Ускоренные "часы" могут объяснить загадку Дарвина о пробелах в палеонтологической летописи

Самые древние окаменелые останки сложных животных внезапно появляются в палеонтологической летописи около 538 миллионов лет назад. Среди них — простые следы (Treptichnus), оставленные червеобразным существом с головой и хвостом, а также предки современных групп: древние членистоногие, моллюски с раковинами и предки морских звёзд и ежей.

Это внезапное появление столь разных животных (и их отсутствие в чуть более древних породах) противоречило идее Дарвина о постепенной эволюции и оставалось загадкой.

Проблема молекулярных часов

Учёные спорят о времени появления этих животных из-за метода молекулярных часов. Он основан на идее, что генетические изменения накапливаются с постоянной скоростью, как тиканье часов. Подсчитав различия в генах между видами, можно вычислить время существования их общего предка.

Первые оценки с помощью этого метода давали невероятный возраст предка всех сложных животных — около 1.2 миллиарда лет. Современные расчёты более реалистичны — около 570 миллионов лет, но это всё равно примерно на 30 миллионов лет старше первых окаменелостей.

Этот 30-миллионный разрыв мог бы помочь Дарвину, предоставив достаточно времени для постепенной эволюции. Однако он также означает, что целый зоопарк древних животных должен был существовать, не оставив ни одной окаменелости. Популярное объяснение — животные были мелкими и мягкотелыми, а около 540 миллионов лет назад начали увеличиваться в размерах, возможно, из-за роста уровня кислорода.

Новая гипотеза: ускоренная эволюция

Новая работа палеонтолога Грэма Бадда и математика Ричарда Манна предлагает иное объяснение. Они предполагают, что молекулярные часы тикают не с постоянной скоростью.

Согласно их идее, в момент появления любой крупной группы организмов эволюция ускоряется. Если в нашем примере часы тикали не раз в миллион лет, а дважды, это создало бы иллюзию большего промежутка времени, отодвинув расчётный возраст общего предка дальше в прошлое.

Ускоренное изменение генов также позволило бы внешнему виду животных меняться быстрее. Это решает дилемму Дарвина: первый животный предок мог быстро диверсифицироваться в позвоночных, моллюсков, членистоногих и морских звёзд.

Последствия гипотезы

Общий эффект новой идеи — сближение расчётного возраста предка сложных животных с моментом появления его первых окаменелых потомков.

Хотя гипотезу об ускоренных часах ещё предстоит проверить, она может объяснить и другие несоответствия между молекулярными часами и палеонтологической летописью — например, для первых цветковых растений, ранних приматов, хищников или грызунов.