Эволюция создала потрясающе сложные организмы - от покрытых нейронами рук осьминога до уха млекопитающего. Однако может ли эволюция когда-либо идти "назад", возвращая сложные существа к прежним, более простым формам?
В так называемой регрессивной эволюции организмы могут терять сложные черты и таким образом казаться эволюционировавшими "назад" в более простые формы. Но на самом деле эволюция не идет назад в смысле повторения эволюционных шагов, говорят эксперты.
"Шансы на то, что одна и та же лента [эволюционных изменений] будет … обращена вспять тем же способом, крайне маловероятны", - сказал Live Science Уильям Р. Джеффери (открывается в новой вкладке), биолог из Университета Мэриленда.
Потеря сложности
Регрессивная эволюция включает в себя потерю ранее эволюционировавших форм сложности, сказала в интервью Live Science Бет Окамура (откроется в новой вкладке), исследователь наук о жизни в Музее естественной истории в Лондоне. Крайний пример - миксозои, паразиты с очень простой анатомией — без рта, нервной системы или кишок — и очень маленькими геномами. Простейшие типа "по сути, являются одноклеточными", - сказал Окамура.
По словам Окамуры, миксозои, которых долгое время относили к одноклеточным простейшим, в конечном итоге оказались животными с высокой степенью регрессии. Они эволюционировали из книдарий, группы, включающей медуз, утратив многие черты, которые больше не нужны для паразитического образа жизни.
Таким образом, может показаться, что миксозои, по крайней мере морфологически, вернулись на предыдущую эволюционную стадию, сказала Окамура. "Они как бы сближаются с одноклеточными организмами", - сказала она.
Тем не менее, эволюционный процесс не повторяет свои шаги при регрессивной эволюции, говорит Джеффери. Пещерные обитатели также часто подвергаются регрессивной эволюции, теряя сложные признаки, такие как глаза, которые не нужны в темной среде. Но потеря глаз у пещерных рыб, например, не означает точного возвращения к первобытному предку без этих органов, говорит Джеффери. Вместо этого процессы, которые ранее производили глаз, останавливаются на полпути, оставляя рудиментарный глаз, обросший кожей.
"Может показаться, что все идет в обратном направлении", - сказал Джеффери. "Но глаз не двигался в обратном направлении. Он просто перестал двигаться вперед".
Кроме того, потери в сложности могут сопровождаться менее очевидным увеличением сложности, например, биохимических процессов, которые паразиты используют, чтобы попасть внутрь хозяина, сказала Окамура. "Людям очень легко думать об эволюции в терминах того, что вы видите - морфологических особенностей", - сказала она. "Но существует также множество других особенностей, которые мы не видим на физиологическом и биохимическом уровне".
У пещерных рыб потерянные глаза могут аналогичным образом скрывать альтернативную сложность. Органы, реагирующие на вибрации, появляются у этих рыб в огромных количествах, обеспечивая возможность чувствовать в темной среде. И в и без того перегруженной голове эти органы нашли свободное место в пустых глазницах рыбы, говорит Джеффери.
Обратный путь через сложность
Брайан Голдинг (откроется в новой вкладке), биолог из Университета Макмастера в Онтарио, рассказал Live Science, что отчасти эволюция не повторяет своих шагов, поскольку адаптации приводят к другим изменениям. Это делает простую отмену конкретного изменения чрезвычайно сложной задачей.
"Если вы внесли изменение … вы собираетесь точно настроить эту адаптацию, и эта адаптация будет взаимодействовать с другими генами", - сказал Голдинг. "Теперь, если вы отмените это одно изменение, все остальные гены все равно придется изменить", чтобы обратить эволюцию вспять.
У пещерных рыб, например, первоначальное развитие глаза могло сопровождаться изменениями не только белков, необходимых для глаз, но и черепных структур глазницы. Мутация, влияющая на белок глаза, не приведет к тому, что организм вернется к организму без глазницы.
Наконец, эксперты предупредили, что термин "обратная эволюция" может вводить в заблуждение, подразумевая, что целью эволюции является создание более сложных форм. Однако, по словам Окамуры, эволюция просто отдает предпочтение тем признакам, которые делают организм более приспособленным к определенной среде.
Таким образом, регрессивная эволюция - это обычная эволюция. Потеря сложности может сделать паразита или пещерного обитателя лучше приспособленным к новой среде обитания — например, устранить энергетические затраты на создание сложного органа, говорит Джеффери.
"Эволюция всегда прогрессивна в том смысле, что она отбирает признаки, которые улучшают приспособленность особей, в которых выражена эта вариация", - сказал Окамура.
