Краткая история всех, кто когда-либо жил. История человечества, рассказанная через наши гены - Адам Резерфорд

А пока давайте признаем эпигенетику тем, что она есть: удивительной и важной частью биологии, пока еще только развивающейся и требующей серьезных контролируемых исследований. Эта наука – не волшебство, не новость и не ересь. Она не отменяет теорию Дарвина и не наделяет человека сверхъестественной властью над его собственной жизнью и судьбой. Эпигенетика – естественный элемент нашего непрекращающегося поиска ответов на загадки бытия. Сейчас появляются все новые и новые технологии, позволяющие анализировать эпигенетические эффекты. И это увлекательная, важная и нужная работа. Но пока мы ищем разгадки на загадки природы, не стоит забывать, что мистицизму нет места в науке.

Однажды телережиссер задал мне очень важный вопрос: «Когда люди научатся летать?» Телевидение начало выпускать новый сериал, герои которого имели мутации в ДНК, даровавшие им удивительную способность летать, владеть телекинезом, перемещаться во времени, читать мысли и прочее, что делало их похожими на мутанта X из комиксов издательства Marvel. Режиссера интересовала научная программа, которая могла бы подкрепить идею фильма. Какие-то реальные данные о невероятных человеческих возможностях и об их эволюции.

Я ответил, не задумываясь: мы уже умеем это делать. Я люблю комиксы, читаю их до сих пор и за последние 30 лет потратил (или, если хотите, растратил) массу свободного времени в рассуждениях о возможностях супергероев. Однако мой ответ был основан вовсе не на способностях вымышленных героев. Я выдал целую речь на тему о том, как эволюционировал наш мощный креативный мозг, способный предвидеть и планировать будущее, творить и изобретать и позволивший нам многократно выбираться из тисков естественного отбора.

Начав готовить пищу, мы переделали свой желудок, избавив его от необходимости расщеплять слишком прочные молекулы, поскольку еще до попадания в организм они частично разрушаются благодаря нашему уникальному умению пользоваться огнем.

Мы обошли многие неприятные моменты, связанные с жизнью кочевников, охотников и собирателей, начав строить жилища и приручив растения и животных. И это изменило нашу культуру, технологию и даже гены (см. главу 2).

Мы практически ликвидировали заболевания, уничтожавшие человеческие популяции в прошлом – чуму, малярию и прочие напасти. Когда-то оспа ежегодно уносила жизни сотен тысяч человек. После 1980-х годов, благодаря вакцинации, об этой болезни практически не слышно. Кажется, такая же судьба ожидает полиомиелит, который останется предметом интереса лишь для историков. Эти виды эволюционных факторов отбора были устранены благодаря изобретательству, науке и технологии, эволюция которых сопровождает нашу собственную эволюцию.

«Когда мы сможем летать? Да мы делаем это постоянно!» У меня было лирическое настроение. Мы придумали аэропланы, вертолеты и космические ракеты, а вскоре обзаведемся портативными летательными аппаратами. Мы ходили по Луне, а вскоре сыновья и дочери Земли прибудут на другие планеты, как супергерой Кал-Эл с планеты Криптон прибыл на Землю. «Мы с вами уже супергерои».

Кажется, моему собеседнику эти слова понравились, и он уточнил: «Так вам кажется, что в ближайшие столетия мы научимся летать?»

Я прикончил пиццу, поблагодарил его и ушел. На самом деле конечности сильно изменяются в ходе эволюции. В целом план тела всех животных примерно одинаковый, что указывает на общность происхождения. И гены, сообщающие, что «здесь должна быть нога», тоже примерно одинаковы у всех видов животных, имеющих ноги. Эти так называемые гены Hox определяют расположение всех частей тела, и их мутации и дополнительные копии как раз и обеспечивают вариации формы тела практически всех животных. У насекомых обычно шесть ног, у пауков восемь, а вот у многоножек и разного рода ползающих существ их множество. Но все они возникли в результате удвоения последовательности генов, обеспечивающих стандартный набор из шести ног у большинства мелких членистоногих.

Крылья летучей мыши и крылья птицы выполняют одну и ту же функцию, но эволюционировали разными путями. Ученые называют это «конвергентной эволюцией». Сотню миллионов лет назад передние лапы каких-то из динозавров изменили форму, и динозавры смогли совершать планирующие движения, а из кости стали полыми и легкими. Перьями эти динозавры, включая знаменитого Tyrannosaurus rex и других, на взгляд более симпатичных, а на деле еще более страшных и огромных хищников, обзавелись задолго до того, как научились летать, и процесс освоения неба длился для них миллионы лет.

Млекопитающие отделились от динозавров значительно раньше, и крохотные грызуны, давшие начало 1240 видам летучих мышей на протяжении десятков миллионов лет не умели летать и никогда не имели перьев. По структуре крылья птиц и летучих мышей похожи, но все же различаются. Оба варианта – адаптация передних конечностей, а это означает, что корень этого приобретения кроется не в полете, а в общем происхождении четырех конечностей. Передние конечности – гомологи: одинаковые кости с характерной морфологией. Но в качестве инструмента для полета крылья птиц и летучих мышей, говоря техническим языком эволюционной биологии, не гомологи, а аналоги, как крылья насекомых и самолетов. Крылья птиц и летучих мышей имеют с крыльями насекомых лишь функциональное сходство, но между собой они похожи по структуре – по наличию аналогичных костей, и то же самое можно сказать о плавниках дельфинов и копытах лошадей, что еще раз указывает: и то и другое – изменившиеся конечности четвероногих существ. Но разное строение крыльев говорит о разных путях их эволюционного развития. Поэтому нам, чтобы обзавестись крыльями, понадобится либо отказаться от кистей рук и предплечий, либо обзавестись дополнительной парой конечностей. Однако для таких превращений нет необходимого эволюционного давления. Еще важнее, что не существует «генов крыла», и, чтобы обзавестись крыльями, нам в утробе матери пришлось бы пережить значительное превращение, сопровождающееся большим расходом энергии, так что этого не будет и быть не может.

Птицы и летучие мыши научились летать в результате едва заметных постепенных изменений, сопряженных с изменениями многих генов на протяжении тысяч поколений. Произошло это по той причине, что данные изменения давали своим владельцам некие преимущества. Если предоставить волю фантазии, можно вообразить, что в какой-то момент будет зачат ребенок с генетической аномалией, способствующей появлению зачатков дополнительной пары конечностей. Этот ребенок произведет здоровое потомство и передаст этот признак своим детям. Со временем соответствующие гены распространятся в популяции, причем отбору будут подвергаться гены, способствующие появлению все более развитых и мощных крыльев. Процесс этот должен длиться несколько десятков или сотен поколений. Наличие крыльев у животных повышает вероятность передачи генов будущим поколениям. Как только крылья перестают выполнять эту функцию, они исчезают. Мы видим это на примере бескрылых эму, попугаев какапо или киви. Да и насекомые обзавелись крыльями по той причине, что они дают преимущества в передаче генов потомству. Крылья помогают ускользнуть от хищника, найти еду или понравиться самке, – стандартный набор факторов, способствующих приобретению признака и его эволюции. Временные рамки подобных изменений опять-таки совершенно недоступны нашему пониманию. Так что, хотя гипотетически в морфологическом плане появление крыльев у человека возможно, вероятность этого события сравнима с вероятностью того, что мальчик, которого укусил радиоактивный паук, сможет вытягивать из пальца паутину[108].