Эволюция в фантастической литературе

Задумался сегодня над темой эволюционного развития видов и, прежде всего, человека в конструируемом авторами будущем.

Возможно, это не самая интересная тематика в мире полёта авторской фантазии, где существуют космические эльфы, противостоящие космическим чудовищам. Но если вам интересно создать мир и населить его существами, претендующие на реалистичность, то необходимо знать об эволюции видов несколько важных вещей.

Скорость

Прежде всего, эволюция происходит крайне неравномерно в том, что касается скорости. Чаще всего - это скачкообразный процесс, который сменяется долгими периодами стабильного плато. Связано это с тем, что эволюционные изменения бывают двух видов:

1. Это результат прохождения вида через "бутылочное горлышко". Обычно это связано с резким изменением условий среды, когда бОльшая часть особей вымирает и остаётся лишь небольшое количество, которые являются носителями тех или иных признаков. И тогда начинает работать "эффект основателя", когда вся дальнейшая популяция приобретает генетические признаки одного или некоторого небольшого количества представителей вида.

В качестве примера может быть возникновение эпидемии. Какая-то болезнь истребляет значительную часть вида, после чего те особи, у которых оказался естественный иммунитет закономерно становятся родоначальниками всех будущих поколений.

Другим примером может быть ситуация миграции и изоляции. Такое часто наблюдается в природе, когда животные переходят из одной горной долины в другую, между которыми сообщение затруднено. В результате между соседними долинами отсутствует генетический обмен и две популяции развиваются параллельно, а популяция второй долины приобретает черты немногих переселенцев.

2. Это длительный процесс медленного изменения каких-то признаков при адаптации к какой-либо среде и связанный с этой адаптацией естественный отбор. 

При чём признаки меняются очень неравномерно. И не всегда это заметно для внешнего наблюдателя. Например, эволюция человека за последние несколько миллионов лет тяжело прослеживается и существует проблема отделения видов друг от друга. Зачастую, половой диморфизм (то есть разница во внешнем виде и строении мужчин и женщин одного вида) может быть выражен сильнее, чем различия между видами хомо, живших с интервалом в миллион лет.

На практике в писательстве это значит, что придумывая эволюционное будущее человека, гораздо сильнее на него будет влиять "эффект основателя", чем адаптация к новым условиям среды. Если вы отправите на другую планету космический корабль с азиатами вперемешку с негроидами, то через десять тысяч лет вы получите на этой планете население, являющееся смесью азиатов с неграми. При этом адаптационные изменения к условиям среды у этой популяции могут быть минимальными или не проявляться вообще. Особенно если речь идёт о технологической цивилизации.

Приоритеты эволюции

Очень важно и то, в каком порядке происходят эволюционные изменения.

Чтобы понять приоритеты, нужно просто осознать, что является основой жизненного цикла особи данного вида и для этого нужно выделить приоритет потребностей. Прежде всего нам нужны воздух для окисления углеводов и получения энергии, нам нужна вода и тепло, затем нам нужна пища. Следом безопасность и уже потом - всё остальное. Отсюда следует, что в таком же порядке приоритетов будет строиться и эволюция: 

Сначала устойчивая система дыхания. Если существо не способно стабильно получать кислород из окружающей среды, то всё остальное для него не имеет значения.

Затем адаптация к условиям влажности. Если существо живёт на пустынной планете, то крайне важно для него адаптироваться к долгому сохранению воды в теле и снижению его потребления. В этом смысле, кстати, серьёзную ошибку допустил известный мастер своего дела Френк Герберт, когда описывал жителей Арракиса. Да, он перевёл их адаптацию в сторону технологическую, где они делали для себя специальные костюмы для сохранения влаги. Но самих их он показал как весьма подвижных, суховатых и жилистых людей. В то же время, реальная адаптация к жизни в засушливой пустыне скорее всего привела бы к тому, что человек, наоборот, приобрёл бы тело с большим содержанием влаги и жиров, дабы увеличить автономию и внутртенние запасы организма.

Температура: нужно учиться переживать холод или, наоборот, жару, сохраняя стабильность внутренних процессов. 

Еда: это, пожалуй, главный пункт. Потому что наиболее нестабилен. Большая часть эволюционного процесса связана именно с адаптацией видов к условиям поиска и потребления пищи. Кушать живым организмам нужно постоянно. Поэтому их и наша в том числе жизнь заточена на добычу еды и её успешное переваривание. 

С последним пунктом связана и большая часть человеческой эволюции последних нескольких миллионов лет. Существует ошибочное представление, что развитие человека было направлено на развитие и увеличение мозга, что совсем не так. Наше основное развитие - это адаптация системы пищеварения. Прежде всего мы учились переваривать ту пищу, которая нам была доступна. А развитие мозга было не более чем побочным эффектом. 

К тому же у человека присутствуют и определённые зависимости. Например, размер и вес головы человека жёстко ограничен тем весом, который может выдержать позвоночник новорождённого и размером таза женщины, которой необходимо ребёнка родить. Если у какого-нибудь сахелантропа увеличивался объём мозга, то он скорее всего умирал во время родов вместе с матерью. Поэтому, прежде чем увеличивать объём мозга, необходимо было уменьшать объём челюстей, а для этого нужно было переходить на другую пищу.

На практике для писателя это означает, что эволюция видов должна быть связана прежде всего и этими приоритетами: что человек ест, чем дышит, в какой температуре живёт. При этом, всё указанное связано прежде всего с миром, в котором люди попали в не индустриально и технологически развитую среду и вынуждены возвращаться к первобытному образу жизни, питаться сырыми продуктами. Если же вы описываете мир технологический, то высока вероятность того, что изменения человека будут вообще минимальными. В нём людям не нужно отращивать шерсть, ведь есть одежда, не нужно перестраивать пищеварение, ведь еда выращивается и проходит кулинарную обработку.

Взаимозависимости

Описывая эволюцию, не следует забывать, что разные изменения сильно зависят друг от друга. Нельзя человеку быстро отрастить вторую пару рук, вырастить хвост или жабры. Как бы это не хотелось фантастам. Новые органы тоже просто так не появляются, как правило возникновение нового функционала связано с тем, что это старые органы начинают работать несколько иначе.

Зато внешний вид может меняться достаточно быстро. Одно из самых простых эволюционных изменений - это размер живого существа. Для того, чтобы увеличиться или уменьшится в размерах, при чём раза в два, достаточно всего нескольких поколений.

Конвергентная и дивергентная эволюция

Изобретая новые экзотические виды и их внешность, не стоит забывать о том, что количество возможных экологических систем, к которым виды будут адаптироваться - на самом деле конечно. И более того, те адаптационные изменения, которые приобретает живое существо часто являются оптимальными для их сред.

И человек - это один из примеров такой адаптации. Наше прямохождение, наши руки с отдельным большим пальцем, наша форма тела - это не просто случайность, это закономерный итог развития доминирующего в природе вида, способного к сложной деятельности, к внутривидовой коммуникации и к энергоэффективному перемещению по большой территории.

Поэтому, если пытаться придумывать другой разумный вид пользуясь известными нам законами эволюции, то он неизбежно будет наделён свойствами, подобными человеческим.

Примером конвергентной эволюции обычно принято считать три вида: дельфины, акулы и ихтиозавр.

Первые два можно увидеть на этом изображении:

Обратите внимание, насколько похожа форма тела у дельфина и акулы. Одинаковое расположение плавников, примерно одинаковый размер.

А на этом изображении находится реконструкция ихтиозавра:

Внешне, все три вида невероятно похожи, и можно сделать предположение, что они являются близкими родственниками.

Однако, это не так. Генетически - это абсолютно разные существа.

Акулы - это рыбы.

Дельфины - это млекопитающие.

А ихтиозавр - это рептилия, ящерица.

Дельфин с точки зрения генетики и эволюции намного ближе к лесному оленю чем к акуле. Кроме шуток, но дельфин - это формально копытное млекопитающее, из наземных родственников ближе всего к бегемотам.

Однако, общие условия среды сформировали внешне трудно различимых существ из совершенно разных видов.

В то же время дивергентная эволюция - это возникновение крайне различающихся внешне существ, которые на практике являются очень близкими генетически.

Вот типичный пример:

На изображении вы видите представителей ОДНОГО вида. Их размеры отличаются раз в десять, мы видим разные формы лиц, разное строение костей, разную шерсть и окрас. Но при этом они генетически полностью совместимы. Это один и тот же вид.

То есть при значительной разнице во внешнем виде, вовсе необязательна будет разница генетическая. И внутреннее строение при этом, разумеется, у них одинаковое.

Выводы

Эволюция - сложная и многогранная тема. Однако, она не терпит случайностей и разнообразие видов подчиняется достаточно прозрачным и логичным законам.

Да, вы вольны придумывать любой внешний вид и функционал описываемых существ. Однако, это задача будет намного интереснее и для вас и для ваших читателей, если создание вашей фантазией существ или будущих людей будет подчиняться реальным законам эволюции.

Эльфы в космосе? Почему бы и нет? Только почему бы не придумать и не описать как эти эльфы вообще появились?