Разрыв шаблона: как киты породнились с парнокопытными

Почти триста лет проработала систематика всего живого, придуманная Карлом Линнеем в первой половине XVIII века. В его «Системе природы» все делилось на три царства: животное, растительное и минеральное. Царства состояли из нескольких классов, классы — из отрядов, отряды из родов, а роды из видов. Каждый вид получал двойное латинское имя: первым в нем стояло название рода, а вторым — видовой эпитет, который мог быть как прилагательным, так и существительным. Например, серая жаба получила имя Bufo bufo, то есть «жаба жаба», а ее ближайшая родственница — Bufo viridis, то есть «жаба зеленая».

Примерно в таком виде все мы изучали линнеевскую систему в школе. Правда, к тому времени классов стало сотни, вместо всего шести в эпоху Линнея. И все же это было привычное дерево: общий ствол-тип разветвляется на несколько толстых ветвей-классов, каждая из них делится на несколько отрядов и так вплоть до тонких концевых веточек — видов. Любому школьнику тут же ясно, кто от кого произошел.

Раньше выводы о родстве ученые делали по так называемым наблюдаемым признакам. Тут поначалу бывали и конфузы: например, сам Линней объединил в один род медведя и барсука — главным образом потому, что оба они всеядные и на зиму впадают в спячку (сегодня эти звери относятся к разным семействам отряда хищных). Позже принцип усовершенствовали — данные сравнительной анатомии должны были подтверждаться данными палеонтологии и сравнительной эмбриологии. Но в целом все было очень просто: чем больше сходных признаков, тем ближе родство. А потом по мере накопления палеонтологических данных стало иногда выясняться, что родство близкое, а сходных признаков нет. Система закачалась.

Соблюдение принципа классификации «по родству» может довести до абсурда. Известно, например, что птицы произошли от пресмыкающихся. Причем от вполне конкретной группы древних рептилий — архозавров. От них же происходят и крокодилы, и их родство с птицами куда ближе, чем со змеями или черепахами. Если систематика основана на родстве и только на родстве, то крокодилов нужно выводить из класса рептилий и объединять с птицами. Но до последнего времени большинство зоологов категорически отказывались принимать такое изменение — настолько оно противоречило их здравому смыслу. Или бедные китообразные — были отдельным отрядом, а потом оказались ближайшими родственниками парнокопытных. В один отряд их объединять рука все же не поднимается, потому свели в некую «несистематическую группу китопарнокопытных».

Тем временем линнеевская система шаталась все сильнее. Очередной акт драмы начался лет 25 назад, когда молекулярные биологи научились читать генетические тексты (последовательности нуклеотидов в ДНК и РНК). Особенно их интересовали разночтения — «буквы», которыми отличаются друг от друга однотипные гены разных видов. Одна и та же «опечатка» может возникнуть у двух видов независимо, но независимое возникновение хотя бы пары десятков одинаковых «опечаток» уже равно чуду. То есть, чем меньше разночтений обнаруживается в генетических текстах двух видов, тем ближе родство между ними.

В последние годы публикации по систематике, основанные на традиционных методах, перестали появляться — молекулярная революция победила. Новые методы не совместимы с принципами линнеевской системы. Конечно, можно сдать прежнюю систему в архив и заняться построением новой, где не будет никаких общих категорий, а будут только ветки и на кончике каждой — конкретный вид. Но как тогда поступать с ископаемыми формами? У окаменелостей нет нуклеиновых кислот: они состоят из минеральных соединений, хранящих лишь форму древних организмов. И куда их помещать, в какое место дерева? Не держать же одну систему для ископаемых существ, а другую — для современных!

Пока никто не предложил пригодной для работы альтернативной системы. Имеющаяся хотя бы дает всем уникальные названия, а расстаться с ней будет нелегко, но ведь и с паровозами, такими привычными, прощание было нелегким.

Детали. Революция

Бурное развитие молекулярной филогенетики привело не только к разрешению многих старых споров, но и к крушению того, что представлялось бесспорным, например идеи происхождения членистоногих от очень похожих на них кольчатых червей. Вся систематика беспозвоночных была полностью перекроена, так что классические учебники по этому предмету устарели за считаные годы. Про позвоночных мы тоже узнали много нового: о родстве слонов, сирен и маленьких зверьков даманов зоологи говорили и раньше, но теперь выяснилось, что к этой же группе («афротерии») относятся и трубкозуб, и целый ряд африканских насекомоядных. Это стало для зоологов- классиков особенно болезненным ударом: по канонам традиционной систематики отличия африканских ежей и кротов от их евразийских аналогов не тянули даже на отдельное семейство, а оказались они аж в разных отрядах.

_{Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 9, сентябрь 2015}