Европа. Естественная история (страница 6)
Существует пять видов жаб-повитух (род Alytes)[45]: широко распространенная обыкновенная жаба-повитуха (A. obstetricans), три вида, живущих в Испании и на ее островах, и один вид (A. maurus), попавший в Марокко из Испании в недавнем геологическом прошлом. Балеарская жаба-повитуха (A. muletensis) принадлежит к так называемым таксонам Лазаря и изначально была описана по окаменелостям[46]. Она была широко распространена на Мальорке до прибытия туда людей, но после появления мышей, крыс и других хищников исчезла. Немногие особи выжили незамеченными в глубоких долинах Сьерра-де-Трамонтаны на севере острова. После открытия вида в 1980-х их снова поселили в различных частях Мальорки, где они теперь процветают при некотором содействии со стороны людей 30.
Жабы-повитухи сыграли ключевую роль в почти забытом научном споре начала XX века между английским статистиком и биологом Уильямом Бэтсоном (автором термина «генетика») и немецким профессором Рихардом Земоном и его коллегами, которые отстаивали негенетическое наследование через ламаркианскую форму клеточной «памяти»31.
Рихард Земон обладал блестящим умом. Родившись в Берлине в 1859 году, он провел большую часть юности в дикой Австралии, где собирал биологические образцы и жил с австралийскими аборигенами. После возвращения в Германию он изучал, как идеи и черты характера передаются от одного человека к другому. Его книга «Мнема», вышедшая в 1904 году, стала фундаментальным трудом в этой области, а ее влияние ощущалось далеко за пределами биологии. Она начинается с наблюдения:
Попытка обнаружить аналогии между различными явлениями воспроизведения отнюдь не нова. Было бы странно, если бы философы и натуралисты не поражались сходству между воспроизведением формы и других характеристик родительских организмов у потомства и воспроизведением другого рода, которое мы называем памятью.
Пытаясь объяснить свою концепцию, Земон вспоминает:
Однажды мы стояли у Неаполитанского залива и видели лежащий перед нами Капри; рядом музыкант играл на шарманке; из соседней «траттории» до нас доносился специфический запах масла; солнце безжалостно жарило наши спины; ботинки, в которых мы ходили часами, жали ноги. Спустя много лет аналогичный запах масла особенно ярко экфорировал [вызывал в памяти] оптическую энграмму [воспоминание] Капри[47]. Мелодия шарманки, солнечная жара, дискомфорт обуви не экфорировались ни запахом масла, ни новым представлением Капри… Это мнемическое свойство можно рассматривать чисто с физиологической точки зрения, ввиду того что оно восходит к воздействию стимула на раздражаемое органическое вещество 32.
Согласно Земону, это было верно независимо от того, является ли мнема воспоминанием или какой-то наследуемой характеристикой организма, например цветом глаз.
Соперничество Британии и Германии и ужасы Первой мировой войны привели к тому, что книга Земона не была переведена на английский язык до 1921 года, что было уже слишком поздно для автора. Будучи большим националистом, он так остро ощущал поражение и позор капитуляции, что завернулся в германский флаг и застрелился. Сегодня Земон не совсем забыт. Его имя носит сцинк, обнаруженный на острове Новая Гвинея. Самым характерным признаком ящерицы Prasinohaema semoni является ярко-зеленая кровь[48].
После смерти Земона его работу продолжила группа специалистов из Венского университета, и среди них был блестящий молодой ученый Пауль Каммерер, который до биологии занимался музыкой. По современным меркам его эксперименты выглядят странно, но тогда они считались вершиной научной элегантности. Его величайшие триумфы были связаны с манипулированием половой жизнью обыкновенной жабы-повитухи. Работая с сотнями бородавчатых созданий, он принуждал их отказаться от предпочитаемого ими спаривания на суше.
Добиться спаривания в воде в конце концов удалось с помощью высокой температуры в помещении: животные «были вынуждены охлаждаться в корыте с водой… где самец с самкой нашли друг друга» и, как сообщал Каммерер, спаривались обычным для бесхвостых земноводных способом (когда самка выпускает яйца в воду, где они оплодотворяются), а не способом, характерным для жаб-повитух (когда самец помогает самке выдавливать икру, а затем наматывает ее на задние конечности). Это было истолковано так: жаба «вспоминает» древний способ спаривания, и эта черта, как утверждалось, сохраняется в последующих поколениях. По словам Каммерера, у самцов – потомков тех жаб, что спаривались в воде, – даже появлялась специальная брачная мозоль на лапах, черное утолщение кожи, которое помогало удерживать влажную и скользкую самку, – особенность, характерная для многих жаб и лягушек, но утраченная у жаб-повитух.
Даже после получения таких удивительных «доказательств» мнемической теории Земона амфибий в лаборатории Каммерера не оставили в покое. В одном эксперименте доктор Ханс Шпеман заставил желтобрюхую жерлянку (Bombina variegata)[49] отрастить глазной хрусталик на задней части головы – замечательное достижение[50], но его превзошел Гуннар Экман, который вызывал появление хрусталиков у обыкновенной квакши (Hyla arborea) на всех участках тела, «кроме ушей и носа». Это якобы доказывало, что кожа лягушки «запомнила», как отращивать глаза, при надлежащей стимуляции. Тем временем Уолтер Финклер посвятил себя пересадке голов насекомых. Гибридные создания проявляли признаки жизни в течение нескольких дней, но при этом – что, возможно, неудивительно – демонстрировали нарушенное сексуальное поведение[51].
К 1920-м годам работы Каммерера подверглись очень серьезным нападкам, поскольку они бросали вызов «неодарвинистской ортодоксальности», отстаиваемой Уильямом Бэтсоном, которого в молодости описывали как «сноба, расиста и крайнего патриота»33. Нападки Бэтсона на Каммерера были едкими и неотвязными. Бэтсон с самого начала подозревал мошенничество, и, действительно, в 1926 году оно было доказано: обнаружилось, что черная брачная мозоль на лапе одной из жаб-повитух у Каммерера была сделана инъекцией туши. По сей день виновник остается неизвестным, но им мог быть ассистент, который сочувствовал нацистам и пытался дискредитировать Каммерера – еврея, ярого пацифиста и социалиста. Бэтсон выставил это мошенничество как свидетельство ненадежности всей научной работы Каммерера. В результате репутация ученого была подорвана, и в конце концов он отправился в лес и застрелился – как и Земон до него.
В 2009 году специалист по биологии развития Александр Варгас перепроверил результаты Каммерера и заявил, что если не считать чернильной лапы, то они, возможно, и не сфальсифицированы: их можно объяснить эпигенетикой – изменениями, вызванными модификацией экспрессии генов, а не изменением самих генов. Другие исследователи заявили, что Каммерера следует считать первооткрывателем эпигенетического феномена, известного как «эффект родителей», когда геномный импринтинг позволяет заглушить определенные гены. Спустя столетие после самоубийства от безысходности и Каммерер, и Земон в какой-то степени все же получают признание.
У жаб-повитух в Европе есть близкие родственники – жерлянки (те самые создания, у которых Ханс Шпеман выращивал хрусталики на задней части головы). Существует восемь видов этих маленьких, но ярких амфибий, и они – единственные настоящие путешественники среди алитид[52]. Десятки миллионов лет назад этим крошечным животным удалось пересечь всю евразийскую сушу, и сегодня пять из восьми видов населяют горы и болота Китая[53].
Алитиды – всего лишь одно из трех[54] древних семейств амфибий в подотряде Archaeobatrachia, который объединяет самых примитивных лягушек и жаб, доживших до наших дней. Другие два – это новозеландские лейопельмы (Leiopelmatidae) и североамериканские хвостатые лягушки (Ascaphidae). Вместе эти два семейства содержат всего шесть видов, в то время как алитиды включают примерно 20 существующих видов, половина из которых обитает в Европе. К алитидам относятся шесть видов дискоязычных лягушек (род Discoglossus), два из которых добрались до Северной Африки, и один сохранившийся вид украшенных лягушек (род Latonia). Европа изобиловала украшенными лягушками в промежутке от 30 до 1 миллиона лет назад, но затем они вымерли. В 1940 году биологи обнаружили двух лягушек и двух головастиков в окрестностях озера Хула в Израиле. Ко всеобщему удивлению, это оказались украшенные лягушки. Более крупная особь быстро съела меньшую, и в 1943 году каннибал, к тому времени уже находившийся в консервационной жидкости в коллекции университета, был объявлен новым видом – израильской украшенной лягушкой (Latonia nigriventer)[55].
Еще одна особь этого вида была обнаружена в 1955 году, однако после этого находок не было, и в 1996 году Международный союз охраны природы признал израильских украшенных лягушек вымершими. Тем не менее Израиль продолжал считать этот вид «находящимся под угрозой исчезновения». Эта вера окупилась в 2011 году, когда Йорам Малка, смотритель природного заповедника Хула на севере Израиля, нашел живую украшенную лягушку – одну из нескольких сотен сохранившихся там особей. Израильская украшенная лягушка поистине таксон Лазаря: считалось, что ее род вымер миллион лет назад, однако его представители все это время цеплялись за жизнь в болоте на периферии Европы.
Еще полмиллиона лет назад алитиды делили Европу с другой группой амфибий – палеобатрахидами 34. Лягушки обычно не дают хороших окаменелостей, но палеобатрахиды – исключение: во многих европейских музеях можно найти их прекрасно сохранившиеся останки. Повадками и формой тела палеобатрахиды напоминали гротескных шпорцевых лягушек Африки и суринамских пип Южной Америки. Похоже, что так же, как и они, палеобатрахиды всю жизнь проводили под водой, отдавая предпочтение озерам, в том числе глубоким и спокойным, где шансы на сохранение окаменелостей намного выше, чем у обитателей болот или суши. По меркам геологического времени мы буквально на волосок разошлись с этими лягушками и упустили шанс увидеть их во плоти.