В интернете кто-то неправ! Научные исследования спорных вопросов - Ася Казанцева

Разнообразие строения глаз у современных моллюсков

Панцирные моллюски (хитоны) обычно обладают очень простыми светочувствительными органами – по сути это как раз вогнутое пигментное пятно. Для двустворчатых характерны глаза с более выраженным углублением, а иногда даже с примитивной линзой для фокусировки световых лучей. В одном из семейств встречается такая фантастика, как фасеточный глаз, организованный по тем же принципам, что у насекомых, но на базе анатомических решений, характерных для моллюсков. У брюхоногих обычно уже есть более или менее сложная линза, фокусирующая свет, а глаза головоногих примерно настолько же сложны, как наши (в некоторых отношениях они лучше: в отличие от нас, у осьминога нет на сетчатке слепого пятна, что связано с более удачной пространственной ориентацией светочувствительных клеток и отходящих от них нервных окончаний). Глаз, как и многие другие органы, – пример того, как легко манипулировать человеком, плохо осведомленным о биологическом разнообразии. Если ему сказать: “Глаз совершенен, и нет промежуточных форм”, то человек может поверить, потому что вспомнит только глаза позвоночных, которые, действительно, были довольно совершенными еще до того, как мы вышли на сушу. Зоолог, изучающий беспозвоночных, в ответ на такое утверждение сказал бы: “Чего-чего?!” – и был бы совершенно прав.

Еще один неочевидный эволюционный принцип – это возможность смены функций. Новшества часто развиваются для чего-то одного, а потом начинают использоваться для чего-нибудь другого. Пернатые динозавры далеко не сразу начали летать – перья были полезны и для балансировки во время бега, и для теплоизоляции, и для привлечения брачных партнеров [20], [21], [22]. Способность ходить на двух ногах, возможно, была свойственна еще общему предку человекообразных обезьян, просто мы ее усовершенствовали, а гориллы, шимпанзе и орангутаны стали пользоваться ей меньше. Тем не менее гориллы и шимпанзе встают на задние лапы, чтобы перебраться через реку или перенести сразу много предметов, а орангутаны ходят на двух ногах по узким ветвям в кроне деревьев [23]. “Предрасположенность” к обретению новой функции можно наблюдать и на уровне отдельных генов. Мичиганские бактерии E. coli, участницы самого масштабного эксперимента по изучению видообразования в лаборатории, после 30 000 поколений научились питаться цитратом натрия вместо глюкозы. Это очень круто, потому что позволяет им активно осваивать совершенно новые ниши, такие, где обычные бактерии этого вида выживать не могут. Если бы удалось найти микробиолога, который не слышал об этом эксперименте, и отдать бактерий ему на изучение, он бы вряд ли вообще посчитал их представителями вида E. coli, с такими-то нехарактерными способностями. Так вот, авторы отмечают, что еще за 10 000 поколений до решающего прорыва у экспериментальной группы бактерий уже наблюдались некоторые “потенцирующие” мутации, которые сами по себе не позволяли питаться цитратом, но повышали вероятность того, что такая способность в конце концов будет обретена [24].

В качестве последнего примера в перечне иллюзий, мешающих нам осознавать возможности эволюции, я бы отметила вот что: нам сложно поверить, что из-за случайных процессов может получиться что-то хорошее, что накопление мутаций при копировании ДНК может быть механизмом, ведущим к прогрессу, а не к деградации. Само по себе действительно не может. Мутации всего лишь дают материал для последующего отбора. Креационисты любят оставлять это за скобками, используя аргумент про обезьяну, которая должна рано или поздно напечатать “Войну и мир”, случайным образом ударяя по клавишам. Здесь содержатся сразу две логических ошибки: во-первых, еще раз, эволюция не стремится ни к какой определенной цели. Неважно, будет ли обезьяна печатать “Войну и мир”, или “Мастера и Маргариту”, или еще несуществующее великое произведение. Во-вторых, и это важнее, любые новые гены, любые новые их комбинации тестируются естественным отбором. Обезьяна будет случайно бить по клавишам, но все бессмысленные слова, которые у нее получатся, будут элиминироваться – а вот все осмысленные будут сохраняться. И при таких условиях она довольно быстро напишет: “В начале было Слово”.

Дальше вы знаете.

Возможно, вы заметили, что я до сих пор ни разу не употребила словосочетание “эволюционная теория”, если не считать цитирования тех, кто с ней полемизирует. Я недолюбливаю эту формулировку, потому что она часто вводит небиологов в заблуждение. В повседневной, бытовой речи существует дихотомия “теория – практика”, которая подразумевает, что теория – это что-то оторванное от жизни, неподтвержденное. В научной речи слово “теория” означает совсем другое: обоснованную, стройную и многократно с разных сторон подтвержденную систему представлений, позволяющую объяснить и предсказать большое количество разнообразных фактов. Теория в науке – это не что-то оторванное от практики, а что-то более серьезное, чем гипотеза. По мере того как гипотезы подтверждаются, они становятся компонентами обобщающей теории. Но чтобы не делать эту оговорку каждый раз, я предпочитаю говорить об эволюционной биологии или просто об эволюции.

Кроме того, важно понимать, что эволюционная биология непрерывно развивается. Со времени первого издания “Происхождения видов путем естественного отбора” прошло 150 лет интенсивных исследований. Сегодня уже практически никто, кроме креационистов, не использует слово “дарвинизм” – как минимум говорят о синтетической теории эволюции, объединившей идеи Дарвина с представлениями о генетических механизмах наследственности и изменчивости. Под словосочетанием “эволюционная теория” обычно подразумевают как раз ее. Однако основные постулаты синтетической теории эволюции стали общепринятыми к середине XX века, а с тех пор появилось и продолжает появляться множество новых данных. Ученые интенсивно изучают эволюционную биологию развития (модное английское сокращение – Evo-Devo), все те молекулярные каскады, которые приводят к формированию органов, ведь на самом-то деле эволюционируют именно они, а не взрослое животное, которое мы потом наблюдаем. Ученые исследуют всякие сложные и красивые вещи типа эпигенетики – изменения признаков за счет включения или выключения генов, без изменения их нуклеотидных последовательностей. Ученые описывают наследование приобретенных признаков, в которое полвека назад никто не верил (система CRISPR, о которой я рассказывала в прошлой главе, – это как раз оно). Они изучают горизонтальный перенос генов, который делает некоторые участки эволюционного дерева похожими не на дерево, а на сеть. Это касается скорее бактерий, но и мы, люди, в ходе эволюции понахватали немало чужеродных генетических элементов, например ретровирусов, встроившихся в наш геном на постоянной основе (они, кстати, служат еще одним доказательством эволюции: если бы шимпанзе и человек не произошли от общего предка, то с какой стати одни и те же эндогенные ретровирусы находились бы в их геноме в одних и тех же местах?). Я сознательно и цинично перечислила несколько направлений работы вскользь, не вдаваясь в подробности: хочу еще раз призвать вас читать книги Александра Маркова, я все равно не смогу написать об эволюционной биологии так же круто, как это делает он.