Хелен Скейлс – О чём молчат рыбы (страница 8)
Именно поэтому биологи ворчат по поводу термина «рыбы». Рыбы не являются монофилетической группой, как, например, моллюски; можно отрубить одну ветку древа жизни, и на ней будут только улитки, кальмары, осьминоги и другие моллюски. То же самое справедливо для насекомых и цветковых растений, но не для рыб. Проблема в том, что, для того чтобы получить ветвь только с рыбами, нужно махнуть топором еще раз и отрубить происходящих от них четвероногих. Это делает рыб парафилетической группой[10]. И, по мнению этих недовольных биологов, нельзя просто ходить и рубить ветви с деревьев, надеясь, что никто не заметит. С их точки зрения, этот подход является искусственным и необоснованным.
Однако парафилетическая группа рыб все же не настолько искусственная и необоснованная, как полифилетические группы. Составляющие такой группы разбросаны по всему древу жизни. Чтобы собрать их вместе, нужно пройтись топором и ножницами по всему дереву. Взять, например, выделяемую ранее группу толстокожих, куда входили такие разные животные, как слоны, носороги и бегемоты, не являющиеся близкими родственниками среди млекопитающих, просто у всех у них толстая кожа. Впрочем, по общему признанию, большинство полифилетических групп являются случайными (искусственными). Как только ошибку выявляют, обычно в результате генетического анализа, вид быстро переносят к его близким родственникам в «правильную» группу.
Помимо рыб, есть еще несколько общепризнанных парафилетических групп. Динозавры также пострадали от «неправильного» названия, поскольку к ним относят птиц. Ради биологической точности мы должны называть всех птиц пернатыми динозаврами или, если вам больше нравится, всех динозавров типа тираннозавра или стегозавра «не-пернатыми динозаврами». Аналогично рыбы могут называться «не-четвероногими позвоночными». Но обычно нам вполне хватает терминов «птицы», «динозавры» и «рыбы».
Строго говоря, если настаивать на следовании правилам таксономии[11], то люди – это рыбы, как и все остальные наземные четвероногие. Но такой подход ничего для нас не проясняет. В «Рыбах мира» Нельсон удовольствовался тем, что отметил эту полифилетическую аномалию и следовал простому определению рыб – все водные позвоночные, обладающие жабрами в течение всей жизни и конечностями в форме плавников. Как он отметил, термин «рыбы» просто удобен. Нам нужно лишь смириться с тем, что рыбы дали начало четвероногим; некоторые рыбы эволюционировали и начали постоянно жить на земле, став земноводными, затем рептилиями, птицами и млекопитающими. Другие рыбы остались в воде и продолжили эволюционировать там, занимаясь своими рыбьими делами. Для того чтобы узнать, как и когда это произошло, нам нужно внимательнее взглянуть на ветвь рыб на древе жизни, что заодно поможет нам лучше понять, что же это значит – быть рыбой.
В деревне далеко на севере жила женщина по имени Седна, и многие мужчины хотели на ней жениться. Она отказывала им всем, пока не пришел охотник с далекого острова. Он пообещал ей изысканные лакомства и меха, и она согласилась выйти за него замуж. Когда они остались вдвоем на его острове, муж Седны признался, что он не человек, а птица. Седна пришла в ярость, но не могла покинуть остров. Когда ее отец услышал о том, что произошло, он приплыл, чтобы спасти ее, и убил человека-птицу. Когда Седна с отцом спасались бегством на его каяке, другие птицы узнали, что произошло, и погнались за ними. Они с такой силой махали крыльями, что поднялся шторм, и отец Седны перепугался до смерти. Он выбросил Седну из каяка в ледяное море, желая ублажить рассерженных птиц. Седна схватилась за край лодки и попыталась вскарабкаться обратно, но отец отрубил ее пальцы, которые стали китами, морскими котиками и рыбой. С тех пор Седна живет под водой и властвует над всеми живущими там существами. У нее тело женщины и хвост рыбы. Если вы заглянете в море, то можете увидеть ее похожие на водоросли длинные волосы, струящиеся по течению. Эскимосы почитают и боятся ее. Когда им не удается поймать достаточно животных для еды, шаман превращается в рыбу и плывет к ней. Он расчесывает колтуны в ее волосах и заплетает их в красивые косы. Он дарит Седне радость, и в благодарность она выпускает животных из глубин океана, чтобы люди на них охотились.
Глава 2
Взгляд из глубины: знакомство с рыбами
В июле 1837 г., через год после возвращения из своего путешествия на корабле «Бигль», Чарльз Дарвин набросал в блокноте маленькую схему эволюционного древа. Он пометил расходящиеся от ствола ветви А, В, С и D и рядом написал: «Думаю, это так».
Спустя 22 года Дарвин опубликовал свой знаменитый труд «Происхождение видов» (On the Origin of Species), однако это хрупкое деревце было, по-видимому, первой его попыткой наглядно представить путь эволюции. Понятие древа жизни не было новым, но Дарвин первым предложил ясную идею о том, как все возникло.
Переместимся вперед во времени, в 2016 г., когда в статье в журнале
При рассмотрении эволюционного древа нужно помнить, что самые древние формы жизни расположены снизу и путем естественного отбора из них получаются новые линии, которые отделяются и формируют свои собственные ветви. Помимо этого, места, где ветви соединяются с основным стволом, обозначают предка, общего для двух разошедшихся линий. На генеалогическом древе человека это эквивалентно дяде или деду, общему для кузенов. В эволюционных исследованиях мы редко знаем, как эти предки выглядели или когда точно они жили. И были ли предки несколькими особями или популяцией, которая разделилась, а ее части постепенно эволюционировали в отдельные виды.
Если мы сконцентрируемся на той части древа жизни, где располагаются рыбы, то наткнемся на густые заросли. Окончательная версия эволюционного древа рыб будет содержать все 30 000 видов. Даже дерево в «Рыбах мира» Нельсона занимает несколько страниц и описывает 7 надклассов и 62 отряда рыб. Но не пугайтесь. Чтобы пройтись по огромному разнообразию рыб, нам не нужно такое сложное дерево. Нам хватит и скромной версии, состоящей из 12 ветвей и веточек. Это может показаться радикальным упрощением, но эти 12 ветвей представляют собой основные группы рыб, и они не позволят нам упустить что-либо важное.
Мы рассмотрим это древо не так, будто бы карабкаемся по реальному дереву, начиная с земли и постепенно продвигаясь вверх и в стороны, к концам расходящихся ветвей, но представим, будто мы уже достигли самых дальних веточек и теперь спускаемся назад на твердую землю. Представители 12 групп, с которыми мы познакомимся, в основном живы и сейчас (эволюционные деревья могут включать и вымершие виды, но о них мы поговорим позже), и по мере нашего продвижения вниз по дереву мы будем видеть разветвления, соответствующие все более древним предкам, общим для обитателей выше расположенных ветвей. Таким образом, наше исследование эволюционного древа рыб становится путешествием в прошлое. Это означает, что, спускаясь вниз по дереву, мы будем встречать ныне здравствующие группы рыб, напрямую ведущие родословную от предков, живших во все более далекие прошедшие времена. И это означает, что мы начнем с группы, отделившейся от остальных последней, которая сегодня к тому же является наиболее важной.
Представьте себе любую рыбу, и с большой вероятностью в вашем воображении всплывет кто-нибудь из группы костистых рыб. Это первая группа, с которой мы сталкиваемся на эволюционном древе рыб, и она намного больше других. Костистые рыбы составляют примерно 96 % всех известных видов рыб[12], и неудивительно, что именно в этой группе мы наблюдаем наибольшее разнообразие внешнего вида рыб, их поведения и местообитаний.
Везде, где есть вода, можно найти костистых рыб: золотые рыбки плавают в садовых прудах; гавайские бычки-скалолазы карабкаются по водопадам, присасываясь губами к камням; высоко в водоемах Гималаев живут огромные сомы, достигающие размеров взрослого человека и способные им полакомиться; серебристые стаи анчоусов, сардин и сельдей стремительно проносятся в открытом море, спасаясь от опасных охотников – рыбы-меча, парусника, тунца или ваху[13].
Костистые рыбы обитают и в самом холодном океане на планете – ледниковых водах, окружающих Антарктику. Белокровки выживают при отрицательных температурах, и в течение многих лет биологи считали, что у них есть какая-то стратегия, препятствующая замерзанию. Океан там не замерзает потому, что он очень соленый, но живые ткани не способны выдерживать такие высокие концентрации солей. У рыб должен был быть какой-то другой способ оставаться живыми. В 1960-х гг. Артур ДеВрис, тогда работавший в Стэнфордском университете в Калифорнии, обнаружил в крови белокровок особые молекулы – гликопротеины, – которые останавливают рост кристаллов льда. Он открыл рыбью версию антифриза. Схожие молекулы были выделены и из костистых рыб других видов. Керчаковые и тресковые, камбалы и сельди имеют гены для производства собственного антифриза, которые они могут включать при падении температуры.