Секс с учеными: Половое размножение и другие загадки биологии - Алексей Алексенко

Judson O. P., Normark B. B. Ancient Asexual Scandals. Trends in Ecology & Evolution. 1996. 11(2): 41–46.

LibreTexts Biology. 2022. 43.1B: Types of Sexual and Asexual Reproduction. https://bio.libretexts.org

Nieuwenhuis B. P. S., James T. Y. The Frequency of Sex in Fungi. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 2016. 371(1706): 20150540.

Schwander T., Crespi B. J. Twigs on the Tree of Life? Neutral and Selective Models for Integrating Macroevolutionary Patterns with Microevolutionary Processes in the Analysis of Asexuality. Molecular Ecology. 2009. 18(1): 28–42.

Williams G. C. Sex and Evolution. Princeton: Princeton University Press, 1974.

Глава седьмая, в которой биологи разбирались, кто с кем борется в теории Дарвина

Групповой отбор и адаптивный ландшафт

Недоразумение, о котором идет речь, известно под невинным названием «групповой отбор». В его основе лежит одно интересное свойство дарвиновской теории: она на первый взгляд кажется удивительно простой. Совсем не то что, к примеру, генетика. Когда последователи «лысенковской биологии» в СССР отстаивали право недоучек претендовать на постижение научных истин – и на этом основании отвергли генетику как что-то чересчур заумное для простого советского человека, – они при этом упорно присягали на верность дарвинизму. Видимо, дарвиновская идея эволюции путем естественного отбора, в отличие от генетики, ничем не оскорбляет веру дурака в то, что все на свете должно быть ему, дураку, легко доступно.

Главная книга Дарвина называется «Происхождение видов путем естественного отбора», а ее основную идею соратник Дарвина Герберт Спенсер (1820–1903) сформулировал как «выживание наиболее приспособленных». Небольшая перетасовка слов, и вот уже у нас получилось, что в ходе естественного отбора выживают наиболее приспособленные виды. Именно виды, стало быть, борются между собой за существование: волки с зайцами, а зайцы с морковкой. В такой формулировке это звучит глупо, но сто пятьдесят лет назад люди остерегались иронии и не стеснялись пафоса: все же речь идет об устройстве величественного храма жизни. А в этом храме действительно принято ежедневно приносить невинных антилоп в жертву львам, а муравьев – муравьедам. Кровавая жестокость природы так поражала воображение людей XIX века, что они вполне могли увидеть в ней таинственный двигатель эволюции – и ужаснуться этому видению.

К тому же и сам Дарвин дал своей книге подзаголовок «Сохранение избранных рас в борьбе за существование» (Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life), что по нынешним временам звучит уж совсем неприлично. Видимо, эти самые «расы» и должны бороться между собой за существование, и кажется логичным отождествить их с видами или хотя бы популяциями.

Однако, как следует из всего текста книги, под расами Дарвин имел в виду совсем не это, просто у классика еще не было под рукой подходящей терминологии. Естественно, никакие виды у Дарвина между собой не борются. Борьба зайцев с морковкой никакой эволюции не произведет: они друг для друга просто факторы внешней среды. Даже в тех редких случаях, когда виды действительно оспаривают одну экологическую нишу, как серые американские белки борются с рыжими европейскими в британских лесах, нет никакого механизма, который выжал бы из этой борьбы постепенное накопление полезных адаптаций. Разве что один вид сживет со свету другой или они постепенно разойдутся по разным нишам, чтобы не мешать друг другу.

На самом деле Дарвин везде пишет о соперничестве между индивидуумами: от того, какая из особей внутри вида принесет больше потомства, зависит, какие варианты наследуемых признаков в следующем поколении будут представлены более обильно, а какие, напротив, сойдут на нет. Чтобы морковка под действием зайцев стала горькой, как хрен, ушастикам следует из поколения в поколение съедать самые сладкие и вкусные морковины, и именно их гибелью будет оплачено распространение адаптации. Видимо, если перевести дарвиновские «расы» на современный язык, это будут именно подмножества популяции, несущие одинаковый аллель подверженного отбору гена. То есть от Дарвина рукой подать до «эгоистичного гена» Ричарда Докинза, а вот до борьбы видов между собой от него вообще не доехать. И тем не менее кто-то понял дарвинизм именно так и продолжал так понимать вплоть до ХХ века. Что ж поделать: ну нет в дарвинизме встроенной защиты от дурака, как и было сказано.

Из борьбы видов за существование следует много прекрасных небылиц. Например, если вид сплочен в единый коллектив, где все помогают друг другу, – такой замечательный вид, конечно, победит вид отвратительных эгоистов, так и норовящих подставить своего ближнего. А иначе откуда бы мог в живой природе появиться альтруизм? (На этот вопрос ученые ответили уже во второй половине ХХ столетия, и ответ оказался не слишком простым.) Ну и, разумеется, в такой борьбе за существование вполне могло возникнуть половое размножение, раз уж оно предохраняет виды и популяции от мутационных катастроф или позволяет им выживать при изменении условий среды.

Конечно, классики генетики начала ХХ века были не так уж наивны: для многих из них правильное понимание дарвиновского отбора было само собой разумеющимся, а другие просто не думали всерьез над этой проблемой. Однако недоразумения продолжали накапливаться вплоть до 1960-х, когда нью-йоркский профессор Джордж Уильямс (он уже появлялся в предыдущей главе нашей истории) написал книгу под названием «Адаптация и естественный отбор» (1966). Именно там вопрос «Кто с кем борется?» был поставлен в явном виде и получил четкий ответ. «Групповой отбор» не работает. Группы бороться не могут, а если бы и боролись, на таком моторе эволюция далеко бы не уехала. Борются особи и их гены. И в этой борьбе вид совсем не обязательно выигрывает – напротив, такой естественный отбор может привести его к катастрофе.

Львы-самцы имеют обыкновение убивать всех львят в прайде, кроме своих собственных детенышей, – много фильмов об этом можно посмотреть на телеканалах Discovery или Animal Planet. Для краснокнижного вида, находящегося под угрозой вымирания, это совершенно безответственное поведение. Ген доброты к детенышам был бы крайне полезен для львиного братства, если бы закрепился в популяции. Увы, закрепиться он не может: лев, который первым отказался бы от инфантицида, проиграл бы генетическое соревнование другим львам, потому что детенышей гуманного льва (вместе с его гуманными генами) убили бы его сородичи, а он как дурак продолжал бы умиляться чужим львятам, играющим в тени акаций. А вот у полосатых гиен убивать детенышей не принято. Полосатая гиена как биологический вид сравнительно благополучна, львы под угрозой вымирания, причем и тех и других привел в это состояние естественный отбор. Как ни странно, отбор может не только совершенствовать адаптации, но и вести виды к уничтожению.

Именно об этом шла речь, когда мы обсуждали идею Вейсмана о роли секса как поставщика материала для естественного отбора: эволюция не заглядывает в будущее, естественный отбор не видит дальше следующего поколения. Если от поколения к поколению частота гена не увеличивается, ген не закрепится в популяции, каким бы полезным он ни был в свете грядущего через 10 000 лет ледникового периода.

А вот еще одно ошибочное рассуждение, к которому дарвиновская идея прямо-таки подталкивает своей кажущейся простотой. Раз отбор благоприятствует выживанию самых приспособленных, значит, под его благотворным воздействием все на свете будут становиться все более приспособленными, и так вплоть до абсолютного совершенства. Если с таким же нелепым чистосердечием подойти к закону всемирного тяготения, можно прийти к следующему выводу: раз все на свете притягивается, значит, рано или поздно вся материя во Вселенной свалится в одну большую кучу. В отличие от генетиков начала ХХ века, у физиков все-таки были какие-то уравнения, точнее, уравнения Общей теории относительности, одно из решений которых – Вселенная, в которой все тела и не думают слипаться вместе, а, напротив, разлетаются в бесконечность. Просто тяготение – это «дифференциальный» эффект, то есть то, что происходит с крупицей материи в крошечной клеточке пространства в определенный момент времени. А эволюция Вселенной – результат какого-никакого интегрирования. Вот и естественный отбор тоже действует дифференциально. А при интегрировании уравнений может случиться всякое.

Впрочем, такими терминами эволюционисты предпочитают не оперировать, а значит, и нам надо быть проще. Вот более наглядная аналогия: вода течет сверху вниз, с возвышенных мест к низинам. Казалось бы, со временем вся вода должна стечь в самую низкую из низин – Мертвое море. Однако это не так. В Мертвое море вообще впадает только одна приличная река, Иордан. Остальная вода останавливается гораздо выше: в Каспии,