С тех пор, как вышла книга «Удивительная жизнь» и я получил докторскую степень, эволюционная биология ушла далеко вперед. Появились новые идеи, новые подходы и новые методы сбора информации. Количество ученых, изучающих эволюцию, существенно возросло. Мы разгадали геном, отобразили схему древа жизни, узнали об эволюции микробиома. Потрясающие открытия, сделанные благодаря найденным окаменелостям, прояснили большую часть истории эволюции.

И все эти данные могут многое рассказать о предсказуемости процесса эволюции. Чем больше мы узнаем об истории жизни на этой планете, тем больше видим доказательств того, что конвергенция происходила и что периодически возникали очень похожие результаты. Мои анолисы теперь уже не кажутся исключением из правил, а правило Гулда вызывает сомнения.

Но теперь мы знаем, что существует еще один способ изучать эволюцию, помимо описания того, что происходило на протяжении веков. Мы обнаружили, что можем изучать эволюцию по ходу ее развития, прямо у нас на глазах. А это означает, что мы в действительности можем проиграть пленку, задействуя силу экспериментального метода – важнейшую составляющую лабораторного дела – с целью рассмотреть проблему эволюционной предсказуемости.

Эксперименты – это эффективнейший способ изучать эволюцию. К тому же это невероятно увлекательно. Вспомните опыты, которые вы ставили в школе на уроках химии. Смешивать химические реагенты в мензурках и выливать их в пробирки не было особо занимательно – по крайней мере, для меня.

Но когда в качестве ваших пробирок выступают Багамские острова, а в качестве реагентов – ящерицы, то это уже совсем другая история. Конечно, иногда солнце бывает испепеляющим, и нет ничего обиднее, чем не суметь поймать важную для тебя ящерицу из-за того, что ты отвлекся на проплывающего мимо дельфина. Но экспериментальная эволюция находится на передовой эволюционной биологии, что позволяет нам проверять свои идеи в условиях природы в реальном времени. Что может быть более увлекательным? Эволюционные эксперименты проводятся в настоящее время по всему миру – от горных тропических лесов Тринидада до барханов Небраски и прудов Британской Колумбии. И они дают нам возможность напрямую изучать предсказуемость процесса развития.

О, как бы я хотел снова стать студентом-аспирантом. Дивное время для эволюционных биологов, золотой век. Обладая всеми доступными инструментами, от секвенирования генома (общее название методов, позволяющих установить последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК) до проведения экспериментов в реальных условиях, мы сможем ответить на вопросы, терзавшие наше сообщество весь последний век.

Я сел за написание этой книги, посвященной текущей научной работе, чтобы ответить на один из вопросов: насколько предсказуема эволюция? Но пока я писал, понял, что эта книга должна рассказать не только о том, что говорит нам наука, но еще и о многом другом. Научные знания не появляются из ниоткуда: это результат напряженной и кропотливой работы ученых, которые используют всю свою изобретательность и интуицию, чтобы изучить мир природы. А люди, изучающие эволюционную предсказуемость, вообще интересный народ.

В этой связи моя книга будет не только о том, что нам известно о процессе эволюции, но и о том, как нам удалось это узнать. Не только о чисто технических приемах и научных теориях, но и о том, откуда появляются разные идеи: как ученые обдумывают их и проверяют на практике, и какая часть научных открытий – результат случайного наложения разрозненных идей, сведенных вместе путем неожиданных наблюдений.

Более того, кажущиеся, на первый взгляд, сложными научные проблемы, которые они изучают, оказываются в итоге реально значимыми как для понимания нашего собственного места во Вселенной, так и для понимания того, как все живое вокруг справляется с постоянно меняющимся миром. Как результат, в этой книге – история о людях и местах, растениях и животных, масштабных вопросах и насущных проблемах. И начинается она, как и моя любовь к природе, с динозавров.

Вступление
Хороший динозавр

Трейлер к пиксаровскому мультику «Хороший динозавр» начинается с того, что к Земле летят огромные булыжники астероидов. Один булыжник выстреливает из кучи других, ударяясь о второй и срикошетив в третий. Он улетает в космос и направляется прямиком к отдаленному объекту. По мере того, как объект приближается, становится понятно, что это голубая планета с зелеными пятнами и белыми клочками. «Миллионы лет назад астероид шириной шесть миль^[2] уничтожил всех динозавров на Земле», – произносит рассказчик. Мы видим, как астероид входит в атмосферу Земли, становясь оранжевым и шипя.

Вы знаете, что было дальше: падение астероида в Мексиканском заливе, землетрясения по всему земному шару, стихийное возгорание лесов в Северном полушарии, черное от копоти небо на протяжении нескольких месяцев. Динозавры и многие другие живые существа были стерты с лица земли. Действительно, печальный день. Этот пиксаровский продукт, несомненно, мрачнее большинства других их фильмов. Здесь трагедия, закончившаяся гибелью великих рептилий.

Или нет.

«А что если…?»– звучит вопрос в ролике. И мы видим, как астероид прочерчивает небо эпохи мелового периода.

Жующие траву исполины – динозавры-завроподы, паразавролофусы – на мгновение поднимают вверх головы, а потом продолжают набивать свои вместительные животы растительной пищей.

Астероид пролетает мимо – опасное сближение вместо фатального столкновения. И жизнь идет своим чередом. Беззаботные дни динозавров продолжаются.

Я знаю ответ на вопрос «что если?» Шестьдесят шесть миллионов лет назад динозавры были на пике своего господства. Они доминировали в мире на протяжении более сотни миллионов лет. Если бы не астероид, они продолжали бы править миром: тираннозавр реке, трицератопс, велоцираптор, анкилозавр – все они выжили бы. Появились бы новые ящеры, заменив прежних. По планете продолжалось бы шествие постоянно меняющихся динозавров. Скорее всего, динозавры и сегодня разгуливали бы по земле.

А кого бы не было сегодня? Нас, вот кого. Даже несмотря на то, что мы, млекопитающие, появились примерно двести двадцать пять миллионов лет назад, практически в то же самое время, что и динозавры, на протяжении первых сто шестьдесят миллионов лет существования наша численность была невелика. Динозавры следили за этим. Наши лохматые предки были несущественной второсортицей в мировой биосфере, в целом значительно мельче самого маленького динозавра. Они вели ночной образ жизни, чтобы избегать встречи со своими хозяевами-рептилиями, суетясь в мелколесье и питаясь теми объедками, которые удавалось найти. Вспомните опоссума, и у вас будет хорошее представление о том, как выглядел и жил наш дальний предок в меловой период. Хотя многие были, вероятно, еще гораздо меньшего размера.

Все обстояло именно так до тех пор, пока астероид не уничтожил динозавров, после чего команда млекопитающих получила свой эволюционный шанс. И мы, конечно же, воспользовались им, быстро размножаясь и заполняя пустую экосферу, трансформируя последние шестьдесят шесть миллионов лет в эпоху млекопитающих. Но всем этим мы обязаны удару астероида.

Мы все – и ученые, и дилетанты – когда-то считали, что доминирование млекопитающих было неизбежно, и что млекопитающие изначально стоят выше этих зверюг-рептилий благодаря крупному мозгу и способности согревать свое тело за счет внутренних возможностей организма. Прошло какое-то время, и мы, как гласит история, вытеснили динозавров, съев их яйца или каким-то иным способом показав, кто есть кто.

Теперь мы знаем, что это ерунда. У млекопитающих были крошечные роли в разыгрываемой в период мезозойской эры эволюционной пьесе. И динозавры замечательно чувствовали себя в тот прекрасный день, но тем не менее их владычеству бросили вызов те самые презренные, стоящие ниже их животные. Не будь астероида, жизнь продолжила бы свой прежний ход: рептилии плели бы свои козни и интриги, появлялись бы новые виды животных, а другие исчезали, как это было на протяжении миллионов лет. У нас мало оснований полагать, что мы, млекопитающие, вышли бы из тени, став главными игроками в рамках целой экосистемы. Динозавры уже были там, заполнив все экологические ниши и используя ресурсы природы. И только после того, как они исчезли, настала наша очередь в эволюционном процессе.

Не будь астероида и массовой гибели животных, не было бы эволюционного расцвета млекопитающих, не было бы ни тебя, ни меня. И потому меня так увлекли эти первые несколько секунд ролика. Компания «Пиксар» сняла мультфильм, посвященный исключительно динозаврам и тому, насколько иным был бы мир, если бы астероид прошел стороной. Мне было достаточно сорока пяти секунд просмотра фильма, чтобы понять, что его ждет успех.

Ролик продолжился кадрами того, как тираннозавр гонится за стадом травоядных животных, заставляя их в панике спасаться бегством – беспорядочное хаотическое передвижение огромных травоядных, длинношеих бронтозавров^[3][1] и трехрогих трицератопсов. Типичный день мезозойской эры. Но потом я посмотрел повнимательнее: часть этих зверей больше напоминала волосатых, крупнорогих бизонов, чем рогатых динозавров. А уже в следующей сцене мы видим бронтозавра, прыгающего вокруг с чем-то на голове – человеческий ребенок!