Осторожно, клюв: изменчивость может быть и не дарвиновской

Клювы вьюрков буквально угрожают классической теории Дарвина. На примере двух совершенно разных животных можно увидеть, что изменчивость может появляться быстро без медленного и постепенного накопления небольших изменений, в которых был уверен Дарвин.

A. Иглобрюх:  Среди всех костистых рыб, у иглобрюха, который способен быстро надуваться и превращаться в шар, рот просто уникальный: он похож на клюв попугая.

Источник и права: © martywakat / Fotolia

Читайте также: Самые красивые рыбы фото

В одной из статей издания «Труды Национальной академии наук»1 говорится о том, что необычный ротовой аппарат этих рыб, возник, скорее всего, в результате регуляторной модификации во время эмбрионального развития:

«Костистые рыбы составляют примерно половину всех позвоночных животных. Огромный диапазон разновидностей этих рыб, особенно широкая морфологическая изменчивость их челюстно-ротового аппарата, просто поражает. Мы находим самые необычные типы зубного аппарата среди представителей отряда Иглобрюхообразные, в который входят: спинороговые, аноплокапросы, рыба-луна и иглобрюхи-попугайчики. В отличие от всех других членов этого отряда острая челюсть взрослых иглобрюхов (Tetraodontidae) напоминает клюв попугая. Несмотря на новшество в структуре и развитии этого “клюва”, он начинает образовываться с отдельных зубов первого поколения, выстилающих челюсть эмбриона иглобрюха. Надо отметить, что выбор времени развития этих зубов и уровни экспрессии генов сохранились от последнего общего предка костных рыб. Большинство этих эмбриональных зубов в ходе развития теряется. До появления функционального клюва в результате постоянного замещения зубов на нижней челюсти появляется только четыре зуба - последовательно размещенные зубные цепи, относящиеся к нескольким поколениям.

Данные показывают, что такие новшества в области ротового аппарата могут появиться в онтогенезе позднее в результате постоянного добавления и замещения модифицированных зубов. Мы пришли к выводу, что даже такие высокодифференцированные морфологические структуры формируются по сохранившемуся плану развития, который способен изменяться во время онтогенеза в результате едва уловимой повторной спецификации развивающегося компонента».

В Science Daily был опубликован краткий обзор статьи с фотографией иглобрюха.  Авторы отмечают, что развитие зубов иглобрюха остается «неизменным в ходе эволюции», и что в развитии клюва используется «высококонсервативный процесс».  Уникальная структура является адаптацией уже существующих инструментов: «Перед нами пример повторной спецификации генетического набора инструментов, направленных в сторону развития альтернативного и уникального зубного аппарата».

B. Мадагаскарские птички:  Подвиньтесь, дарвиновы вьюрки: ванговые птицы Мадагаскара поражают большим многообразием, чем галапагосские вьюрки Дарвина. Питающиеся семенами птицы семейства ванговые отличаются широким диапазоном изменчивости. Разные виды – разные размеры, способы питания, формы клюва и окраска.  Science Daily сообщает о семейном древе этих птиц, которое включает 22 островных вида, «отличающихся как по своей морфологии, так и способом добывать пропитание». Каким образом появились эти отличия?  Конечно же, не так, как думал Дарвин. Читатели удивлены таким заявлением авторов. «До сегодняшнего момента мадагаскарские ванги также рассматривались как научный пример этого процесса» – т.е. быстрого заполнения свободных экологических ниш.

Читайте также: интересный список статей на тему о птицах."Тема "Птицы", список статей."

Суть новой идеи заключается в том, что в семействе ванговых произошло две вспышки быстрой диверсификации, разделенные двумя периодами застоя: первый - когда птицы появились, и второй – когда позднее среди них возникли «основные морфологические новшества». Этим новшеством стал серповидный клюв, давший возможность новому виду «находить глубоко спрятанных под корой дерева насекомых, а значит занять новую пищевую нишу». На первый взгляд можно подумать, что Дарвин получил еще одну награду. Однако последний параграф бросает определенную тень сомнения на то, что нам известно из учебников о дарвиновской эволюции:

«Проведенное международной группой ученых исследование впервые показывает, что многообразие ванговых эволюционировало в двухэтапном процессе. Ученые поняли, как много тайн хранит в себе Мадагаскар с его необычным биологическим разнообразием, и как много научных открытий ждет их впереди. Более того, данные исследования указывают на то, что новшество в морфологии и связанная с этим новая кормодобывательная стратегия могут привести к вспышке видообразования даже после того, как группа уже достигла своего экологического предела. До этого исследователи хоть и думали, что это возможно, но никогда не могли показать этого на практике. Однако высокая специализация ванговых теперь может стать для них проблемой: среда обитания, к которой птицы адаптировались на протяжении последних 25 млн. лет, быстро сужается как результат использования суши и изменения климата».

Параграф был озаглавлен, как «Первые свидетельства старых идей».  Неужели авторы хотели сказать, что на протяжении 153 лет дарвиновские идеи никак не подтвердились? Новая история, рассказанная нам исследователями ванговых, гласит, что популяция-основатель появилась 25 млн. лет назад, затем быстро диверсифицировала и достигла экологического предела, после чего прекратила эволюционировать. Затем, спустя 15 млн. лет, появилась новая морфологическая особенность, а птицы, жившие все это время без эволюции, прошли через другую вспышку диверсификации и у них сформировался серповидный клюв (пока люди не начали угрожать им «использованием земель и изменением климата»).  Авторы статьи оживленно пишут:2 «Морфологический промежуток имеет непосредственное отношение к питанию, использованию субстрата и движениям в поисках еды, а значит, наши результаты демонстрируют огромную степень эволюционной диверсификации мадагаскарских ванговых птиц».

Science Daily не объясняет, как «появился» серповидный клюв; как самец с таким клювом нашел себе такую же самку, чтобы передавать этот признак дальше; как птицы научились использовать его, и каким образом у них появился вкус для новой еды; почему у добычи не эволюционировали ответные меры; как форма клюва была связана с изменением окраски; почему новшества встречались так редко, что миллионы лет сдерживали дарвиновскую эволюцию.  Авторы также отмечают: «Для нас до сих пор остается загадкой, почему в некоторых линиях происходила адаптивная радиация, но, по-видимому, заполнение незанятых экологических ниш было делом обычным».

C. Безнадежность:  PLoS Biology3 рассказывает о статье, авторы которой подчеркивают, насколько сложно подтвердить случай адаптивной эволюции в экологическом сообществе:

«Одна из главных проблем эволюционной биологии заключается в понимании того, каким образом естественный отбор движет эволюцией. Большинство исследований адаптации направлено на изучение влияния какого-то одного экологического фактора, к примеру, повышенной температуры, на эволюцию внутри отдельного вида. Из-за бесконечной сложности природы, биологическая значимость этих экспериментов ограничена. Большая часть видов встроена в сообщества, содержащие множество видов, которые взаимодействуют как друг с другом, так и с физическим окружением. Для понимания эволюционной значимости такой экологической сложности эксперименты должны быть направлены на исследование эволюционного влияния взаимодействий среди множества видов во время адаптации».

Авторы предложили метод выделения эволюционных эффектов из клубка бесконечной сложности реального мира, но возложили свои надежды на будущее.  «Если эволюционная биология станет прогностической наукой, - говорят они, подразумевая, что она таковой еще не является, - будущим исследованиям следует признать сложность, свойственную сообществам и экосистемам».  Авторы статьи даже заявили, что предыдущие исследования только вводят в заблуждение: «Необходимо выйти за пределы используемых сегодня исследований статических характеристик изменчивости и отбора признака, которые могут дать неправильное представление об эволюции».  Здесь, вероятно, нам могут вспомниться исследования иглобрюхов и клювов ванговых птиц, которые предупреждают эволюционистов о том, что следует с осторожностью говорить о странных клювах или о всплесках диверсификации.

Ссылки и примечания

1. Фразер и др., «Replacing the first-generation dentition in pufferfish with a unique beak» // PNAS May 7, 2012, doi: 10.1073/pnas.1119635109 PNAS May 7, 2012. Вернуться к тексту.
2. Джонссо и др., «Ecological and evolutionary determinants for the adaptive radiation of the Madagascan vangas» // PNAS April 13, 2012, doi: 10.1073/pnas.1115835109 PNAS April 24, 2012 vol. 109 no. 17 6620–6625. Вернуться к тексту.
3. Туркотт, Коррин, Джонсон (2012) «Adaptive Evolution in Ecological Communities» // PLoS Biol 10(5): e1001332. doi:10.1371/journal.pbio.1001332. Вернуться к тексту.

Птицы и иглобрюхи существуют в реальности, а вот «эволюционное понимание» (что само по себе - оксюморон) – не более чем полет фантазии.  Биологи, исследующие дизайн в природе, также имеют свои объяснения. Они считают, что организм адаптируется благодаря своему дизайну, а не способностям окружающей среды создавать удачные адаптации или Закону случайности образовывать новшества. Как получилось, что дарвиновские шарлатаны смогли завоевать внимание средств массовой информации и журналов? Как оградить их господство? Возможно, окружающая среда позаботится об этом? А может быть использование земель и изменение климата также станут угрозой для экологической ниши дарвинистов?  Ниша во времени сохраняет дизайн.

Источник — www.crev.info