Морские львы и котики

Составные портреты Фрэнсиса Гальтона и возможность увидеть размах изменчивости

Если присмотреться к самцам, самкам и детенышам любого вида морских львов или котов на береговом лежбище, то через некоторое время каждый из них обнаружит свое неповторимое, частью унаследованное, частью нажитое лицо. Эта неповторимость, загнанная в иерархическую систему рамок, принадлежностью особи к определенной возрастной и половой группе определенного вида, рода, семейства и т. д. будет прорываться то мелкими деталями, то ярким штрихом. Вдруг обнаружится щенок со светло-желтым мехом вместо обычного темного или с серой радужиной вместо обычной, опять же темной, или особь с необычным расположением и ветвлением крупных магистральных сосудов (как, например, у жившего в прошлом веке человека с «отариидным» расположением подвздошных артерий), или с необычными отклонениями в местах прикрепления отдельных мышц, или с аномалиями в скелете и зубной системе. Вероятность обнаружения необычного в разных структурах неодинакова, и соответственно знаний об изменчивости окраски шкуры и веса тела больше, чем об изменчивости внутренних органов, знаний о которых практически нет. В несколько привилегированном положении традиционно оказываются череп с зубами, любимый и систематиками как основной критерий сходства — различия его владельцев, и палеонтологами, которым он позволяет соотносить ископаемого зверя с еще живущими, и коллекционерами — поставщиками материала для исследователей, из-за его сувенирной ценности и относительной легкости собирания и хранения.

Насколько же двухвековое собирание черепов продвинуло знания об их изменчивости? Черепов ушастых тюленей в музейных коллекциях непропорционально мало, если вспомнить о миллионах забитых морских котов и львов. Но даже их оказывается достаточно, чтобы засомневаться в общепринятом. Так, про зубную систему млекопитающих уже почти век всем известно, что набор зубов и их форма очень стабильны в пределах вида и служат хорошим маркером видовой принадлежности. Также благодаря хорошей разработанности одной из моделей исторических преобразований формы коренных (несменяемых) зубов в пределах класса млекопитающих (модель Копа — Осборна) [8] хорошо известно, что тюленьи зубы, как и китовые, — пример вторичного упрощения первоначально сложного набора их наземных хищных предков.

А как раз постоянство набора зубов ушастых тюленей отчетливо только для всего семейства в целом. С каждой стороны — три резца сверху и два резца снизу, верхний и нижний клыки, пять или шесть щечных зубов сверху и пять снизу. Все щечные мало отличимы друг от друга и имеют простые конические коронки. Но в пределах каждого вида обращение с набором зубов вольное. Например, среди северных морских котов каждый седьмой самец и каждая девятая самка — с утратой или недоразвитием одного или обоих щечных зубов в какой-либо из последних верхних пар, т. е. дают варианты с диастемой или укорочением зубного ряда, считающиеся нормальными для других видов семейства. Кроме того, каждый двадцатый самец и каждая сотая самка несут либо добавочный резец в нижней челюсти (или в одной, или в каждой), либо добавочной щечный зуб в одной или обеих половинах верхней челюсти. Причем вставка везде вклинена таким образом, что не меняет длины зубного ряда. Сходный же высокий процент некомплектных зубных наборов найден и у двух морских львов, калифорнийского и сивуча. Другие виды просто не обследованы даже по этому признаку. Большее число и разнообразие отклонений в зубной формуле самцов по сравнению с самками — по-видимому, достаточно общее правило, соблюдаемое млекопитающими и с гораздо меньшим половым диморфизмом, чем отарииды (то же у волка, то же и у человека). Получается, что зубная формула ушастых тюленей не только стабильна, но и разнообразна. А у одной формы можно найти варианты, обычные для другой близкой (северный кот с набором зубов, как у калифорнийца) или далекой (человек с отариидной моделью подвздошных артерий), и варианты, как будто ни за кем не закрепленные (седьмая пара щечных зубов северного кота).

В самом черепе нетрудно увидеть различные варианты смыкания костей твердого неба (левых и правых межчелюстных, верхнечелюстных и небных), от полного продольного расщепления всей крыши ротовой полости до небольшой щели, разделяющей только небные кости.

За пределами этого очевидного остаются мелкие индивидуальные различия в абсолютных и относительных размерах тела, его частей и деталей (в том числе частей и деталей черепа), которые принято измерять линейкой или штангенциркулем, а набрав некоторое количество промеренных особей, подвергать результаты промеров элементарной статистической обработке. При этом индивидуальный вариант теряет значение, а на групповые характеристики накладывается исходное, не обсуждаемое положение о нормальном распределении вариантов и заведомая замена рассмотрения целостной конструкции рассмотрением системы более или менее произвольно выбранных ее промеров. Пользуясь системой промеров, можно оценить степень изменчивости отдельных характеристик, найти ключи для разделения, например гваделупских и галапагосских морских котов, увидеть постепенное накопление возрастных и половых признаков. Так, в черепах северных морских котов при тридцати с лишним характеристиках каждого из сотни черепов уже к рождению треть промеров достоверно отличает самцов от самок, на пятом году жизни лишь размеры затылочного отверстия остаются общими у обоих полов, а после восьми лет как будто прекращается рост. Степень изменчивости разных признаков различна и меняется с возрастом. То есть уже при таком количестве рассматриваемых признаков выявляется неоднородность изменений в разных частях растущего черепа. Можно увеличить число промеров вдвое или втрое, но выбор каждого нового промера все труднее убедительно аргументировать, их совокупность будет все труднее упорядочить, и для работы даже с небольшой выборкой все нужнее будет компьютер.

Стремление увидеть закономерности, управляющие индивидуальными отличиями и позволяющие преобразовать одно человеческое лицо в другое, одну фигуру в другую, издавна жило у скульпторов и живописцев. Интерес к преобразованиям пропорций человеческого черепа захватил европейских анатомов в первой половине прошлого века и подогревался некоторое время представлениями о жесткой соотнесенности признаков черепа и признаков ментального (душевного) облика владельца черепа. Сами эти представления уже больше ста лет с легкой руки автора оперетты в трех действиях «Черепослов, сиречь френолог» П. Ф. Пруткова [9] вызывают улыбку русских читателей, но проблема скоррелированности морфологических и физиологических событий своей остроты не теряет.

Вместе с френологией к концу XIX в. потеряла популярность и позвоночная теория черепа, по которой он оказывался результатом слияния шести видоизмененных позвонков (т. е. череп построен из крупных блоков, а уж они из костей). Зато были опробованы оба способа сравнения пропорций тела, лица или черепа (при сохранении разницы в размерах сравниваемых объектов и при приведении объектов к единой мерке). Поместив изображение одного зверя в прямоугольную систему координат и деформируя затем координатную сетку, будем получать все новые и новые изображения (подобными преобразованиями интересовался еще А. Дюрер [10]). А взявши для сравнения другого реального зверя и найдя в его изображении необходимое количество тех же точек, что и в изображении первого зверя, увидим характер деформации первоначальной (в нашем опыте) координатной сетки. Можно найти таким путем очень красивые варианты допустимых преобразований и найти группы форм, объединяемых такой возможностью. Применивший эти построения к разнообразным зоологическим объектам Д’Арси Томпсон [11] показал в начале нашего века простоту и красоту перехода от черепа эоценового гиракотерия к черепу современной лошади или переходов между очень непохожими друг на друга по форме тела рыбами. Работы Томпсона способствовали оформлению взглядов одного из наиболее известных этнологов нашего времени Клода Леви-Строса, имеют некоторую популярность среди эмбриологов, но не затронули зоологии. И дело, вероятно, нельзя свести к приверженности традиционным промерам и индексам. Получение и сравнение координатных сеток даже для двух объемных объектов крайне трудоемко, а выбор одного предмета из ряда рассматриваемых за исходный автоматически отводит прочим роль производных от него и накладывает некоторые шоры на исследователя. Но зато при удачном преодолении трудностей вместо статичного ряда форм можно увидеть динамичную череду превращений, поддающихся математическому моделированию и допускающих предсказание несостоявшихся событий. Даже кустарные, сильно огрубленные рисунки координатных сеток для черепов северного морского кота (за точку отсчета взят новорожденный щенок) хорошо выявляют возрастные преобразования формы черепа, ведущие самцов дальше самок и больше деформирующие средние отделы черепа (по сравнению с передними, а особенно с задними). Эти же рисунки позволяют поставить в том же ряду изменений за секачом-морским котом секача-сивуча, т. е. сам метод сглаживает не только индивидуальные, возрастные и половые, но и межродовые границы.