Чарльз Дарвин считал, что эволюция создала «бесконечные формы самые красивые». Это хорошее мнение, но оно не объясняет, почему эволюция продолжает создавать крабов.
Ученые давно задавались вопросом, существуют ли пределы того, что может сделать эволюция или была ли у Дарвина правильная идея. Истина может лежать где-то между ними.
Хотя кажется, что не существует потолка для числа видов, которые могут эволюционировать, могут быть ограничения на то, сколько фундаментальных форм могут эволюционировать эти виды. Эволюция крабоподобных существ может быть одним из лучших примеров этого, поскольку они эволюционировали не один раз, а не менее пяти раз.
Крабы относятся к группе ракообразных, называемых десятиногие— буквально «десятиногие», так как у них пять пар ходильных ног. Некоторые десятиногие, такие как омары и креветки, имеют толстое мускулистое брюшко, которое составляет большую часть животного, которое мы едим. Быстрым взмахом брюшка омары могут отскочить назад и убежать от хищников.
Крабы, наоборот, иметь сжатый живот, спрятанный под уплощенной, но расширенной грудной клеткой и панцирем. Это позволяет им прятаться в расщелинах скал для защиты. Эволюция неоднократно находила это решение, потому что оно хорошо работает при сходных обстоятельствах.
Пять групп «Крабов»
Самая крупная группа крабов – это Брачюра (настоящие крабы), включая съедобного краба и атлантического синего краба. У них был предок, который также имел форму краба. Некоторые виды эволюционировали «назад» и снова выпрямили брюшко. Другая большая группа — это аномура (ложные крабы), предок которых больше походил на лобстера.
Однако по крайней мере четыре группы аномура…губчатые крабы, фарфоровые крабы, королевские крабы, и австралийский волосатый каменный краб— независимо эволюционировали в крабоподобную форму почти так же, как и настоящие крабы. Как и у настоящих крабов, их компактные тела более защищены и могут двигаться вбок быстрее.
Это означает, что «крабы» не являются настоящей биологической группой. Они представляют собой набор ветвей дерева десятиногих, которые эволюционировали, чтобы выглядеть одинаково.
Но крабы не исключение.
Нечто подобное произошло и в эволюции птиц от пернатых динозавров. Перья, возможно, сначала развились для изоляции, для привлечения самок, для защиты яиц и, возможно, также как «сети» для ловить добычу. Миллионы лет спустя перья удлинились и приобрели обтекаемую форму для полета.
Палеонтологи расходятся в деталях, но все современные птицы (Neoaves) произошли от наземные предки сразу после массового вымирания, уничтожившего других динозавров. Однако пернатые крылья и полет также развились раньше у других групп динозавров, в том числе троодонтиды и дромеозавры. Некоторые из них, как Microraptor, имел четыре крыла.
Перезапуск ленты жизни
К сожалению, мы не можем проводить эволюционные эксперименты, чтобы увидеть, продолжают ли происходить одни и те же вещи, потому что на это уйдут сотни миллионов лет. Но история жизни уже сделала нечто подобное для нас, когда на разных континентах развивались и диверсифицировались близкородственные линии. Во многих случаях эти родовые линии неоднократно придумывали одни и те же или почти идентичные решения проблем.
Один из лучших примеров — наша собственная группа, млекопитающие.
Есть две основные группы живых млекопитающих. Плацентарные (включая нас) и сумчатые (сумчатые млекопитающие, которые рожают крошечных детенышей). Обе группы произошли от одного и того же общего предка. 100 миллионов лет назад, сумчатые в основном в Австралазии и Америке, а плацентарные в других местах.
Эта изоляция привела к двум почти независимым запускам «эксперимента», чтобы увидеть, что можно сделать с планом тела млекопитающего. Существуют сумчатые и плацентарные версии кротов, мышей, муравьедов, планеров и кошек. Был даже сумчатый волк (тилацин, вымер в 1936 г.), чей череп и зубы поразительно похожи на череп и зубы плацентарного волка.
Независимо развиваются не только формы тела, но также органы и другие структуры. У людей есть сложные глазки-камеры с хрусталиком, радужкой и сетчаткой. Кальмары и осьминоги, которые являются моллюсками и более тесно связаны с улитками и моллюсками, также развили глаза-камеры с теми же компонентами.
Глаза в целом могли развиваться независимо до 40 раз у разных групп животных. Даже кубомедузы, у которых нет мозга, имеют глаза с линзами у основания своих четырех щупалец.
Чем больше мы смотрим, тем больше находим. Такие структуры, как челюсти, зубы, уши, плавники, ноги и крылья, продолжают независимо развиваться на древе жизни животных.
Совсем недавно ученые обнаружили, что конвергенция происходит и на молекулярном уровне. Молекулы опсина в глазах, которые преобразуют фотоны света в химическую энергию и позволяют людям видеть, имеют сильное сходство с кубомедузами, и развивались таким образом параллельно. Еще более странно, что такие разные животные, как киты и летучие мыши, имеют поразительную конвергенцию в генах, которые дать им возможность эхолокации.
Действительно ли люди уникальны?
Многие вещи, которые, как нам нравится думать, делают людей особенными, были заново изобретены эволюцией в других местах. Врановые, подобно воронам и воронам, обладают интеллектом, позволяющим решать проблемы, и, наряду с совами, может использовать простые инструменты.
Киты и дельфины имеют сложные социальные структуры, а их большой мозг позволил им развить язык. Дельфины используют такие инструменты, как губки, чтобы закрывать носы в то время как они кормятся на каменистом морском дне. Осьминоги также используют инструменты и учиться на просмотре что происходит с другими осьминогами.
Если здесь, на Земле, вещи продолжают развиваться аналогичным образом, есть вероятность, что они могут следовать сходным курсом, если жизнь развивалась где-то еще во Вселенной. Это может означать внеземные существа выглядят менее инопланетными и более знакомым, чем мы ожидаем.
Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
Изображение Фото: вастатепаркстафф / Wikimedia Commons
