Мейтленд Иди - Недостающее звено

• Название: Недостающее звено
• Автор: Мейтленд Иди
• Издательство: Мир
• Жанр: Биология
• Год: 1977

Вторая книга из серии "Возникновение человека" рассказывает о поисках фактов, относящихся к недостающему звену преемственной эволюции человека. Она посвящена австралопитековым — по убеждению подавляющего большинства антропологов, непосредственным предшественникам человека. Автор пытается реконструировать не только внешний облик австралопитековых, но и ландшафты, в которых они обитали, экологические условия их существования образ жизни, орудийную деятельность и взаимоотношения в группах. Книга, бесспорно, заинтересует широкий круг читателей любителей научно-популярной литературы.

---

Иммунологический метод

Анализ аминокислотной последовательности белков при всей его точности трудоемок, поскольку 20 аминокислот дают в белках сотни различных сочетаний. Иммунологический метод позволяет избежать кропотливого определения всей последовательности аминокислот. Он опирается на способность организма вырабатывать антитела для защиты от чужеродных белков, попадающих в кровь. Антитела, реагирующие с белками одного животного, будут реагировать и с белками близкородственных ему видов.

Если взять у человека альбумин, белок кровяной сыворотки, и впрыснуть его кроликам, в их крови начнут вырабатываться антитела, чтобы защитить организм от чужеродного вещества. На рисунке антитела обозначены оранжевым цветом. Сыворотку, содержащую антитела против альбумина человека, можно теперь использовать для измерения степени родства между человеком и различными животными. Смешанная с человеческим сывороточным альбумином, эта сыворотка (справа вверху) даст бурную реакцию, так как кролик выработал ее специально для борьбы с человеческим альбумином (пробирка доверху закрашена голубым цветом).

Альбумин кровяной сыворотки шимпанзе, лишь чуть-чуть отличающийся от человеческого, вызывает почти столь же бурную реакцию. Но сывороточный альбумин лошади очень отличается от человеческого и оказывает на такую кроличью сыворотку очень слабое воздействие.

Эта таблица выявляет несколько поразительных фактов. Она не только подтверждает результаты, полученные другими методами, показывая, что человек очень близок к горилле (только 8 различий), уже не так близок к гиббону (14 различий) и довольно далек от низших обезьян (32 различия), но и показывает, что низшие обезьяны равно удалены от остальных трех сравниваемых приматов. Эта равноудаленность позволяет сделать вывод, что низшие обезьяны разошлись с предком всех этих человекообразных обезьян одновременно и с тех пор темп эволюции альбумина кровяной сыворотки у них всех оставался удивительно постоянным. Другими словами, все они эволюционировали почти с одинаковой скоростью.

Для проверки этого важнейшего момента — скорости эволюции — Сарич и Уилсон вышли за пределы генеалогического древа приматов и сравнили приматов с хищниками. Результаты приведены в правой таблице. Число изменений альбумина кровяной сыворотки тут много выше, что указывает на гораздо большую древность разделения приматов и хищников, чем разделения самих приматов. Удивительно же в этих новых цифрах следующее: если не считать некоторого отклонения у долгопята, они практически совпадают, вновь доказывая, что все эти животные эволюционировали с одной скоростью.

Теперь нужно определить, какова же эта скорость. Ведь если мы сумеем количественно измерить степень эволюционных изменений и скорость, с которой они происходят, мы вернемся к знакомым задачам на время, расстояние и скорость из наших школьных учебников по арифметике. Зная две величины, мы можем вычислить третью. Наконец-то у нас появилась возможность точно измерять время эволюции тех или иных видов и с достаточной уверенностью отмечать места развилок на генеалогическом древе.

Таблица показывает различия в сывороточном альбумине приматов

Таблица показывает приматов и хищников

Чем меньше различий — как, например, между человеком и человекообразными обезьянами, — тем ближе эволюционное родство.

Для решения этой задачи Сарич и Уилсон собрали огромное количество молекулярно-биологических данных. Постоянно сопоставляя и перепроверяя эти данные, они получили предположительные скорости эволюции не только для ДНК, но и для нескольких белков крови. Затем они выбрали исходную дату для построения своего генеалогического древа — происшедшее 36 миллионов лет назад разделение обезьян Нового и Старого Света (хотя далеко не все палеонтологи согласны с этой датой). От этой вехи они с помощью своих молекулярных часов начали вести отсчет времени, отмечая развилки — сначала низших и человекообразных обезьян, затем, наконец, гоминидов и шимпанзе.

Метод измерения Сарича — Уилсона показал разделение гоминидов и шимпанзе менее чем четыре миллиона лет назад, и антропологический мир пришел в ярость. Все сторонники палеонтологического подхода встретили эту дату в штыки. "А как же Омо? — кричат они. — Вспомните Канапои, Лотегем. Ведь там обнаружены гоминиды, имеющие возраст в три, четыре, пять миллионов лет, и внешне они не похожи на человекообразных обезьян. Вы просите, чтобы мы ради ваших драгоценных молекул полностью отбросили свидетельства окаменелостей. Вы просите нас принять постоянные скорости эволюции, а мы их не принимаем. И вы просите нас начать отсчет с момента во времени, относительно которого мы все еще спорим между собой".

Генеалогическое древо (свидетельство белков)

Генеалогическое древо (свидетельство белков)

Различия в белках двух видов отражают эволюционные изменения этих видов после их отделения от общего предка. Анализ показывает, что между альбуминами кровяных сывороток шимпанзе и гориллы существует шесть различий. Эти данные определяют первую маленькую развилку (верхняя часть диаграммы) генеалогического древа, которое составил Винсент Сарич. У человека обнаружено семь отличий как от шимпанзе, так и от гориллы. Поскольку шимпанзе и горилле уже поставлено по три различия, оставшиеся четыре достаются человеку, и его развилку можно нанести почти в той же точке, что и развилку шимпанзе — горилла.

Сывороточный альбумин макакарезуса имеет в среднем 31 отличие от альбумина первых трех видов. Более высокая цифра отражает заметно большую степень эволюционных изменений, другими словами — более раннее разделение, а потому развилка, отделяющая низших обезьян от человекообразных и от человека, должна быть нанесена ниже. Так как лабораторные исследования показывают непрерывную эволюцию по всем линиям, 31 различие должно быть поделено следующим образом: 16 приходится на долю низших обезьян, а 15–16 — на долю человекообразных и человека (3 + 12 = 15 у шимпанзе и 4 + 12 = 16 у человека).

Подобные же развилки можно определить для всех указанных тут животных — лошадь и зебру отделяют друг от друга 8 различий, но у обеих обнаруживается примерно по 190 отличий от сывороточного альбумина приматов, что указывает на очень древнее разделение (около 94 у лошади и около 96 у человека).

Это очень серьезная дилемма. Как может наука двигаться вперед, если палеонтологи утверждают, что разделение человека и человекообразных обезьян произошло тогда-то, тогда-то или тогда-то — вплоть до 50 миллионов лет назад, а иммунологи утверждают, что оно случилось всего четыре миллиона лет назад? Кому верить?

Ни тем, ни другим, советует Шервуд Уошберн. Хотя исследования Сарича и Уилсона произвели на него большое впечатление, он не упускает из вида и окаменелостей. "Все до единого часы, которыми пользуются иммунологи, — утверждает он, — немножко по-разному врут. Они идут с разной скоростью, и у нас пока нет никаких доказательств, что они не капризничают. Их еще по-настоящему не разметили. Но все их стрелки указывают в одном общем направлении, и это заставляет задуматься".

По его мнению, в первую очередь необходимо привязать данные Сарича — Уилсона к какой-то исходной точке в геологическом прошлом, которая удовлетворила бы всех. И тогда после некоторой подгонки, уточнений и регулирования часов все события, возможно, распределятся по своим местам во времени. Если бы, например, Сарич и Уилсон приняли, что разделение обезьян Нового и Старого Света произошло 50 миллионов лет назад, тогда разделение человека и человекообразных обезьян отодвинулось бы по их шкале за отметку пять миллионов лет. А если, как того желают некоторые палеонтологи, считать, что разделение низших обезьян произошло 75 миллионов лет назад, то разделение человека и человекообразных обезьян отодвинется за семь-восемь миллионов лет и т. д.

Если разделение человека и человекообразных обезьян произошло семь миллионов — или даже восемь-девять миллионов — лет назад, это в определенной мере снимает проблему возраста окаменелостей. Но не разрешает ее окончательно. По-прежнему неясно, как рассматривать рамапитека, возраст которого исчисляется 18–14 миллионами лет. Известно, что он не типичная человекообразная обезьяна и, возможно, был одним из прямых предков человека. Но этот вопрос со временем разрешится. Новые и лучше сохранившиеся окаменелости, возможно, подтвердят мнение, которого придерживаются очень многие: что рамапитек — это своего рода ранний, может быть, еще не прямоходящий австралопитек в процессе становления. Или же они подтвердят предположение, что рамапитек вовсе не относится к линии человека. Эта возможность не исчезает до тех пор, пока мы не узнаем о рамапитеке заметно больше, чем знаем сейчас. И разумеется, его патент на право считаться предком человека сразу аннулируется, если вдруг будет открыт совершенно новый и более подходящий кандидат на это звание.