Мы с Шмидом постулировали, что подобные генетические процессы лежат в основе фенотипических изменений у Saurichthys и у мутантов этих рыб. Молекулярные основы морфологического разнообразия Saurichthys включали мутацию или регуляторные изменения сигнального пути в качестве ключевого механизма. Существуют серьёзные основания полагать, что эти механизмы действовали у триасовых рыб так же, как в наши дни.
Анализ последовательности генов, кодирующих компоненты эктодисплазинового сигнального пути, показывает, что эти гены у позвоночных очень консервативны. Известно, что эктодисплазин контролирует формирование зубов и дермальных костей у челюстноротых позвоночных, чешуи у рыб, перьев у птиц и волос и кожных желёз у млекопитающих. Что же касается факторов роста фибробластов, то их работа существенна на очень ранних стадиях развития и они явно унаследованы по меньшей мере всеми позвоночными животными. Эти сигнальные пути представляют собой пример того, что названо «инструментальными белками»{8} и хорошо сохраняется в ходе эволюции.
В дополнение к редукции количества чешуй, вышеупомянутые виды рыб благодаря мутации в эктодисплазиновом пути или в пути фактора роста фибробластов демонстрируют тенденцию к выстраиванию оставшихся чешуй в виде рисунка, схожего с тем, который наблюдается у отдельных рядов чешуй у Saurichthys. Кроме того, сохраняющиеся чешуи на боках мутантов вытянуты в дорсовентральном направлении так, что их можно сравнить с удлинёнными боковыми чешуями, как у видов Saurichthys с реброобразными боковыми чешуями. Мутации в компонентах эктодисплазинового пути также ведут, по крайней мере, у некоторых мутантов данио-рерио, к сокращению количества и снижению сложности строения плавниковых лучей, как было отмечено для некоторых морфологических типов Saurichthys. Кроме того, были сообщения об утрате зубов и изменениях размеров дермальных костей у мутантов данио-рерио, опять-таки изменения органов, которые менялись в процессе роста видового многообразия у Saurichthys.
Особенности строения, контролируемые инструментальными белками, в том числе чешуйчатый покров, строение плавниковых лучей и особенности зубной системы, являются особенно важными для целей самозащиты, хищничества и питания, и таким образом для адаптации в целом. Изменение в важном гене, определяющем ход развития, даёт хороший шанс для симпатрического видообразования. Чем больше будет фенотипический эффект единственной мутации, тем больше шанс немедленной репродуктивной изоляции мутантов, если они окажутся жизнеспособными и успешными. Изменения в сигнальных путях, наличие которых мы предполагаем в случае увеличения видового многообразия у Saurichthys, могут, таким образом, дать объяснение явлению очень быстрого видообразования. В противоположность градуалистической модели эволюции, изменение в важном гене, контролирующем развитие, представляет собой реалистичное объяснение существенных различий между видами рода Saurichthys в палеоэкологическом контексте, в котором они возникли. Тот факт, что не были обнаружены промежуточные, плавно отличающиеся друг от друга ископаемые формы Saurichthys и большинства других видов, хорошо вписывается в общую картину.
Глава восьмая
«Недостающие звенья» и эволюция индивидуального развития
Многие люди привыкли думать об эволюции жизни как о прогрессии, похожей на лестницу, где каждое животное стоит на своей ступени. В случае эволюции позвоночных они могут вообразить рыбу на нижней ступени, саламандру на следующей, затем ящерицу, мышь, и, наконец, человека на верхней ступени. Следуя этому средневековому мифу, казалось вполне естественным предположить, что «низшие» животные эволюционируют в «высших» животных. И, если это так и было, мы должны рассчитывать увидеть «связующие звенья» между ними на всём пути вверх и вниз по «лестнице». Эта идея Великой Цепи Бытия, или Scala naturae, представляет собой образ эволюции, который всё ещё обычен в ненаучной среде, хотя учёные уже давно поняли, что такая концепция является неточной. Миф о «лестнице» связан с неверным пониманием эволюции и не соответствует реальному процессу. Вместо того, чтобы быть похожей на лестницу, эволюция жизни больше напоминает ветвящийся кустарник. Каждая ветка кустарника представляет собой самостоятельную родословную ветвь живых организмов. Места, где из одной точки на кустарнике вырастают две или больше ветвей, указывают на то, что родословные линии, представленные ветвями, в какой-то момент своей истории должны были иметь общего предка. Каждый из ныне живущих видов является «недостающим звеном», поскольку каждый вид является частью древа жизни и обладает мозаикой как «примитивных» пережитков прошлого, так и продвинутых особенностей, которые своим наличием подтверждают изменения. От каждого вида можно многое узнать об этих изменениях.