Эволюция. От Дарвина до современных теорий - Элисон Джордж

Саймон Конвей Моррис, палеонтолог из Кембриджского университета, категорически не согласен. Он считает, что катастрофы хоть и тормозят или ускоряют процесс развития, но все же не вносят в него значительных изменений. Конвергентная эволюция – это ключ к разгадке.

Предположим, что падение смертоносного метеорита обошлось без последствий, предполагает Конвей Моррис. Динозавры спокойно прожили бы еще 30 миллионов лет до начала ледникового периода. Холод погубил бы динозавров, живущих к северу и югу от тропиков, открыв ниши для сосуществующих с ними теплокровных млекопитающих и птиц. Со временем образовались бы другие, не похожие на нас виды, пользующиеся инструментами. Они бы охотились на динозавров, оставшихся в тропиках, и рано или поздно истребили бы их. «Тогда, в отличие от нашей реальной истории, массовое вымирание динозавров началось бы на 30 миллионов лет позже», – пишет Конвей Моррис.

Поэтому, какая бы ни случилась катастрофа, лента жизни, скорее всего, останется примерно одинаковой. Если обратить время вспять, то, возможно, процесс развития мог бы немного затормозиться, однако рано или поздно он бы вернулся в свое стандартное русло. Либо же, наоборот, катастрофа могла бы ускорить процесс развития, освободив новую экологическую нишу. В любом случае, единственное, что изменится, – это хронология, а не результат.

Подтверждение этих четырех аргументов укажет на необходимость расширения эволюционной теории, которое бы показало, что жизнь не только создается, но и развивается. Последствия будут колоссальными. В отличие от эволюции, развитие имеет направленность: желудь превращается в дерево, а эмбрион становится новорожденным. И никак не иначе. Пусть результат развития до конца не определен, он сильно ограничен своими рамками.

Но направленность и ограниченность не тождественны замыслу и цели. Данное направление эволюции не нуждается в помощи телеологии, поскольку эта эволюционная теория не поддерживает идею о разумном замысле. Действительно, это нанесет еще один серьезный удар по теологии, предложив убедительное и естественно-научное объяснение природы усложнения.

Возможно, что на более глубоком уровне признание прогресса частью эволюции подарит нам другой взгляд на наше собственное существование. Предлагая естественно-научное объяснение зарождения интеллекта и его потомков (языка и технологии), процесс рассматривает их как предсказуемые результаты самоупорядоченной системы, а не случайных и непредвиденных обстоятельств. Прогресс, который стал больше, чем «простая елочная игрушка», подарил нам закономерное и даже неизбежное место в порядке событий.

Мы привыкли считать, что эволюция начинается со случайных мутаций; теперь появление ходячей рыбы и двуногих крыс перевернуло бы наши представления с ног на голову. Мы давно знаем, что наши мышцы, сухожилия и кости адаптируются к тому, что мы заставляем их делать. Все больше биологов полагает, что такой вид пластичности играет важную роль в эволюции. Ученые считают, что вместо того, чтобы сначала мутировать, а потом адаптироваться, животные сначала адаптируются, а лишь потом приобретают мутации. Такой процесс сыграл бы на руку основным эволюционным переходам (выход рыбы на сушу и переход к прямохождению у обезьян).

Сама идея о том, что пластичность играет роль в эволюции, уходит корнями в столетия назад. Некоторые древние биологи считали, что свойства, приобретенные в течение жизни животного, могут наследоваться его потомством. Так жирафы получили свои длинные шеи, стараясь дотянуться до листьев, и т. д. Французский натуралист Жан-Батист Ламарк был самым известным приверженцем данной идеи. Однако в нечто подобное верил и сам Дарвин. Он даже предложил сложный механизм, объясняющий, каким образом информация об изменениях в организме могла бы достигать яйцеклеток и сперматозоидов и затем передаваться потомству. В данном случае, считал Дарвин, пластичность создавала бы наследственные вариации, над которыми затем мог бы потрудиться естественный отбор.

С появлением современной генетики такие представления были опровергнуты. Теперь стало ясно, что невозможно передавать потомству информацию о том, чем занимаются животные в течение своей жизни (хотя и здесь есть несколько исключений). С научной точки зрения этот факт якобы указывал на то, что пластичность никак не влияет на эволюцию.

Теперь акцент сменился на мутации. К 1940-м годам господствовало мнение о том, что животные сначала мутируют, а затем адаптируются. Таким образом, мутация в сперматозоиде может вызывать физические изменения в организме некоторых потомков.

Если изменение оказывается благоприятным, то мутация начинает распространяться внутри популяции. Другими словами, случайные генетические мутации создают вариации, на которых действует естественный отбор. В настоящее время такая схема считается основным взглядом на эволюцию.

Но и раньше о значимых эффектах пластичности не забывали полностью. Например, в 1940-х годах голландский зоолог Эверхард Йоханнес Слайпер изучал козу, которая родилась без передних конечностей, но научилась прыгать на задних лапах, как кенгуру. Когда Слайпер изучил умершую козу, он обнаружил, что форма ее мышц и скелета больше напоминала двуногих, чем четвероногих.

Но мало кто из биологов счел тот случай важным для процесса эволюции. Факт того, что изменения, приобретенные в процессе жизни животного, были временными, казалось, полностью исключал подобную возможность.

Рис. 8.2. Эволюция без эволюции.

ПЕРЕХОДНЫЙ ПРОЦЕСС

Но что если условия окружающей среды, вызывающие пластическую реакцию, станут постоянными? В дикой природе это возможно в результате изменений хищников или, например, климата. Тогда все члены популяции должны будут развиваться одним и тем же неизменным путем на протяжении целых поколений. Все выглядело бы так, как будто население эволюционирует в ответ на изменение окружающей среды, но технически это не является проявлением эволюции, поскольку отсутствуют наследственные изменения. Дело в том, что единственный способ узнать наверняка – это «протестировать» особей, выращивая их в разных условиях среды.

Но, по крайней мере, пластичность позволяет животным «эволюционировать» без развития. Конечно же, главный вопрос заключается в том, сможет ли такое развитие привести к реальной эволюции в плане формирования наследственных изменений. Как это ни странно, но ответ скорее да. В 1950-х годах британский биолог Конрад Хэл Уоддингтон продемонстрировал это в эксперименте с участием дрозофил. Уоддингтон обнаружил, что при кратковременном нагревании куколки у ряда потомков развиваются крылья без поперечных жилок. Затем он отбирал и скрещивал этих особей. К 14-му поколению у некоторых особей отсутствовали поперечные жилки даже без нагревания куколок. Физическое свойство, которое начиналось как пластическая реакция на стимул из окружающей среды, превратилось в наследственный признак.