Приспособиться и выжить! ДНК как летопись эволюции - Шон Кэрролл

У других приматов белок MYH16 образуется в некоторых мышцах, особенно в височной мышце, охватывающей большую поверхность височной части черепа с обеих сторон. Эта мышца участвует в движениях нижней челюсти при пережевывании пищи. У человека эта часть лица и эта мышца гораздо менее развиты, чем у горилл, шимпанзе и макак. Продукт гена MYH16 представляет собой белок миозин, являющийся составным элементом мышечных волокон. Волокна височной мышцы человека значительно тоньше, чем у других приматов, а более тонкие волокна образуют более слабую мышцу.

Интересная связь между мутацией белка, влияющего на размер мышечных волокон и мышц, и эволюционными изменениями височной мышцы вызывает вопрос, была ли мутация причиной ослабления мышцы или побочным результатом ослабления мышцы, вызванного другими причинами. Однозначно ответить на этот вопрос трудно, но давайте познакомимся с некоторой дополнительной информацией по этому поводу. Известно, что мутации в этом классе белков могут оказывать значительное влияние на состояние мышц. Если примат с тяжелой челюстью (как у человекообразных обезьян и наших с вами предков) сразу лишится мышцы, он не сможет жевать. Если мутация MYH16 сыграла роль в эволюции височной мышцы, скорее всего, мышечная масса сокращалась поэтапно. Мне кажется, что наиболее вероятный сценарий потери функции гена MYH16 напоминает историю с глобинами у ледяных рыб. Это означает, что мышца ослабла в результате других генетических причин, а превращение гена MYH16 в ископаемый ген, скорее всего, было более поздним событием и объяснялось отсутствием потребности в этом гене.

Представленные в этой главе примеры показывают, что создание наиболее приспособленного (будь то древняя рыба, великолепный дельфин, яркий цветок, человек с облегченной челюстью, простые дрожжи или слепой подземный грызун) не обязательно является «прогрессивным», аддитивным процессом. Современные виды оснащены не лучше, чем их древние предки, они просто другие. Зачастую они приобрели некоторое количество новой кодирующей ДНК, но также и потеряли по пути какие-то способности и какие-то гены, иногда — множество генов.

Существование ископаемых генов и утрата генов являются веским доказательством отсутствия какого-либо замысла или намерения в создании видов. Например, эволюция возбудителя проказы противоречит идее о том, что этот патоген создавался по плану. Скорее, этот микроорганизм является упрощенной версией микобактерии, по-прежнему несущей в себе более тысячи бесполезных и поломанных генов — свидетелей прошлого. Точно так же у людей сохранились остатки обонятельной системы, которая когда-то была гораздо чувствительнее, чем сейчас.

Картина приобретений и потерь, представленная в ДНК различных организмов, — такая, какой и следует ожидать, если естественный отбор действует лишь в настоящем времени, ничего не планируя и не загадывая наперед. Естественный отбор не может сохранить то, что сейчас не нужно, и не умеет строить планы на будущее. Потеря генов и возникновение ископаемых генов — это именно то, что и должно происходить при отсутствии естественного отбора. Со временем накапливаются случайные мутации, в конечном итоге разрушающие информацию, записанную в неиспользуемых или ненужных генах.

Более того, исчезновение одинаковых генов у предков организмов, относящихся к самым разным видам, однозначно доказывает, что при отсутствии отбора по какому-либо признаку в ДНК будут снова и снова повторяться одни и те же события. Наглядным подтверждением этого принципа является многократное и независимое разрушение генов коротковолновых опсинов у разных видов животных. Мы расширим этот тезис в следующей главе, посвященной предсказуемости и повторяемости эволюции в целом, и рассмотрим удивительные примеры того, как эволюция воспроизводит саму себя.

Обезьяна ревун, Коста-Рика. Фотография Стивена Холта.

Ярко-зеленые заросли кустарника покрывают изрезанную линию побережья Коста-Рики, а затем сворачивают вглубь материка, туда, где берег реки Сиерпе образует удобную маленькую бухту. Мы уселись в машину и двинулись в тряский путь через плантации пальм к берегу, а там пересели на лодку и поплыли вниз по течению. Широкая река, со всех сторон окруженная бесконечными мангровыми зарослями, впадает прямо в Тихий океан. Поборовшись с волнами в устье реки, мы наконец причалили к берегу на краю Национального парка Корковадо на полуострове Оса — это один из последних обширных участков дикой природы, сохранившихся в Центральной Америке. После долгого насыщенного путешествия мы были совершенно без сил и решили заночевать в темноте и тишине дождевого леса.

Наш заслуженный сон был прерван сигналом к побудке — тяжелыми, низкими гортанными криками шумной стаи ревунов, резвящихся в кронах деревьев. Вот тебе и природная тишина.

У ревунов, чьи голоса разносятся на четыре с лишним километра вокруг, чрезвычайно развитая глотка и гортань, что позволяет им сообщать о своем местонахождении соседним (и не только соседним) стаям (а также туристам). Крик ревуна не спутать ни с чем, однако эти обезьяны обладают и другой способностью, отличающей их от капуцинов, беличьих обезьян и других обезьян Нового Света, также обитающих в дождевых лесах. Ревуны обладают полноценным трихроматическим зрением.

Анализ ДНК ревунов показывает, что они приобрели эту способность примерно таким же путем, как и их дальние родичи из Старого Света, но в другое время и в результате совершенно независимой серии событий. Кроме того, ревуны питаются нежными молодыми листьями, как и другие приматы с трихроматическим зрением. Примеры независимого воспроизведения эволюции обезьян на этом не заканчиваются. У ревунов, как и у их дальних африканских и азиатских родственников, более высокое содержание ископаемых генов обонятельных рецепторов, чем у всех их ближайших родственников из Нового Света. Ревуны тоже частично обменяли свою способность распознавать запахи на способность различать цвета.

Поразительно.

Эволюция цветового зрения, переход к лиственной диете и потеря генов обонятельных рецепторов у ревунов произошли на другом континенте через 20 млн или 25 млн лет после того, как эти изменения произошли у предков африканских и азиатских обезьян. История этих приматов говорит о том, что при одинаковых условиях даже в разных частях света и в разное время некоторые виды животных могут приобретать или терять одинаковые признаки.