Глава 9
Наследство из океана

К началу пятой недели вы размером уже примерно с горошину. У вас крошечное прозрачное свернутое клубком тело, а голова прижата к длинному хвосту. У вас еще толком нет лица: лишь смутные очертания глаз прослеживаются по бокам головы. В жизни не подумаешь, что из вас получится человек: прямо сейчас вы похожи скорее на креветку. Еще вдоль вашей шеи появились четыре небольшие складки, разделенные глубокими морщинами, а прямо под ними бьется красный комочек вашего крохотного сердца.

Все, что ваши клетки делали вплоть до этого момента, казалось весьма логичным: они росли и объединялись, формируя основу, от которой потом можно будет отталкиваться. Теперь же такое ощущение, что они попросту начали халтурить. С какой такой стати, например, им взбрело в голову сделать этот совершенно ненужный хвост? Ведь в конечном счете он превратится в какой-то костяной обрубок, копчик, на который очень больно падать. Ни один инженер в здравом уме не стал бы создавать что-то подобное. И какой вообще смысл в этих складках на шее, которые потом пропадут? Не слишком ли они напоминают рыбьи жабры?

Однако не одни мы, люди, идем такими окольными путями в своем развитии. Если изучать эмбрионы ящерицы, курицы или слона, то обязательно наткнешься на то же самое странное создание. В начале XIX века немецкий биолог Карл Эрнст фон Бэр обратил внимание на подобные сходства, однако придумать этому логичное объяснение не смог. Тогда разгадку предложил Дарвин. В 1859 году он опубликовал свой знаменитый труд «Происхождение видов», в котором целую главу посвятил эмбрионам. Он объяснил, что загадочные сходства между эмбрионами различных видов, видимо, объясняются нашими общими корнями.

У нас общая история с рыбами, саламандрами и курицами, история длиной в сотни миллионов лет. Начинается она с пустого и безжизненного мира, в океанских глубинах которого вот-вот зародится жизнь. Наши предки, похожие на нынешних рыб, скитаются по просторам этого древнего океана. Проходит какое-то время, и голые скалы на суше начинает застилать мох, а скорпионы и сороконожки принимаются исследовать зеленеющие мелкие заросли. Растения тянутся вверх, глубоко уходя корнями в землю, которая теперь покрыта слоем плодородной почвы. Вскоре она уже полна насекомыми, копошащимися в зарослях огромных папоротников. Воздух теплый, влажный, и в нем полно кислорода. Наши предки пока обитают в болотах древних лесов. У некоторых из их потомков появятся позже легкие и жесткие плавники, а потом (около 400 миллионов лет назад) первые земноводные выберутся из воды на сушу. Но далеко от воды отходить не будут, ведь именно здесь зародилась их жизнь. Без воды их яйца высохнут и скукожатся на солнце. Но проходит некоторое время, и рептилии находят решение этой проблемы: они начинают откладывать яйца с толстой скорлупой, которая защищает от потери влаги. Еще какое-то время спустя (примерно 200 миллионов лет назад) появляются первые млекопитающие, вынашивающие потомство в собственной утробе, где их будущим детенышам уже не угрожают внешние факторы. Со временем появляются млекопитающие без шерсти на теле и ходящие на двух ногах – первые люди. Наши последние, общие с шимпанзе, предки жили примерно шесть миллионов лет назад. А вся наша с вами история лишь крошечный отрезок времени по сравнению с 3,8 миллиарда лет эволюции всей жизни. Между тем мы по-прежнему начинаем свою жизнь водоплавающими существами: мы создаем для себя свой собственный соленый океан (околоплодные воды), в котором остаемся до тех пор, пока не будем готовы сделать первый вздох.

Если вспомнить, что наше тело – это, по сути, переделанная рыба, то ему многое можно простить. Все, что может показаться глупым и нелогичным, тут же обретает смысл. Возьмем, к примеру, икоту. Вы были трехмесячным эмбрионом, когда впервые испытали на себе это слегка раздражающее явление. Во время икоты мышцы, отвечающие за дыхание, непроизвольно сокращаются, и мы резко вдыхаем воздух. Скорее всего этот механизм унаследован нами от наших земноводных пращуров: для людей этот рефлекс едва ли можно назвать полезным, а вот для головастиков он крайне важен. Где-то в середине процесса развития у головастика есть одновременно и легкие, и жабры (так же было и у наших предков). Когда он дышит под водой, то это похоже на затяжную икоту. Перекрывая горло, головастик блокирует доступ к легким и проталкивает воду через жабры.

Еще один характерный пример – небольшая впадинка, расположенная между верхней губой и носом. Ее называют губным желобком, а по-научному – фильтрум (от лат. philtrum). Когда я была маленькой, то думала, что она нужна, чтобы туда стекали сопли во время насморка, однако на самом деле у этой впадинки нет никакой специальной функции. Она лишь результат несколько неуклюжего процесса формирования нашего лица. В самом начале наше лицо состоит из трех отдельных частей: глаза расположены по бокам головы, совсем как у рыбы, а ноздри находятся сверху. Затем каждая часть начинает постепенно сдвигаться к одной точке: ноздри сползают вниз, а глаза сдвигаются к середине. В конце концов все три части сливаются вместе там, где у вас сейчас находится нос. Чрезвычайно важно, чтобы все три сегмента встретились одновременно. Даже небольшая задержка может привести к весьма заметным последствиям: вы можете родиться, например, с волчьей пастью. Если же все идет по плану, то кожа и мышцы переплетаются так, что на месте соединения не остается никакого следа, кроме этой самой небольшой вертикальной канавки, которая всю жизнь будет напоминать о тех временах, когда вы выглядели совершенно иначе.

Те четыре складки с расщелинами между ними, которые появляются на нашей шее в процессе эмбрионального развития, тоже наследство из океана. У эмбрионов рыбы из этих расщелин формируются щели между жабрами, через которые в процессе дыхания проходит вода. Из самых верхних складок получается челюсть, а две последние образуют вспомогательные ткани для жабр. У земноводных, рептилий и млекопитающих развиваются точно такие же складки с расщелинами, однако эволюция нашла им новое применение. Так, например, у нас из верхних складок формируется не только челюсть, но и косточки, с помощью которых мы слышим. У земноводных и рептилий из второй складки получается небольшая ушная косточка, которой нет у рыб, – стремечко. Оно позволяет слышать звуки на воздухе, где звуковые волны распространяются медленнее, чем в воде. Проходя через воду, звуковые волны посылают вибрации сквозь все тело рыбы, и в итоге они достигают органов слуха, расположенных прямо за глазами. На суше же звуковые волны необходимо усилить, чтобы они могли активировать сенсорные клетки. Под действием звуковых волн стремечко стучит по мембране на границе внутреннего уха, создавая волны в расположенной за ней жидкости, и тогда находящиеся в ней волосковые сенсорные клетки начинают свой танец. Одни клетки предпочитают сильные, быстрые волны, соответствующие высоким частотам, а другие выплясывают только под басы. Когда какая-то из клеток начинает танцевать, открывается небольшой канал, по которому она передает определенные химические вещества нервной клетке, а та, в свою очередь, посылает электрический сигнал сначала слуховому нерву, а потом и в мозг.

Млекопитающие со слухом пошли еще дальше. Изучая окаменелости, ученые обнаружили, что со временем кости в задней части челюсти рептилий становились меньше, пока наконец не оказались в ухе первых млекопитающих. Эти две косточки называют молоточком и наковальней, и они помогают стремечку усиливать звуковые волны, поочередно вибрируя за барабанной перепонкой, пока сигнал не достигнет внутреннего уха. Именно благодаря такой реконструкции челюсти мы слышим гораздо лучше рептилий.

Вместе с тем следы нашей эволюции ученые находят не только у эмбрионов и в ископаемых. Теперь в нашем распоряжении есть новый инструмент: мы можем сравнивать между собой ДНК различных видов. Дарвин, который даже не догадывался о том, как устроены гены и механизм наследственности, определенно аплодировал бы нам за все совершенные с тех пор открытия. Мы узнали, что плодовые мушки, рыбы и люди унаследовали крайне важные гены от одного общего предка. Мы используем эти гены, чтобы сформировать основу для нашего тела, состоящую из спины, передней части, головы и хвоста. От более близких предков нам достались гены, позволяющие обзавестись скелетом, спинным и головным мозгом.

Люди, птицы и рыбы выглядят совершенно по-разному, но при этом для формирования наших тел используются одни и те же гены. Как же этим конкретным генам удалось сохраниться, в то время как многие другие необратимо изменились? Наверное, все дело в их исключительной важности. Гораздо опаснее менять ген, который активируется на ранних этапах развития организма, чем тот, который вступает в дело сильно позже. Это все равно что ломать несущую стену дома вместо того, чтобы просто пристроить к ней балкон. Эмбрионам с дефектами в этих генах скорее всего будет не суждено стать полноценными особями, а значит, и передать свои измененные гены потомкам они не смогут.

Так что гораздо проще оттачивать детали и постепенно добавлять новые характеристики. Путь к тому, чтобы стать человеком, весьма извилистый, и нам ничего не остается, кроме как с этим смириться.