18. Комары в подземке
Проблема доказательств эволюции заключается в том, что их сложно почувствовать. Независимо от того, насколько четкими и ясными могут быть идеи, даже самые красивые окаменелости останутся всего лишь кусками окаменевших костей, а ДНК – это по-прежнему мешанина невидимого глазу молекулярного кода. Вот если бы можно было, например, увидеть, как на наших глазах в течение одной человеческой жизни появляется новый вид – чтобы ощутить эволюцию не только в качестве интеллектуального анализа, но и в качестве конкретного явления, которое сразу могло бы взлететь и укусить вас? Ну да. Вот почему я очень разволновался, когда обнаружил место, где это действительно происходит. Вы спросите про местонахождение этой удивительной эволюционной витрины? Лондонское метро, подземка, или, как ласково называют ее англичане, Труба.
В Лондоне, как и во многих других местах по всему миру, есть комары. В биологии мы говорим о них следующим образом: класс: насекомые, отряд: диптера (Diptera), семейство: комары (Culicidae) (кровососущие насекомые с двумя крыльями), род и вид: комар обыкновенный (Culexpipiens). В отличие от многих других крупных городов мира, во время Второй мировой войны, когда город подвергался фашистским бомбардировкам, лондонские станции метро использовались в качестве бомбоубежищ.
Чтобы ракеты было труднее перехватить и вообще, чтобы усилить деморализующий эффект всей нацистской кампании, ракетные удары часто происходили ночью. Жители Лондона бежали от обрушивающихся зданий и падающих кирпичей и укрывались в подполье, то есть в метро. Пока наверху падали бомбы, на подземных станциях метро хоронились тысячи людей. Лондонцы страдали от воздушных атак – не только свистящих и разрывающихся бомб, но и звенящих и жалящих комаров, которые последовали за людьми в подземные станции метро. Оттуда людям было некуда бежать, так что у комаров там был настоящий пир… в том числе и ночной. Комары, как правило, питаются ночью, особенно на закате, этим они, собственно там и занимались.
Планировка и структура станций метро такова, что между путями и шпалами постоянно образуются лужи. Комары откладывают яйца в воде… что, вероятно, может свидетельствовать об их водном происхождении. Имея в распоряжении большое количество крови и отличные условия для выведения потомства (воспитание в их обязанности не входит), лондонские комары не испытывали необходимости в возвращении на поверхность земли и поисках новых жертв для своих кровожадных хоботков. Таким образом установилась новая популяция комаров, которая стала жить под землей, совершенно отдельно от своих «надземных» собратьев.
Изолированная популяция – это популяция, рождающая новые виды, и как раз это и произошло. Примерно 50 лет назад в лондонской подземке появился новый вид комаров: Culexpipien превратился в Culexmolestus. В приблизительном переводе с латинского – «комар звенящий», пробыв в генетической изоляции достаточно долгое время, стал новым видом – «комаром назойливым».
Были проведены эксперименты, в которых яйца одного из этих двух типов комаров смешивали со спермой другого. Как правило, размножения не получалось. Хотя были и исключения. Итак, мы собственными глазами могли увидеть возникновение нового вида. Назойливый подземный комар стал отдельным видом всего лишь в результате отделения от надземных сородичей. Когда они размножаются – то есть когда они смешивают гены и порождают еще больше назойливого потомства, – их гены копируются неидеально. Поэтому в конечном итоге гены подземных комаров, судя по всему, стали достаточно сильно отличаться от генов их совсем еще недавних предков, живущих наверху, для того чтобы у них могло получиться общее потомство. Наверху, комар «звенящий» питается птицами и человеческой кровью. Внизу, «назойливые» комары питаются исключительно нами. Конечно, мы можем предполагать, что в тоннелях метро комар случайно найдет и крысу. Но сейчас, я думаю, это неважно, давайте оставим их наедине друг с другом.
Несмотря на то что комары лондонского метро могут в одночасье или около того превратиться в отдельный вид, на данный момент – то есть на момент написания моей книги – они все еще не являются совершенно независимым видом – пока нет. Время от времени в лабораторных условиях некоторые подземные комары могут успешно спариваться с некоторыми надземными собратьями, несмотря на то что большая часть этих представителей не может успешно скрещиваться друг с другом. Вспоминая о масштабах глубоких времен, мы можем с уверенностью предположить, что через несколько десятилетий они станут совершенно отдельными видами. Они не смогут спариваться друг с другом ни в каких условиях, даже в лабораторных; их гены будут слишком разными. Эволюционные биологи видят в этом важный урок. Из-за мутаций популяции с течением времени расходятся с генетической точки зрения, становясь отдельными видами. Мы можем сделать вывод, что если вернуться во времени достаточно далеко назад, можно найти общего предка для каждого живого существа на Земле. Это и стало одним из величайших открытий Дарвина. Это и есть небольшое, но очень ясное послание лондонских комаров.
Если посмотреть на эти две популяции комаров, можно увидеть, как происходит расхождение видов. Нужно понимать, что этот процесс происходил всегда, по крайней мере, с тех пор, как на Земле зародилась жизнь. Отдельные виды происходят от своих предков, от родителей, от организмов, которые были непосредственно перед ними, которые в свою очередь происходят от тех, что были перед ними, и т. д. на протяжении тысячелетий.
Оба вида комаров до сих пор имеют много общего – неудивительно, учитывая, как мало времени у них было, чтобы встать на свой собственный путь. Но знаете, что? Люди по-прежнему генетически очень-очень близки к своим собратьям – шимпанзе и человекообразным обезьянам. Мы достаточно разные, чтобы считаться отдельными видами; люди не спариваются с обезьянами (по крайней мере, я таких не знаю). Но антропологи обнаружили десятки окаменелых останков индивидов, которые отличались и от нас, и от шимпанзе. Они имели схожие с нами руки, бедра и черепа – все было как у нас, но не совсем. Был ли это совершенно отдельный вид? Мог бы кто-то из них иметь общих потомков с современным человеком, если бы они жили сейчас? Все это не праздные вопросы. Они находятся в центре внимания некоторых самых увлекательных эволюционных исследований, которые проводятся прямо сейчас.
Вы, наверное, немало наслышаны о неандертальском человеке, ну или почти человеке. Примерно 500 тысяч лет назад предки неандертальцев и современных людей разошлись в разные стороны. Это довольно трудно, делать выводы о древних людях на основе весьма скудных останков, зачастую лишь фрагментов костей и зубов. Когда я учился в школе, считалось, что неандертальцы в корне отличались от нашего человеческого вида. Имелось в виду, что мы и они были совершенно разными видами и никогда не смешивались друг с другом, и вообще не… хм… вступали в интимную связь. Теперь данные показывают, что наши предки и неандертальцы не только жили в одно и то же время, но, видимо, взаимодействовали друг с другом. Возможно, у них была налажена торговля, но и это еще не все. Революционный генетический труд шведского биолога Сванте Пээбо и его коллег подтверждает, что эти два человекообразных вида определенно имели друг с другом половые контакты. Мы едва ли отличались друг от друга больше, чем два лондонских комара в лаборатории.
Так или иначе мы все прошли через это. Люди и неандертальцы взаимодействовали друг с другом не далее как 30 тысяч лет назад. Видимо, у нас достаточно общих генов, чтобы все получилось, и у нас появились общие дети. Мне на ум приходит легендарный хит 1962 года, записанный замечательной джазовой артисткой Джоанной Соммерс, «Джонни сердится» («Johnny Get Angry»), в котором она заявляет: «Хочу мужчину смелого / Отважного, пещерного…» (I want a brave man / I want a cave man). Поскольку в пещерах Европы были обнаружены экстраординарные артефакты, мы часто связываем древних людей с пещерами. На основе распространенных художественных изображений внешности неандертальцев можно заключить, что они были крупными и мощными мужчинами, и героиня песни определенно нашла бы такого героя весьма привлекательным. Несомненно, они такими и были, и для управления таким крупным телом неандертальцам был необходим более крупный мозг. Наш мозг не так велик, как мозг неандертальца, но и пропорции наших тел заметно меньше. Зато отношение нашего мозга к телу несколько больше, чем у неандертальцев.
Урок, который следует извлечь из истории наших предков, пещерных парней и девчат, а также из происхождения этого жужжащего проклятия из лондонской подземки, заключается в том, что выражение «отдельные виды» справедливо только в том случае, когда организмы некоторое время назад имели общего предка. Процесс эволюции создает генетический спектр, и мы прямо сейчас можем наблюдать его среди комаров в большом городе, кишащем современными людьми. Все это наводит меня на мысли о большой коробке с карандашами, которая была у некоторых моих одноклассников в начальной школе. Там был «красно-оранжевый» цвет, был и «оранжево-красный». Если съездить на завод «Crayola Crayon» в Истоне, Пенсильвания, можно посмотреть, как смешиваются пигменты. Так вот чуть больше красного дает в результате красно-оранжевый, а если добавить больше оранжевого, получится трендовый цвет «манго-танго». Разница незначительна, но вполне заметна. В случае с видами разница начинается с незаметных отклонений – всего нескольких генетических мутаций. Но в очень долгосрочной перспективе «глубоких времен» эта разница становится поистине поразительной.
Примечательно, что эволюционный процесс, создающий новые виды, происходит за счет небольших случайных изменений в генах. Судьбу этих изменений решает столкновение с окружающей средой. Мутация может быть случайной, но давление отбора будет смертельным. Новые виды появляются с поразительной скоростью, создавая обширную палитру видового разнообразия.
Появление новых представителей комариного вида произошло так быстро, что я не могу не поинтересоваться, было ли что-то, что могло способствовать формированию нового сообщества? Может быть, у этих подземных комаров лучше получалось находить людей, чем птиц, когда они еще жили на поверхности? Или им было просто легче найти себе новую жертву там, где они ходили толпами, не утомляя себя поисками? Каждый день их пища сама спускалась к ним по лестнице. Было ли это чисто генетическим расхождением, или они обладали каким-то дополнительным преимуществом? Ответом может быть комбинация этих факторов. Учитывая все известные факторы, следует заметить, что скорость изменений у этих насекомых оказалась просто необычайно высокой. Представьте, что могло бы случиться, если бы каждое живое существо могло бы порождать новый вид всего за сотню лет!
Учитывая, что новые виды в природе появляются довольно легко, неудивительно, что на Земле в данный момент насчитывается, по крайней мере, 16 млн видов, хотя по утверждениям многих биологов, их истинное число гораздо больше. До нас могло дойти 100 млн видов при том, что, например, тысячу раз столько же видов появлялось и исчезало вновь. Даже когда они вымирали, они порождали организмы, жившие в менее удаленном, но все еще достаточно далеком прошлом, которые в конечном счете привели к появлению нас и всех живых существ, которых мы видим и которых мы находим при раскопках сегодня.
Как и следует ожидать, биологи способны на следующий логический шаг. Они могут делать выводы о том, насколько давно произошло отделение вида (если мы его считаем отделившимся), даже не изучая соответствующие окаменелости. Один из самых эффективных способов реконструкции происхождения – это химический анализ генетического кода двух живых существ, наблюдение и измерение текущего уровня мутаций, а после – обратный генетический отсчет. Степень генетических расхождений позволит судить о времени, прошедшем с момента разделения двух видов. В некоторых случаях генетики могут позволить себе свериться с палеонтологами и поискать подтверждения в окаменелостях. В таком подходе неизбежен элемент предположения, так что ожидать точной датировки было бы глупо, но в целом время предполагаемого возраста отделившегося вида получается довольно близким к истине.
Это еще одно замечательное доказательство того, как работает эволюция. Два совершенно разных метода, два совершенно разных взгляда на жизнь дают одну и ту же историческую хронологию жизни. И каждое путешествие в прошлое только подтверждает мысль о том, что все мы – земляне – имеем ДНК и мы все произошли от одного общего предка – как и предполагал Дарвин.
В случае с комарами биологи определили генетическую разницу между видами Culexpipiens и Culexmolestus. Они замерили скорость происходивших в них изменений, и, разумеется, генетические часы совпали с промежутком времени, соответствующим периоду Второй мировой войны. В случае с нашим видом мы можем оценить ДНК живого человека и даже человека, жившего много веков назад. Есть, например компания под названием «23 and Me», которая предлагает услугу анализа ДНК и примерной реконструкции истории вашего личного происхождения. На основе подобного фундаментального подхода генетикам удалось вычислить гены, полученные от Чингисхана, а также проследить гены рака, которые появились на Ближнем Востоке тысячи лет назад, а затем распространились по всему миру вместе с еврейским населением, перемещавшимся по свету долгие годы. Мои ближайшие предки из Европы, но анализ моей ДНК говорит о том, что, по сути, я принадлежу народности банту.
Изучая ДНК наших предков, мы можем узнать кое-что о том, как продвигается эволюция человека в настоящее время. Есть и другие способы узнать о современном эволюционировании людей. Наши потомки наверняка будут ломать голову над тем, как мы могли упустить некоторые очевидные аспекты эволюции, те, которые помогли бы нашему обществу принимать исключительно правильные решения.
Возможно, одним из самых важных открытий стала констатация того факта, что с точки зрения генетики все люди одинаковы. Мы просто сами вышли из бутылочного горлышка. И в результате мы оказались так же похожи на неандертальцев, как подземный комар на наземного. Все люди, живущие на данный момент, связаны между собой сильнее, чем когда-либо. Возможно, это ощущение общего наследия поможет нам найти мотивацию для совместной работы и настоящих подвигов.
