Что такое регрессивная эволюция и зачем она нужна: объяснение экспертов
Эволюция создала поразительно сложные черты, от усеянных нейронами рук осьминога до уха млекопитающих. Однако может ли эволюция когда-нибудь пойти «назад», вернув сложных существ к предыдущим, более простым формам?
В так называемой регрессивной эволюции организмы могут терять сложные черты и, таким образом, кажется, что они эволюционировали «назад» в более простые формы. Но на самом деле это лишь иллюзия и никакого «обратного хода» в этом процессе нет.
«Вероятность того, что та же лента [эволюционных изменений] будет... перевернута задом наперед, крайне мала», — заявил Уильям Р. Джеффри, биолог из Мэрилендского университета.
Утрата сложности
Регрессивная эволюция включает в себя потерю сложности ранее развившихся форм, объясняет Бет Окамура, исследователь биологических наук из Музея естественной истории в Лондоне. Ярким примером являются миксозои, паразиты с очень простой анатомией — без рта, нервной системы или кишечника — и с очень маленькими геномами. По словам Окамуры, самый простой тип «представляет собой, по сути, большие одиночные клетки».
Бет уверяет, что долгое время классифицируемые как одноклеточные простейшие, миксозои в конечном итоге оказались сильно регрессировавшими животными. Они произошли от книдарий, группы, в которую входят медузы, потеряв многие черты, которые больше не нужны при паразитическом образе жизни. Таким образом, может показаться, что миксозои, по крайней мере морфологически, вернулись на предыдущую эволюционную стадию, отметила Окамура. «Они как бы сходятся на одноклеточных организмах», — сказала она.
Тем не менее, эволюционный процесс не повторяет свои шаги в регрессивной эволюции. Пещерные существа также часто претерпевают регрессивную эволюцию, теряя сложные черты, такие как глаза, которые не нужны в темноте. Но потеря глаз у пещерных рыб, например, не означает точного возвращения к первобытному предку без этих органов. Вместо этого процессы, которые ранее производили глаз, останавливаются на полпути, оставляя рудиментарный глаз, заросший кожей.
«Вещи могут выглядеть так, как будто они идут в обратном направлении. Но глаз не пошел назад. Он просто перестал двигаться вперед», — уточняют ученые.
Кроме того, потеря сложности может сопровождаться менее очевидным ее увеличением в других аспектах. Например, биохимическим путем, который паразиты используют для проникновения внутрь хозяина. «Людям очень легко... думать об эволюции с точки зрения морфологических особенностей, которые мы видим воочию. Но также существует и множество других характеристик, которые мы не видим на физиологическом и биохимическом уровне», — отмечает Окамура.
У пещерных рыб потерянные глаза могут аналогичным образом скрывать альтернативную сложность. Органы, реагирующие на вибрации, появляются у этих рыб в большом количестве, что дает возможность чувствовать в темноте. По словам Джеффри, в уже переполненной голове эти органы нашли свободное место в пустых глазницах рыбы.
Откат через усложнение
Одна из причин, по которой эволюция не повторяет свои шаги, заключается в том, что адаптации приводят к другим изменениям. Это делает простой возврат конкретного изменения чрезвычайно сложным. «Если вы внесли изменения... вы настроите эту адаптацию, и эта адаптация будет взаимодействовать с другими генами. Теперь, если вы отмените это одно изменение, все остальные гены все равно придется изменить, чтобы повернуть эволюцию вспять», — поясняют биологи.
У пещерных рыб, например, первоначальное развитие глаза могло происходить с изменениями не только белков, необходимых для глаз, но и структур черепа глазницы. Мутация, затрагивающая глазной белок, не приведет к тому, что организм вернется к безглазому черепу.
Наконец, эксперты предупредили, что термин «обратная эволюция» может ошибочно подразумевать, что целью эволюции является создание более сложных форм. Однако эволюция просто отдает предпочтение тем чертам, которые делают организм более приспособленным к конкретной среде, сказала Окамура.
Таким образом, регрессивная эволюция — это обычная эволюция. По словам Джеффри, потеря сложности может сделать паразита или обитателя пещеры более приспособленным к новой среде — например, за счет устранения затрат энергии на создание сложного органа. «Эволюция всегда прогрессивна в том смысле, что она отбирает черты, улучшающие приспособленность особей, в которых проявляется эта вариация», — заключают эксперты.