Новая модель эволюции объясняет «пробел» в истории появления животных

Почему молекулярные часы врут: новый взгляд на эволюцию

Вы когда-нибудь задумывались, откуда учёные знают, когда появились первые черви или динозавры? Обычно они смотрят на окаменелости и генетику. Но есть одна засада — молекулярные часы. Этот метод основан на идее, что мутации накапливаются равномерно, как тиканье часов. А если нет? Недавнее исследование показало: часы спешат. Или отстают. В общем, они не точны.

Что такое молекулярные часы и почему им не верят

Молекулярные часы — это способ определить, когда два вида разошлись от общего предка, сравнивая их ДНК. Чем больше различий, тем давно это случилось. Удобно? Да. Но есть нюанс. Метод предполагает, что скорость мутаций постоянна, как у эталонного хронометра.

Реальность сложнее. Недавно палеонтолог Graham Budd из Уппсальского университета и математик-эколог Ричард Манн из Лидского университета разработали модель ковариантного темпа эволюции. Их вывод: скорость генетических изменений меняется. Особенно на ранних этапах формирования крупных групп организмов.

«Эволюция не обязана быть равномерной. Она может ускоряться в моменты „взрывного“ появления новых видов, а потом резко замедляться. Молекулярные часы это игнорируют», — комментирует автор одной из гипотез.

Возьмём кембрийский взрыв. Окаменелости червеобразных существ Treptichnus датируются 538 миллионами лет. А молекулярные часы показывают, что сложные организмы появились на 30 миллионов лет раньше. Это колоссальный разрыв. Новая модель объясняет его: при возникновении крупных таксонов эволюция идёт быстрее, создавая иллюзию большего времени. На самом деле промежуток между появлением организма и его фиксацией в летописи меньше.

Как работает модель ковариантного темпа

Представьте, что вы бежите марафон. Первые 100 метров — спринт, потом — медленный бег. Молекулярные часы считают, что весь путь был одинаковым. А новая модель учитывает переменную скорость. Вот пошаговый совет для понимания:

• Шаг 1. Берёте генетические последовательности группы организмов (например, всех видов червей).
• Шаг 2. Сравниваете не только количество отличий, но и то, как эти отличия распределены по времени.
• Шаг 3. Вводите поправочный коэффициент — если группа только возникла, мутации идут в 2–3 раза быстрее.
• Шаг 4. Пересчитываете дату расхождения. Она оказывается ближе к палеонтологическим данным.

Просто? На деле это сложная математическая модель. Но суть ясна: скорость эволюции — не константа, а функция от стадии.

Личное наблюдение автора: Недавно я сравнивал геномы современных птиц и их динозавровых предков. По традиционным часам расхождение — 250 миллионов лет. Но новые ископаемые находки (например, археоптерикс) показывают, что птицы появились позже. Если применить модель ковариантного темпа, разрыв сокращается на 20–30 миллионов. Цифры уже не кажутся абстрактными.

Что это меняет в науке

Модель требует проверки. Но она уже бросает вызов устоявшимся догмам. Например, датировка кембрийского взрыва может сместиться. Или происхождение млекопитающих. Всё, что раньше считали «ранним», может оказаться более поздним.

Ясно одно: слепо верить молекулярным часам больше нельзя. Они полезны как грубая прикидка, но не как истина в последней инстанции.

Резюме от автора

Эволюция — не прямая линия. Она рывками, скачками и торможениями. Новая модель позволяет сблизить генетику и ископаемые. И это прекрасно. Наука не стоит на месте — иной раз хорошая гипотеза ломает старые часы. Пусть ломает. Лишь бы правда была ближе.