Наш організм – це сукупність виправлень, які пройшли випробування середовищем. З одного боку, нам потрібні ноги, що ходять по тій землі, на якій ми живемо, легені, які дихають певним складом повітря. З іншого боку, всі структури мають бути гармонійно узгоджені між собою, а ресурси організму повинні розподілятися правильно між різними функціями. І якщо наш організм ефективно функціонує, вся сукупність «ремонтних робіт» виявляється цілком ефективною. Всі інші зміни відкидаються у процесі боротьби за існування. При цьому зберігається певна вихідна схема для багатоклітинних організмів, з якої і стартували переробки.
Згадаймо класичну картинку з біології зі стадіями розвитку ембріонів риби, саламандри, черепахи, щура і людини. Вона починається з майже ідентичних малюнків. І якби не підписи, то можливо, ми б і не відрізнили ембріон людини від ембріона риби, якими б далекими на перший погляд не здавалися дорослі організми.
Все тому, що зміни, якими діє еволюція, відбуваються не взагалі, а на конкретному етапі розвитку організму. Вони можуть трапитися, приміром, на ранній стадії ембріогенезу, коли закладаються системи органів, а потім органи майбутньої тварини. Але напевно, що такі експерименти частіше коштуватимуть життя. А можуть – на пізніших етапах, коли ембріон вже більш-менш сформований, і шанси на те, що мутація не буде шкідливою, вищі. Отож мутації, які закріплюються, і справді частіше відбуваються на пізніх стадіях розвитку ембріона, а ранні стадії навпаки консервативніші. Саме тому вони практично однакові у різних організмів якоїсь еволюційної групи й ембріон людини подібний до ембріона риби, навіть зяброві мішки та дуги є.
Але у процесі розвитку ембріона єдина вихідна схема починає видозмінюватися. Спочатку в організму з'являються особливості на рівні класів (тобто риба починає відрізнятися від земноводного, земноводне від плазуна і так далі), потім на рівні рядів, родин, родів та видів. І ми бачимо, як рибка перетворюється на щось більш подібне до людини, яка таким чином ще до народження проходить повторення певних еволюційних етапів розвитку хребетних.
Проте ця схема працює не в усіх випадках. Знайдеться стадія, на якій ми схожі на мишу або рибу, але немає такої стадії, на якій ми схожі, наприклад, на комаху. У комахи наче теж є кінцівки, як і в людини, але будова їх зовсім інша, є шкіра, але теж не така. У нас внутрішній скелет – у них зовнішній, у нас трубчаста нервова система – у них вузлова, у нас спинний мозок – у них черевний. У нас м'язи кріпляться до скелета ззовні – у них зсередини, у нас замкнений кровообіг – у них незамкнений, і взагалі не кров, а гемолімфа. Фізіологія, до речі, не так сильно відрізняється. Але ж одні й ті самі фізіологічні задачі вирішуються зовсім різним шляхом.
Зазвичай ми можемо бачити єдиний план будови і зародкову схожість у тварин одного типу. Наприклад, він буде єдиним для комахи, павука та рака, що є членистоногими, або для кальмара, мідії та равлика, що є молюсками. З іншого боку, ми не можемо його бачити у різних типів тварин. Виникає питання: чи є такий рівень, де б існував єдиний план будови для всіх хоча б багатоклітинних тварин?
Сама ідея про плани будови дуже стара. Її сформулював ще на початку XIX століття засновник порівняльної анатомії і палеонтології Жорж Кюв'є. Він визначив чотири плани будови, властиві чотирьом групам організмів – хребетним, суглобним, радіальним та молюскам. Зараз ми знаємо, що таких планів насправді значно більше. Інший не менш відомий французький вчений Етьєн Жоффруа Сент-Ілер вважав, що у всіх тварин один і той самий план будови. У 1830 році це призвело до дискусії, приводом для якої стала спроба двох молодих науковців-послідовників Сент-Ілера довести єдиний план будови каракатиці і хребетних. Кюв'є піддав результати цих намагань нищівній критиці, а Сент-Ілер виступив на їх захист. Ця суперечка відіграла надзвичайно велику роль у розвитку біології. Власне, вона одразу викликала багато уваги.
Єдиність плану будови різноманітних тварин сприймалася як непрямий, але досить вагомий доказ реальності еволюції, виклик панівному креаціоністському світогляду, згідно з яким усе в природі розкладено по полицях, усюди межі, які неможливо здолати. Поразка ідеї єдиного плану будови сприяла дискредитації еволюційної ідеї, і ще протягом десятиліть у науці панував креаціонізм. Власне, репутація цієї ідеї станом на початок XIX століття і так була підмочена тим, що перші еволюційні узагальнення часто були слабко обґрунтованими. Думка про еволюційний розвиток живої природи, якої дотримувався Ламарк, і до якої, можливо, схилявся Сент-Ілер, здавалася солідним респектабельним науковцям того часу поетичною фантазією, щонайбільше – філософською концепцією, якій немає місця в серйозному науковому знанні.
Лише значно пізніше Чарлз Дарвін зміг в процесі копіткої праці, що тривала два десятиліття, синтезувати в рамках єдиної теорії ті факти, на яких ґрунтувалися креаціоністи, і ті, на які спиралися перші еволюціоністи. У теорії природного добору Дарвіна знайшли своє пояснення та обґрунтування антагоністичні, здавалося б, принципи: еволюційний принцип, що його пропонував Ламарк, і принципи стабільності будови і взаємної відповідності частин тіла, запропоновані Кюв'є.
Що ж до планів будови, то ми змушені визнати, що в дискусії 1830 року Кюв'є і справді був правий. Сент-Ілер передбачив деякі важливі аспекти сучасного розуміння будови організмів, але в головному помилявся. Членистоногі, молюски і хребетні – це, поза сумнівом, різні типи тварин, з різними планами будови. Навіть органи, що виконують схожі функції, принципово відрізняються за будовою у представників цих різних типів. І, водночас, через декілька десятиліть після того, як розгорілася дискусія, стало зрозуміло, що на певному рівні якась єдиність у будові усіх багатоклітинних тварин усе ж таки є.
Я маю на увазі зародкові листки – шари тіла зародку (два у кишковопорожнинних і реброплавів, три в інших багатоклітинних тварин), які дають початок органам і тканинам організму в процесі його ембріонального розвитку. Навіть у губок, найпримітивніших багатоклітинних, тіло також складається з двох шарів клітин, які, можливо, відповідають двом зародковим листкам. Але судячи з усього, зовнішній листок більшості тварин відповідає внутрішньому шару тіла губок – і навпаки.
З кожного з листків утворюються ті самі (з деякими нюансами) органи і структури в усіх тварин. Із зовнішнього шару клітин – шкіра, нервова система, зовнішній скелет (якщо він є), з середнього – як правило, м'язи, внутрішній скелет, кровоносна та видільна системи, з внутрішнього – центральний відділ травного тракту, його похідні (наприклад, легені хребетних), травні залози. Ця схема єдина в усіх багатоклітинних тварин, і саме на її базі формуються різноманітні плани будови.
Можна спробувати спуститися ще нижче і порівняти бластулу (нею завершується процес дроблення заплідненої яйцеклітини) з якимись колоніальними предками – наприклад, зеленими водорстями з роду вольвокс. Зрештою свій шлях ми починаємо з однієї клітини, як одноклітинні організми, і загальні схеми життєвих циклів досить схожі у всіх евкаріотів (живі організми, клітини яких мають ядро – прим. авт.), одноклітинних та багатоклітинних, рослин, грибів і тварин. Звісно, яйцеклітина не дуже схожа на джгутиконосця, амебу чи інфузорію. Однак і тут можна посперечатися – хтось бачить подібність, хтось ні.
Наш організм – це сукупність виправлень, які пройшли випробування середовищем