Том 1 (А. Ромер, Т. Парсонс - Анатомия позвоночных), страница 6

В ее основе лежат наблюдения Дарвина об изменчивости, присущей всем видам животных и растений, и о наследуемости соответствующих изменений Это очевидные и общепринятые представления подобное порождает подобное Далее, виды в природе обычно размножаются таким образом, что их численность возрастала бы в геометрической прогрессии, если бы не существовало каких-то сдерживающих факторов (самка трески выметывает в год от двух до девяти миллионов икринок, теоретически возможные последствия такой плодовитости просто пугают) Поскольку заметного увеличения численности у большинства видов не наблюдает ся, «детская смертность», очевидно, очень велика Дарвин постулировал, что на способность данного животного к выживанию оказывают влияние небольшие различия Те различия, которые в эволюционном смысле «лучше» т е способствуют выживанию, если они будут унаследованы, в последующих поколениях будут встречаться чаще В конечном счете эти различия станут нормой, т е возникнут «новые» признаки Основные законы генетики были фактически открыты Менделем в 1865 г, и во времена Дарвина они не были известны, поэтому Дарвин в сущности не имел представления о механизме наследственности (некоторые из его идей на этот счет были просто неверны) В настоящее время законы наследственности общеизвестны, и их можно найти в любом учебнике Суть их состоит в том, что наследственные признаки не «смешиваются», а передаются с помощью более или менее дискретных единиц, или генов Для каждого «признака» (в генетическом смысле отдельный признак животного может зависеть от многих генов) любое животное (за некоторыми исключениями, которых мы здесь касаться не будем) получает по одному гену от каждой из родительских особей Когда это животное в свою очередь производит половые клетки (яйцеклетки или сперматозоиды), каждая такая клетка содержит один из двух родительских генов.

Иногда структура генов или их свойства могут изменяться; это изменение и есть мутация, причем мутантная форма данного гена передается по наследству. Мутации генов или новые комбинации существующих генов определяют новые признаки, которые могут повысить вероятность выживания потомка, а могут, напротив, и понизить ее. Совершенно очевидно, что все это не так просто и что следует принимать во внимание многие сложности.

Во-первых, лишь в редких случаях можно считать данный признак безусловно «хорошим» или «плохим». Его ценность (или отсутствие таковой) для животного зависит от среды, в которой оно обитает. Густой мех — несомненное благо для любого млекопитающего, живущего в Арктике, но для млекопитающего тропиков он был бы крайне некстати. Некоторые признаки обычно бывают благоприятными (например, более совершенная терморегуляция), другие — нет (например, признаки, нарушающие нормальный ход развития), однако такие признаки, вероятно, редки. Итак, с изменением условий среды признаки, которые прежде подвергались отрицательному отбору.

могут оказаться полезными и будут сохраняться отбором. Во-вторых, было бы чрезмерным упрощением считать, что такой признак, как голубые глаза, будет унаследован при наличии соответствующего гена. Потенциальная возможность развития голубых глаз может быть унаследована, но будут ли глаза голубыми на самом деле, зависит от многих других факторов. Недостаток какого-либо определенного компонента пищи может понизить способность животного к выработке соответствующего пигмента, или, если выбрать крайний пример, какие-то обстоятельства могут вообще воспрепятствовать развитию глаз, тогда невозможность голубых глаз очевидна. В-третьих, «отбирается» не какой-нибудь отдельный признак. Выживает или гибнет животное как целое и все его признаки должны способстовать его выживанию и размножению, потому что только в этом случае его «хорошие» гены могут быть переданы последующим поколениям.

Отдельные признаки должны быть не только благоприятными; необходимо, чтобы они действовали согласованно, слагаясь в хорошо интегрированное целое. Таким образом, когда говорят, что тот нли иной признак благоприятен и поэтому сохраняется отбором, следует помнить о всех участвующих в этом промежуточных этапах, которые обычно опускаются. Такие «сокращения» сберегают время, и мы будем часто прибегать к этому приему, как это делается и в других книгах, но об этом всегда следует помнить.

В-четвертых, гены обычно представлены в клетках каждого животного в двух экземплярах (по одному от каждой из родительских особей); если члены данной пары генов различаются по своим потенциям, то один из них обычно доминирует над другим в своем воздействии на структуры или функции, которые они контролируют. Совершенно очевидно, что отбор не может влиять на более «слабый» из такой пары генов (его называют рецессивным), за исключением тех случаев, когда оба члена данной пары рецессивны.

Нетрудно понять поэтому, что, если в популяции животных закрепился рецессивный мутантный ген, его практически невозможно элиминировать, даже если он крайне неблагоприятен Вполне вероятно, что при наличии многочисленных переменных такого рода могут возникнуть обстоятельства (особенно в случае изменения среды), при которых известные «подавленные» варианты или их сочетания окажутся в ко- печном итоге весьма благоприятными, если им удастся проявиться у какого- либо индивидуума и если это вызовет эволюционное изменение в популяции в целом. В генофонде каждой популяции, по-видимому, имеется известный запас потенциальной изменчивости, которая в довольно значительный степени обеспечивает этой популяции возможность адаптироваться к новым условиям без участия новых мутаций. Описанный здесь механизм эволюции позволяет объяснить многие тенденции, наблюдаемые в филогении позвоночных и других организмов.

При наличии случайных мутаций естественный отбор оказывает мощное действие, элиминируя неприспособленные формы и сохраняя лучше приспособленные, в половых клетках которых произошли одна или несколько полезных мутаций. С течением времени происходит дивергенция видов по структурным и другим признакам. Формы, принадлежащие к различным географически изолированным популяциям, испытывают воздействия различных условий среды, а поэтому отбор направлен на сохранение различных признаков. Кроме того, возникающие у них мутации, которые затем подпадают под действие отбора, по всей вероятности, не будут одинаковыми.

По прошествии достаточного (и различного) периода времени эти популяции дивергируют и превратятся в разные виды, семейства и т. д. Параллелизм и конвергенция — случаи, когда две группы животных изменяются независимо одна от другой, но одинаковым образом. или же происходят от несходных предков, но становятся сходными в результате изменения,— могут отражать отбор на сходные признаки для решения сходных проблем. И летучие мыши, и птицы летают с помощью крыльев; их крылья обладают известным сходством, но развились из передних конечностей совершенно независимо.

Такое сходство, во всяком случае в теории, никогда не бывает полным. Летучие мыши остаются млекопитающими, а птицы — птицами; признаки, непосредственно не связанные с крыльями, характерны для каждой из этих групп и совершенно несходны. Отсутствие полного сходства существенно также для «закона» о необратимости эволюции. Животные никогда не могут вернуться к предковому состоянию, потому что среда никогда не станет в точности такой, как прежде; уже одно присутствие данной формы, изменившейся по сравнению с предковой, делает среду иной.

Кроме того, крайне маловероятно, что все необходимые мутации возникнут в той очередности, которая была бы необходима для повторения истории в обратном порядке. Конечно, различные структуры, возникающие в процессе эволюции, могут быть затем утрачены. В известном смысле это возврат, но весьма незначительный. Некоторые параллелизмы очень похожи на обратное развитие; классическим примером служит веретеновидная форма тела и общий облик акул, ихтиозавров (вымершие рептилии) и дельфинов. Однако дельфины явно не вернулись при этом к рыбам. Это вполне порядочные млекопитающие, дышащие легкими, а не жабрами, с хорошо развитыми большими полушариями, а не с примитивным головным мозгом, с метанефрическими, а не мезонефрическими почками и т.

д. Как бы млекопитающее не было похоже на рыбу, превратиться в настоящую рыбу ему совершенно невозможно. Различия, сохраняемые отбором, могут быть очень мелкими, а необходимое для этого давление отбора до удивления невелико. Разработаны разные сложные математические формулы, чтобы показать изменения, возникающие при различных уровнях отбора или исходных частотах различий, однако с помощью карандаша и бумаги (или микрокалькулятора) можно за несколько минут убедиться, что это действительно верно. Необходимые для осуществления эволюции шансы особей на успех вовсе не определяются законом «все или ничего», а потому доводы со ссылками на него («это различие слишком мало, чтобы иметь значение») просто несостоятельны.