Биологи проследили за появлением нового вида птиц

Вариант 2

A1. Эволюцией называется

1) процесс индивидуального развития организмов
2) многообразие современных растений и животных
3) процесс исторического развития органического мира
4) многообразие ископаемых растений и животных

А2. Строение живых организмов из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот — является доказательством эволюции

1) биогеографическим
2) сравнительно-анатомическим
3) биохимическим
4) палеонтологическим

А3. Наличие гомологичных и аналогичных органов является доказательством эволюции

1) сравнительно-анатомическим
2) палеонтологическим
3) эмбриологическим
4) биогеографическим

А4. Наличие у всех многоклеточных животных стадий бластулы и гаструлы является доказательством эволюции

1) цитологическим
2) палеонтологическим
3) эмбриологическим
4) биохимическим

А5. Независимое приобретение разными группами сходных приспособлений при обитании в одинаковых условиях — это

1) атавизм
2) дивергенция
3) конвергенция
4) рудимент

А6. Эволюционным процессом внутри сходных систематических групп, приводящим к расхождению признаков, называется

1) конвергенция
2) ароморфоз
3) дивергенция
4) макроэволюция

А7. Органами, развивающимися из одинаковых зародышевых зачатков сходным образом и выполняющими одинаковые или различные функции, называются

1) атавизмы
2) гомологичные органы
3) рудименты
4) аналогичные органы

А8. Находки переходных форм, изучение филогенетических рядов животных являются доказательством эволюции

1) биохимическим
2) биогеографическим
3) сравнительно-анатомическим
4) палеонтологическим

В1. Выберите три правильных ответа.

Результатом эволюции является

1) сохранение старых видов в стабильных условиях обитания
2) появление новых морозоустойчивых сортов плодовых растений
3) возникновение новых видов в изменившихся условиях среды
4) выведение новых высокоурожайных сортов пшеницы
5) выведение высокопродуктивных пород крупного рогатого скота
6) формирование новых приспособлений к жизни в изменившихся условиях

В2. Выберите три правильных ответа.

К палеонтологическим доказательствам эволюции относят

1) общий план строения всех позвоночных животных
2) окаменевшие остатки древних моллюсков
3) схожесть эмбрионов позвоночных животных на ранних стадиях развития
4) отпечатки папоротников в пластах угля
5) схожесть строения клеток эукариотических организмов
6) скелет археоптерикса

Ответы на тест по биологии Эволюция органического мира. Доказательства эволюции живой природы 11 классВариант 1
А1-2
А2-3
А3-1
А4-4
А5-1
А6-4
А7-4
А8-2
В1. 135
В2. 246Вариант 2
А1-3
А2-3
А3-1
А4-3
А5-3
А6-3
А7-2
А8-4
В1. 136
В2. 246

Искусственный отбор

Анализируя особенности пород домашних животных и сортов культурных растений, Дарвин обратил внимание на значительное развитие у них именно тех признаков, которые ценятся человеком. Достигалось это одним и тем же приемом: при разведении животных или растений селекционеры для размножения оставляли те экземпляры, которые наиболее полно удовлетворяли их потребности и из поколения в поколение накапливали полезные для человека изменения, т.е

осуществляли искусственный отбор.

Под искусственным отбором Дарвин понимал систему мероприятий по усовершенствованию существующих и созданию новых пород животных и сортов растений с полезными (в хозяйственном отношении) наследственными признаками и различал следующие формы искусственного отбора:

Методический отбор — целеустремленное выведение породы или сорта. Приступая к работе, селекционер ставит перед собой определенную задачу в отношении тех признаков, которые он хочет развить у данной породы. Прежде всего эти признаки должны быть хозяйственно ценными или удовлетворять эстетические потребности человека. Признаки, с которыми работает селекционер, могут быть и морфологическими и функциональными. К ним может относиться и характер поведения животных, например драчливость у бойцовых петухов. Решая поставленную перед собой задачу, селекционер выбирает из уже имеющегося материала все то лучшее, в чем проявляются хотя бы в малой степени интересующие его признаки. Выбранные особи содержатся в изоляции во избежание нежелательного скрещивания. Затем селекционер выбирает пары для скрещивания. После этого, начиная уже с первого поколения, он ведет строгий отбор лучшего материала и выбраковку того, который не удовлетворяет предъявленным требованиям.

Таким образом, методический отбор — это творческий процесс, приводящий к образованию новых пород и сортов. Используя этот метод, селекционер, как скульптор, лепит новые органические формы по заранее продуманному плану. Успех его зависит от степени изменчивости исходной формы (чем сильнее изменяются признаки, тем легче найти нужные изменения) и величины исходной партии (в большой партии большие возможности выбора).

Методический отбор в наше время, используя достижения генетики, значительно усовершенствовался и стал основой современной теории и практики селекции животных и растений.

Бессознательный отбор проводится человеком без определенной, заранее поставленной задачи. Это самая давняя форма искусственного отбора, элементами которого пользовались уже первобытные люди. При бессознательном отборе человек не ставит цель создать новую породу, сорт, а лишь оставляет на племя и преимущественно размножает лучшие особи. Так, например, крестьянин, имеющий двух коров, желая использовать одну из них на мясо, зарежет ту, которая дает меньше молока; из кур он использует на мясо самых плохих несушек. В обоих случаях крестьянин, сохраняя наиболее продуктивных животных, проводит направленный отбор, хотя и не ставит перед собой цели вывести новые породы. Именно такую примитивную форму отбора Дарвин называет бессознательным отбором.

Дарвин подчеркивал особую важность бессознательного отбора с теоретической точки зрения, так как эта форма отбора проливает свет и на процесс видообразования. Его можно рассматривать как мостик между искусственным и естественным отбором

Искусственный отбор был хорошей моделью, на которой Дарвин расшифровал процесс формообразования. Дарвиновский анализ искусственного отбора сыграл важную роль в обосновании эволюционного процесса: во-первых, он окончательно утвердил положение об изменчивости: во-вторых, установил основные механизмы формообразования (изменчивость, наследственность, преимущественное размножение особей с полезными признаками) и, наконец, показал пути выработки целесообразных приспособлений и дивергенции сортов, пород. Эти важные предпосылки открыли путь к успешному решению проблемы естественного отбора.

Просто эволюция

Такие эволюционные изменения выше уровня вида иногда называют «макроэволюцией», в отличие от генетических изменений, которые мы можем наблюдать внутри вида (иногда называемых «микроэволюцией»). К сожалению, эта дихотомия предполагает, что существует два разных типа эволюции или что эволюция обусловлена разными механизмами на «микро» и «макро» уровнях. Это различие часто используется теми, кто не принимает эволюцию и утверждает, что существует только «микроэволюция». Но такая дихотомия неверна, потому что нет никаких механизмов, кроме тех, которые изменяют пропорцию генетических вариантов в популяции. Есть только эволюция, движимая мутацией, миграцией, отбором и случайностью.

Диаспора маргариток

На малых островах Британской Колумбии рассеиваемые ветром семена сорняковых растений из семейства маргариток (Asteraceae) быстро теряют свою способность «летать». Характерно то, что зародыш семени становится все более плоским, тогда как парашютообразная «летучка», которая удерживает семя на ветру, становится все более мелкой. Эти изменения благоприятны, так как они сокращают зону рассеивания семян. Иначе на таких маленьких островах легкие семена, переносимые ветром, терялись бы в океане (и, таких образом, сокращалось бы их потомство). Заметьте, что такие изменения приводят к потери способности распространения по ветру на далекие расстояния.

Быстрое появление в современном мире новых видов рыб, ящериц и других животных не оправдывает эволюционных ожиданий… но идеально вписывается в библейскую картину

Девид Кетчпол и Карл Виланд

Ученые, проводящие исследования на острове Тринидад, переместили рыбок гуппи (Poecilia reticulata) из бассейна внизу водопада, где было полно хищных рыб, в бассейны выше уровня водопада, где гуппи ранее не обитали, и где присутствовал только один известный хищник (который мог пожирать только мелких гуппи, а значит, более крупные особи были в безопасности). Потомки переселенных гуппи приспособились к новым условиям существования: они приобрели более крупные размеры, позднее достигали созревания и приводили меньшее количество потомства более крупных размеров.

Скорость этих изменений озадачила эволюционистов, так как согласно их традиционному мировоззрению о миллионах лет, на адаптацию гуппи должно было уйти намного больше времени. Один из эволюционистов заявил: «Гуппи адаптировались к новым условиям существования всего за четыре года— а это в 10 тысяч — 10 миллионов раз быстрее, чем предполагает средний уровень адаптации, установленный на основании палеонтологической летописи».

Галапагосский вьюрок положил начало развитию нового вида птиц на острове Дафни

853 Добавить в закладки

Вьюрок

Впервые ученые смогли наблюдать в реальном времени эволюцию в дикой природе одного вида в другой, совершенно новый, сообщает портал Science Alert.

Секвенирование генома подтвердило появление новых видов галапагосских вьюрков, эндемичных для маленького острова Дафни в архипелаге Галапагос, Эквадор.

В течение последних четырех десятилетий ученые из Университета Принстона (США) и Университета Упсалы (Швеция) наблюдали за происхождением этого нового вида во время полевых работ на острове. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science.

Научный портал указывает, что 2 из 15 видов галапагосских вьюрков стали частью процесса так называемой гибридизации видов, которая произошла 36 лет назад, чтобы в итоге стать совершенно новым видом. В частности, это был самец большого кактусового земляного вьюрка, «незаконно вторгшегося» на остров Дафни, который спаривался с двумя самками одного из местных видов острова, что положило начало зарождения новой линии.

Объясняется, что новый вид был полностью изолирован, потому что необычная песня самцов не привлекала местных самок, и, чтобы выжить, им приходилось спариваться в пределах своего собственного вида. Этот факт только укрепил его развитие.

Во время засух на острове в 2002 и 2003 годах, когда новая линия была в четвертом поколении, выжили только два экземпляра, которые также спаривались и произвели новое потомство в количестве 26 птенцов. «Все, кроме 9, выжили, чтобы продолжать размножаться, производя ужасно инбредное потомство», — говорит исследователь Розмари Грант.

Поскольку гибридные вьюрки были крупнее местных, они смогли получить доступ к новой пищи и выжить. При посещении острова в 2012 году исследователи насчитали 23 особи и 8 размножающихся пар этого вида.

«Новизна этого исследования заключается в том, что мы смогли следить за появлением новых видов в природе, — цитирует Phys.org Розмари Грант. — Во время нашей работы на Дафни мы смогли наблюдать спаривание двух птиц разных видов, а затем следить за событиями, которые происходили дальше, и в итоге стали свидетелями видообразования».

Специалисты также подчеркивают, что образование нового вида не заняло много времени и произошло за два поколения. То есть, новая линия «Большая птица» начала вести себя как другой вид галапагосских вьюрков в третьем поколении.

Мухи, рыбы и вьюрки

Других примеров быстрых адаптаций, вплоть до формирования новых видов (видообразования), существует огромное количество. (Когда одна популяция происходит от другой популяции, с которой больше не может скрещиваться, то это обычно определяется, как образование нового вида). В журнале Сотворение недавно рассказывалось о том, что эволюционисты заявляют о «внушающей тревогу» интенсивности изменений в размахе крыльев европейских фруктовых мух, случайно завезенных в Америку. Подобным образом, быстрые изменения были отмечены и у фруктовых мух Drosophila, а также у лосося-нерки (в пределах девяти и тринадцати поколений соответственно).

В случае со знаменитыми вьюрками Дарвина, для того, чтобы современные виды на острове Галаппагос отделились от своих прародительских популяций, по его оценкам понадобилось бы от одного до пяти миллионов лет. Однако фактические наблюдения за быстрыми адаптациями вьюрков заставили эволюционистов сократить эту временную шкалу всего до нескольких столетий.

Почему растения выигрывают от гибридизации

В случае с растениями чаще перевешивают первые. Всё дело в генетической изменчивости растений.

Ядерный геном сложных организмов (животных, растений, грибов и одноклеточных) содержится в структурах, которые называются хромосомами. Такие организмы, как правило, либо гаплоидные, либо диплоидные, то есть в ядре каждой их клетки содержится либо одна, либо две копии каждой хромосомы. У человека, например, диплоидный набор: в его геноме 23 пары хромосом.

Но есть и исключения. Некоторые растения полиплоидные, то есть в ядре каждой их клетки содержится более двух копий хромосом. Например, у калифорнийской секвойи шесть копий.

Благодаря полиплоидности дополнительные копии генов подвергаются естественному отбору, в то время как остальные копии продолжают выполнять свои обычные функции. Иногда полиплоидность возникает вследствие спонтанного удвоения генома, но чаще — в результате гибридизации, когда хромосомы обоих родителей оказываются в одном ядре.

К тому же, поскольку полиплоидность подразумевает увеличение количества хромосом, она препятствует спариванию с представителями родительских видов. Это позволяет зарождающемуся виду избежать смешения с уже существующими.

Вымирание видов

Учение Дарвина о борьбе за существование, естественном отборе и дивергенции удовлетворительно объясняет и вопрос о вымирании видов. Он показал, что в постоянно меняющихся условиях внешней среды одни виды, уменьшаясь в численности, неизбежно должны погибать и уступать место другим, лучше приспособленным к этим условиям. Таким образом, в процессе эволюции постоянно осуществляются уничтожение и созидание органических форм как необходимое условие развития.

Причиной вымирания видов могут быть различные неблагоприятные для вида условия внешней среды, снижение эволюционной пластичности вида, отставание темпов изменчивости вида или скорости изменения условий, узкая специализация. Более конкурентоспособные виды вытесняют другие, о чем убедительно свидетельствует палеонтологическая летопись.

Оценивая эволюционную теорию Ч.Дарвина, следует отметить, что он доказал историческое развитие живой природы, объяснил пути видообразования как естественный процесс и фактически обосновал формирование приспособлений живых систем в результате естественного отбора, впервые вскрыв их относительный характер. Ч.Дарвин объяснил основные причины и движущие силы эволюции растений и животных в культуре и дикой природе. Учение Дарвина явилось первой материалистической теорией эволюции живого. Его теория сыграла большую роль в укреплении исторического взгляда на органическую природу и во многом определила дальнейшее развитие биологии и всего естествознания.

Коротконогие ящерицы

И это касается не только рыбок гуппи. На Багамских островах небольшое количество ящериц аноле (Anolis sagrei) было переселено с одного из островов, где произрастали высокие деревья, на соседние острова, где ранее не было ящериц, и где присутствовали низкорослые кустистые растения. Форма тела у последующих поколений ящериц быстро изменилась. В частности, относительная длина задних конечностей значительно уменьшилась, и это считается адаптацией к новой среде обитания среди низкорослых кустарников. (Ящерицы, обитающие на стволах деревьев, имеют более длинные задние конечности, чем ящерицы, живущие среди веток. Очевидно, это своего рода компромисс между подвижностью, необходимой для того, чтобы прыгать с ветки на ветки и скоростью, которую обеспечивают более длинные ноги на широкой поверхности стволов деревьев).

Но снова же, удивительной для эволюционистов была скорость адаптации, которая во много тысяч раз превысила их интерпретацию «палеонтологической летописи».

Посвящение автора

Это последняя из трех статей, которые я хотел бы посвятить доктору Дину Мэддену (1960–2017), который в конце 2016 года побудил меня написать об эволюции для науки в школе. Дин был другом, наставником, коллегой, учителем, дизайнером, типографом, пчеловодом, изготовителем сидра, любителем чили, регги-скинхедом, стражем грамматики, пользователем Apple, фанатом Доктора Кто, всесторонним блестящим сумасшедшим ученым и напарником. До свидания, и спасибо за всю рыбу.

Примечание редактора: доктор Дин Мэдден был  активным сторонником Науки в Школе с момента ее появления и членом редколлегии с 2005 года до своей смерти в 2017 году.

От динозавров до птиц — и обратно

А как насчет появления, казалось бы, совершенно новых типов организмов — таких как эволюция китов от их земных предков или птиц от их предков динозавров? Как мы можем отследить и понять такие серьезные изменения в жизни на Земле, изменения, которые намного больше, чем появление отдельных видов?

Основная проблема в отслеживании такой эволюции заключается в том, что она происходит в течение очень длительного периода времени, поэтому большинство организмов-предков вымерли. Однако окаменелости существуют в течение сотен миллионов лет и предоставляют подробную информацию об анатомических изменениях за эти огромные периоды времени. В последние десятилетия тысячи хорошо сохранившихся окаменелых образцов были обнаружены в северо-восточном Китае и очень подробно рассказали об эволюции птиц от динозавров. Например, теперь мы знаем, что у динозавров были перья задолго до появления летающих птиц, что говорит о том, что первоначальное использование перьев было не для полета. Изоляция, камуфляж и демонстрация — все  это возможные альтернативные преимущества, которыми перья дарили этих ранних пернатых рептилий (; ).

Иллюстрация, показывающая пернатого, но нелетающего динозавра Аврорниса, который жил около 160 миллионов лет назад. Открытый в 2013 году в Китае Аурорнис считается старейшим известным примером птицеподобного динозавра.
Jaime Chirinos/Science Photo Library
 

Точно так же летающие птицы не появлялись внезапно и полностью сформированными. Отслеживание различных аспектов анатомии, необходимых для полета на крыльях — маленький размер, крылья, перья, сросшийся хвост, вилочковая кость и многие другие — показало, что полный план тела птицы появился постепенно в течение 100 миллионов лет. После того, как этот план тела был завершен, птицы подверглись огромному и быстрому расхождению в огромное разнообразие различных форм, в результате чего образовались почти 10 000 видов, которые мы знаем сегодня ().

Таким образом, эволюция птиц от динозавров была непрерывным процессом без внезапных изменений. Говорят, что если бы путешествующий во времени палеонтолог мог сидеть сложа руки и наблюдать за эволюцией птиц за 100 миллионов лет, она не заметила бы какого-либо особого момента или события, когда она могла бы точно сказать, где остановились динозавры и начались птицы. В значительной степени благодаря открытиям окаменелостей в Китае, в предыдущие два десятилетия произошли изменения в нашем понимании эволюции птиц, так что птицы теперь прочно обосновались в динозаврах, что делает курицу дальним родственником тиранозавра. Не только это, но и тиранозавр теперь считается более близким родственником куриц, чем многим видам динозавров — например, трицератопсy.

Современные виды птиц, демонстрирующие некоторые их удивительные разновидности. Слева вверху: атлантический тупик
(Fratercula arctica); вверху справа: обыкновенный зимородок (Alcedo atthis); внизу слева: белый аист (Ciconia ciconia);
справа внизу: альпийская галка (Pyrrhocorax graculus)
Ronnie Robertson/Flickr (CC BY-SA 2.0), Shahin Olakara/Flickr, Barry Badcock/Flickr, Ed Dunens/Flickr

Гибридная зона

В течение последнего ледникового периода многие популяции животных в Европе стали географически разделенными, когда они нашли убежище в разных более теплых регионах (таких как современная Испания и Балканский полуостров). Когда ледники ледникового периода растаяли около 10 000 лет назад, популяции видов, которые были разделены в течение длительного времени, снова вступили в контакт, поскольку они смогли покинуть свои убежища и заселить континент. Но проведя много тысяч лет друг от друга, это означало, что разные популяции приобрели некоторые генетические варианты, свойственные каждой, что затрудняло скрещивание популяций, когда они снова встретились.

Например, когда европейские популяции ворон (Corvus Corone) разделились во время ледникового периода, возникли два явно различающихся типа: обыкновенная чёрная ворона (Corvus Corone Corone) на западе и обыкновенная серая ворона (Corvus Corone Cornix)  на востоке. Сегодня в «гибридной зоне» — узкой полосе земли, простирающейся от Скандинавии до Италии, где встречаются вороны обоих типов — эти два вида могут скрещиваться и давать потомство, хотя и с меньшим успехом, чем в их собственных популяциях. Анализируя геномы ворон в гибридной зоне и сравнивая их с геномами ворон в глубине их собственных регионов, ученые смогли идентифицировать последовательности ДНК, которые нелегко перемещаются через гибридную зону. Эти фрагменты генома, которые специфичны для одной популяции (здесь, обыкновенная чёрная или серая ворона), и очень редко встречаются в другой популяции, являются ключом к появлению новых видов. В этом случае гены, ответственные за различия в оперении, реже всего пересекают гибридную зону. Это убедительно свидетельствует о том, что чёрные вороны предпочитают спариваться только с другими воронами, которые выглядят как чёрные вороны, а не как серые вороны, и наоборот. Если этот процесс продолжится, две группы могут в конечном итоге стать совершенно разными видами.

Обыкновенная чёрная ворона, Corvus corone corone
Erni/Shutterstock.com

Обыкновенная серая ворона, Corvus corone cornix
Stefan Berndtsson/Flickr

Молекулярные и демографические процессы, происходящие у ворон (или y Дарвинских вьюрков), которые ученые наблюдали и изучали в течение десятилетий, подчеркивают универсальный характер эволюционных процессов. По сути, эти процессы ничем не отличаются от процессов, происходящих в микроорганизмах, например, когда вирус Эбола превратился в более инфекционный штамм (см. ). Основным фактором, разделяющим эти примеры, является время: степень генетических изменений, произошедших в Эболе за пару лет, у птиц заняла тысячи лет, что отражает их гораздо более длительное время генерации. Однако в каждом случае, когда организм приспосабливается к новым условиям или происходят случайные генетические изменения, результатом является то что разные популяции обосабливаются все больше. В случае ворон или вьюрков это в конечном итоге приводит к полной репродуктивной изоляции — и, следовательно, к новому виду.

Разбираясь с палеонтологической летописью

Если обратиться к Слову того, Кто знает все, то факты современного мира совершенно понятны. Божьи творения должны были размножаться «по роду своему», поэтому из мыши получается мышь, из ящерицы – ящерица, а из маргаритки – маргаритка. Эволюции никогда не было, она не происходит и сегодня. Однако все организмы обладают чудесной врожденной генетической способностью к быстрым изменениям в ответ на давление окружающей обстановки. И это лучше всего наблюдается на сегодняшний день в изолированной среде островов.

Такие примеры быстрой адаптации дают нам понимание того, как были заполнены многие опустевшие экологические ниши на Земле после Потопа – глобального события в реальной истории Земли. В результате этой катастрофы весь «тогдашний мир погиб» (2 Петра 3:6). Поскольку это уже был грешный мир, ископаемые остатки свидетельствуют о смерти, страданиях и болезнях. Но так как это был сотворенный мир, палеонтологическая летопись содержит в себе как останки существ, которые больше не существуют, так и тех, которые живут и сейчас, однако не содержит никаких доказательств того, что один тип постепенно превращался в другой, как бы быстро или медленно это не происходило.

Почему появляются новые виды?

Оригинальные рисунки
четырех видов вьюрков,
найденных на
Галапагосских островах,
обнаруженные Чарльзом
Дарвином. Формы клюва
эволюционировали чтобы
подходить для разных
видов пищи на различных
островах.
John Gould/Wikimedia
Commons
 

Для появления новых видов существует по-видимому как минимум одно необходимое условие: некоторая степень разделения между популяциями (группами особей) существующего вида. Это может быть физическое разделение — географический барьер, такой как горный хребет, или изоляция на острове — или это может быть экологическим разделением, как например иметь различные предпочтения в еде или предпочтения спаривания. Со временем изменения ДНК в разных популяциях в конечном итоге затруднят или сделают невозможным скрещивание отдельных популяций: они станут разными видами.

Экземпляры этого явления многочисленны. Например, когда группы плодовых мушек размещаются в разных помещениях лаборатории, мухи из разных групп в конечном итоге перестают скрещиваться или производить потомство друг с другом. Последним дарвинистским примером видообразования (один вид распадается на несколько) являются вьюрки на Галапагосских островах, описанные Дарвином в «Путешествии бигля». В этом случае разделение как по рациону, так и по месту расположения островов привело к появлению различных видов, с разнообразными формами клювов, отражающими адаптацию к их индивидуальным рационам. Теперь мы знаем, что это анатомическое разнообразие отражается на генетическом уровне изменениями генов, ответственных за форму клюва. Но какие типы генетических изменений в конечном итоге приводят к расщеплению видов, как в случае с вьюрками Дарвина? Текущие исследования в этой области проливают свет на этот вопрос, позволяя ученым следить за генетическими изменениями, происходящими на этом пути.

А что у рыб?

Как и в случае с цветковыми растениями, гибридизация среди животных может привести к изобилию новых видов. Самый известный пример — цихлиды Великих Африканских озер: Виктории, Танганьики и Малави. Цихлиды — это семейство из тысяч родственных видов рыб, известных своим разнообразием форм, размеров и цветов. Каждый вид цихлид приспособлен к жизни на разной глубине.

Причина — в гибридизации. При помощи генетического анализа ученым удалось установить, что цихлиды озера Виктория возникли вследствие смешения двух родительских линий — рыб из Конго и Нила.

Ключевая роль, которую сыграло смешение ДНК, стала очевидной, когда ученые начали изучать ген под названием длинноволновый чувствительный опсин, кодирующий белок сетчатки и обусловливающий чувствительность глаза к красному свету. Уровень красного света в глубоких водах существенно ниже, чем у поверхности, поэтому рыбы, живущие на разной глубине, имеют разные особенности зрения.

У цихлид из реки Конго глаза были приспособлены для жизни на мелководье. У цихлид Нила — для жизни в глубоких и мутных водах. Гибриды же получили разные степени чувствительности к свету в пределах этого диапазона, что позволило им расселиться по всей глубине озера Виктория, которое предоставило новым видам широкий выбор экологических ниш.

Люди — гибридный вид

Но лучше всего изученный случай интрогрессии в животном мире — это не волки, кошачьи и медведи, а человек.

В любом случае в Африке эпохи плейстоцена были и другие представители трибы гоминини. Есть все причины считать, что межвидовое спаривание было повсеместным явлением.

Некоторые из этих человекоподобных были потомками гейдельбергского человека, который расселился по Восточной и Южной Африке примерно 700 000 лет назад, а затем через Ближний Восток попал в Европу и Азию. От этого вида, от которого впоследствии, возможно, произошли предки Homo sapiens, также произошли как минимум два других вида — неандертальцы и денисовцы. Первые жили в Европе еще 28 000 лет назад, а вторые — 50 000 лет назад.

Другие виды гоминини, обитавшие в тот период, были прямыми предками Homo erectus, более примитивного вида, который также был предком гейдельбергского человека и миллионом лет ранее проделал то же путешествие, что и Homo heidelbergensis.

Прибыв в Европу и Азию, Homo heidelbergensis почти полностью вытеснил местных потомков Homo erectus. Однако в некоторых отдаленных уголках, которых Homo heidelbergensis не достиг, они всё же уцелели.

Среди этих мест были остров Флорес в Индонезии и остров Лусон на Филиппинах. Именно здесь карликовые Homo floresiensis и Homo luzonensis жили 50 000 лет назад. Вероятно, были среди них и потомки более древних видов. Одним из них был Homo naledi, который обитал на юге Африки около 230 000 лет назад.

Но до этого сапиенсы успели ближе познакомиться со своими собратьями. След этих отношений до сих пор несет в своем ДНК почти каждый живущий сегодня человек.

В 2010 году команда ученых под руководством Сванте Паабо из Института эволюционной антропологии общества Макса Планка в Лейпциге опубликовала черновой вариант генома неандертальца.

Гены, унаследованные от неандертальцев, помогли Homo sapiens адаптироваться к климатическим условиям новой местности. В частности, важными были неандертальские гены, отвечающие за пигментацию кожи и волосяной покров, например обусловливающий появление веснушек ген BNC2, носителями которого и сегодня являются две трети европейцев. Другой значимой категорией генов неандертальцев были гены, обеспечивающие реакцию иммунной системы на бактерии.

Доктору Паабо также принадлежит открытие Homo sapiens denisovan. В 2009 году его команда расшифровала последовательность ДНК из окаменевшей кости пальца, найденной в ходе раскопок в Денисовой пещере в Алтайском крае в России. Как оказалось, кость принадлежала ранее неизвестному виду человека.

Почему гибридизация вредит животным

В случае с животными, в особенности млекопитающими, дополнительные хромосомы чаще вредят. Почему — до сих пор не ясно. Возможно, дело в том, что у животных лишние хромосомы нарушают процесс деления клеток, или в том, что их клетки более сложные.

Как бы там ни было, гибриды животных более остро ощущают на себе эффекты генетической несовместимости и, следовательно, реже выигрывают от гетерозиса. Именно поэтому эволюционные биологи на протяжении долгого времени отводили гибридизации несущественную роль в эволюции животных.

Однако развитие технологий секвенирования ДНК позволило обнаружить множество видов, появившиеся вследствие гибридизации. Среди них есть немало хорошо известных нам животных.

Европейский зубр, например, возник более 120 000 лет назад в результате гибридизации двух ныне вымерших видов — степного зубра и тура. Последние были дикими предками современного домашнего рогатого скота и обитали в Яктуровской пуще под Варшавой вплоть до 1627 года.

Нечто похожее произошло и с дельфином Климне. Генетический анализ показал, что этот вид китообразных, обитающий в соленых водах между Западной Африкой, Бразилией и Мексиканским заливом, возник вследствие гибридизации полосатого дельфина и длиннорылого продельфина.

Еретический подход

Еще недавно в эту историю мало кто бы поверил.

Это открытие меняет наше представление об эволюции.

Простые родословные, которые Чарльз Дарвин изобразил в одном из своих блокнотов, превратились в запутанные сети. Под сомнением оказалась и ведущая роль мутаций в создании вариаций, которые затем отсеиваются в процессе естественного отбора.

Гибридизация также ведет к возникновению вариаций. Более того, она позволяет сократить процесс видообразования и сделать его независимым от естественного отбора. Как показывает пример «больших птиц», новый вид может возникнуть в мгновение ока.

По сей день о видообразовании принято говорить в контексте животного и растительного миров. Поэтому признание того, что то, что верно для бактерий, также верно и для многоклеточных организмов, имело далеко идущие последствия, в том числе и для понимания происхождения человека.

Согласно классической теории эволюции, мутации происходят случайным образом. Неудачные мутации затем устраняются, тогда как удачные сохраняются. Так возникают изменения, которые в итоге приводят к появлению новых видов.

Гибридизация может быть частью этого процесса.

Иногда геномы родственных видов достаточно схожи, чтобы их представители могли произвести здоровое потомство. Но эти гены всё же сочетаются хуже, чем гены родителей одного вида. Как следствие, даже жизнеспособные гибриды часто более подвержены заболеваниям и бесплодию, причем бесплодие намного чаще встречается среди самцов-гибридов, чем среди самок (эту закономерность описывает правило Холдейна).

Поэтому большинство последователей Дарвина в ХХ веке считали, что естественный отбор препятствует гибридизации.

Но смешение черт двух разных видов может и сыграть на руку гибриду. Это явление — увеличение жизнеспособности гибридов — именуют гибридной мощностью, или гетерозисом.