В 1859 году Дарвин представлял эволюцию как медленный, постепенный процесс, где виды накапливают крошечные изменения веками. Но даже он удивился, обнаружив, что в окаменелостях нет «промежуточных звеньев» — тех самых переходных форм, которые должны были рассказать эту историю шаг за шагом. Его объяснение было простым и неутешительным: палеонтологическая летопись похожа на архив, из которого вырваны почти все страницы.

В 1972 году палеонтологи Стивен Джей Гулд и Найлз Элдридж предложили смелую идею — прерывистое равновесие. Они предположили, что виды миллионы лет остаются почти неизменными, а затем резко и быстро меняются. Это могло бы объяснить, почему в окаменелостях так мало переходных форм: крупные изменения происходят внезапно, в маленьких изолированных популяциях, оставаясь незамеченными.

Прерывистое равновесие — теория, согласно которой виды долго остаются неизменными, а затем резко эволюционируют за короткий срок.

Теперь исследователи из Института эволюционной биологии (Испания) обнаружили механизм, который мог сыграть ключевую роль в переходе морских животных на сушу 200 миллионов лет назад. Они изучили геномы дождевых червей, пиявок и многощетинковых червей и выяснили: когда их предки вышли из океана, их ДНК не просто изменилась — она разлетелась на куски, а затем собралась заново в случайном порядке.

Результаты опубликованы в издании Nature Ecology & Evolution.

Я заставлял команду перепроверять данные снова и снова — не верилось, что такое возможно, — говорит Роза Фернандес, руководитель исследования.

Обычно геномы живых существ сохраняют структуру: гены остаются на своих местах даже у далеких видов. Но у червей всё иначе: их хромосомы оказались невероятно гибкими. Благодаря этому гены могли перемещаться, не нарушая работу организма. Возможно, именно этот «генетический хаос» помог им быстро приспособиться к жизни на суше — например, научиться дышать воздухом или выдерживать солнечный свет.

Это открытие перекликается с теорией прерывистого равновесия: долгая стабильность — и внезапный взрыв изменений. Но есть и другая параллель — хромоанагенез, процесс, при котором хромосомы раковых клеток разрушаются и собираются заново. У людей это приводит к болезням, а черви, похоже, научились использовать это себе на пользу.

Дарвин и Гулд не противоречат друг другу, — объясняет Фернандес. — Постепенная эволюция отлично объясняет изменения внутри видов, но как быть с моментами, когда жизнь совершала резкие скачки? Возможно, именно здесь работает прерывистое равновесие.

Теперь ученые планируют изучить других малоизученных беспозвоночных — вдруг их геномы тоже способны на такие трюки?

Польза исследования

• Понимание эволюции: Может перевернуть представления о том, как виды адаптируются к радикальным изменениям среды.
• Медицина: Если разобраться, как черви «переживают» геномный хаос, это поможет в изучении рака и генетических болезней.
• Биотехнологии: Гибкость генома — потенциальный инструмент для синтетической биологии.

Отметим, что нет данных о том, как часто такой «геномный взрыв» встречается в природе. Пока это лишь один пример — возможно, исключение, а не правило.

Ранее ученые нашли червя, чьи предки появились более 500 млн лет назад.