судить, все что вы описали, является и сейчас бесспорным фактом, однако в вашем труде множество комментариев и открытых вопросов, которые решаются только в свете теории о дрейфе материков. В ваше время о денудации гранитных областей знали уже очень многое, но ничего не было известно о дрейфе материков.

Первая научная теория дрейфа материков была выдвинута величайшим человеком, титаном геологии - Альфредом Вегенером, немецким метеорологом и геологом. Он особенно примечателен тем, что во время учебы не посещал лекций вообще, предпочитая им пиво и фехтование. Правда затем взялся за учебу, получил степень доктора философии, затем занялся различными экспедициями, в которых и погиб.

Он указал на многочисленные сходства в геологическом строении континентов, а также на сходства ископаемой флоры и фауны в прошлом мезозоя и кайнозоя. Веским доказательством было также совпадение климата в отдаленных эпохах.

Вегенер считал, что на планете изначально был тонкий пласт гранитных пород, он образовал пангею, а затем распался. Механизм движения, согласно теории, обоснован действием центробежных сил, образованных под влиянием движения земли, а также луны. Чуть позже эти процессы объяснили движением магмы в мантийных слоях земли.

Вообще Альфред Вегенер благодаря своей теории является словно отцом для современной геологии. Теперь уже и невозможно представить себе палеонтологическую картину мира, без учета движения литосферных плит.

Многие исчезнувшие формации, расселение видов по древней земле, наличие реликтовых форм – все это позволяет объяснять нам эта теория

Об отсутствии промежуточных разновидностей в любой формации.

О внезапном появлении групп видов.

Все-таки я искренне не вижу каким образом внезапное появление организмов может свидетельствовать против теории эволюции. Если мы принимаем во внимание возраст земли и ее размеры, то становиться понятно, что виду с значимым ароморфозом не составит труда распространиться по большей части земной поверхности за несколько веков. Отложения формаций происходят за гораздо более продолжительные сроки.

Человечество, например, распространилось по земле за кратчайший срок. Приведу небольшое доказательство для наглядности.

Известно, что митохондрии и весь набор их содержимого, включая митохондриальную ДНК потомки получают из яйцеклетки – сперматозоид просто не может принести чего-либо полезного, кроме своей половины генов. Итак, митохондриальная ДНК не способна подвергаться рекомбинации, в чем она роднится с ДНК многих прокариот. Поэтому все изменения, происходящие с ней – это последствия мутаций. Поэтому путём сравнения последовательности митохондриальной ДНК и мутаций, отличающих различных людей нашей планеты можно определить, как степень родства хозяев природы, так и приблизительно вычислить время, за которое мутации накопились у разных популяций людей. Далее можно вычислить и эпоху, в которой никаких мутаций ещё не было, в которой популяция людей была генетически однородной. Как-то так в 1987 году предположили, что митохондриальная Ева проживала между 140 тыс. и 280 тыс. лет назад. Согласно последним более точным данным, она проживала между 230—140 тыс. лет назад{3}.

Однако самое главное заключается в том, что Homo Sapiens не менее молодой вид. А это значит, что около 200 тысяч лет хватило людям для заселения всей поверхности планеты. При всем моем уважении к человеческой разумности, мне не кажется, что другие ароморфозы (я даже не уверен справедливо ли считать возникновение разума ароморфозом) помогали видам не менее эффективно распространяться.

Об их внезапном появлении в самых нижних из известных нам слоев, содержащих ископаемые остатки.

Вы пишете, что было бы маловероятно, чтобы самые древние слои были совершенно разрушены денудацией или чтобы их ископаемые были совершенно уничтожены процессом метаморфизма. Однако наблюдаемый уже в ваше время недостаток ископаемых ниже кембрия был закономерен – до кембрия и не было обильно распространенной многоклеточной жизни.

За 150 лет так и не найдено никаких окаменелостей, кроме разве что представителей сомнительной Эдиакарской фауны. В связи с этим возникло много теорий и гипотез о Кембрийском взрыве. Расскажу о тех, которых придерживаюсь лично я.

Первая жизнь была на земле анаэробной – это бесспорный факт, который не подлежит сомнению. Однако с появлением фотосинтеза кислород все накапливался в атмосфере, пока наконец его не стало достаточно для возникновения первых аэробов.

СО2+H2O = CH2О+О2

-общая формула фотосинтеза

Согласно элементарным знаниям химии, можно сделать вывод о том, что ускорить эту реакцию можно выводя один из продуктов из равновесия. Насколько мне известно этот тезис подтверждается и палеонтологическими данными. Интенсивное накопление кислорода в атмосфере будет происходить во времена настолько же интенсивного захоронения органики. Вроде как именно поэтому считается, что не леса являются «легкими планеты», а болота.

После появления фотосинтеза и аэробов океан все же представлял собой обедненную кислородом воду. Происходило это в результате того, что эффективность коррозии на суши была очень высока ввиду отсутствия там еще жизни, поэтому вся пыль из мелких частиц с дождями смывалась в воду. Без соответствующих живых организмов, которые очищают воду, фильтруя эту взвесь, вода оставалась мутной. Как следствие – солнечные лучи не могли проникнуть в глубь океана, поэтому термоклин (место смены плотности океана) находился очень высоко.

В результате океан представлял из себя в своей основе обедненную кислородом жижу (кислород вглубь океана проникает с трудом), а на поверхности небольшой слой чистой воды, где обитали аэробы – сине-зеленые бактерии. Бактерии эти образовывали сложные симбиотические связи с обитателями остальных слоев, а образовывала такая экосистема кислорода столько же, сколько и потребляла.

Но через некоторое время появляются эукариоты – водоросли. Эти ребята постепенно разрушали сформированные экосистемы, сами при этом время от времени активно помирая (они это любят) – образую так необходимые нам захоронения органики. Потом возникают фильтраторы, что явно ведет к образованию привычного нам океана. Среда обитание аэробов расширяется – это уже не узкий слой на поверхности, как было ранее.

Предполагается, что в какой-то момент в нашей атмосфере накопилось достаточно кислорода для образования скелета – образование такой структуры довольно затратный процесс. Появление первых организмов со скелетом подтолкнуло другие организмы к образование схожих структур, в результате этой гонки вооружений возникли основные крупные таксоны, которые существуют до сих пор.

Древность обитателей Земли.

Таким образом мы имеем то, что многоклеточная жизнь возникла в кембрии. Возраст же самой жизни по имеющимся данным приблизительно равен возрасту земли – пяти миллиардам лет.

Заключение.

Несмотря на недостаток материала, вы уже в 19 веке смогли создать теорию, которая повлекла за собой изменении в понимания своего места в мире у людей, дала альтернативу антропоцентризму, стала фундаментом будущего развития биологии.

Список литературы:

{1} - http://www.nature.com/nature/journal/v446/n7132/abs/nature05621.html

{2} - http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7646/full/nature21700.html

{3} - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19500773