Кошки и гены - Павел Бородин

Допустим теперь, что в популяции появился инфекционный агент, который поражает только особей без пятен, но не действует на пятнистых кошек. Все кошки с генотипом ss погибнут. Приведет ли это к полной элиминации аллеля s из генофонда популяции? Ни в коем случае. Он сохранится благодаря гетерозиготам, и в следующем поколении опять появятся кошки, лишенные пятен, хотя количество их будет несколько ниже, чем в родительском поколении.

Если такой движущий отбор будет продолжать действовать из поколения в поколение, то частота аллеля 5 будет постепенно снижаться. Популяция в целом будет все более и более приспособленной к противостоянию этой инфекции — в ней будет все больший и больший процент устойчивых особей. Однако потребуются сотни и тысячи поколений, чтобы окончательно освободить генофонд популяции от аллеля s.

Кажется, что популяция боится расстаться даже с явно снижающим приспособленность аллелем. Хорошо это или плохо? Однозначного ответа на этот вопрос не существует.

С одной стороны, такое сопротивление генофонда популяции очищающему действию естественного отбора идет ей во вред. В каждом поколении вновь появляются неприспособленные особи. Но, с другой стороны, если посмотреть диалектически, в таком поведении популяции есть известная мудрость и дальновидность.

Отбор ведь приспосабливает популяции к тем конкретным условиям, которые есть здесь и сейчас. Он не помнит о том, что было в прошлом. Но это полбеды. Беда в том, что он не заботится о

будущем. Да и как о нем позаботишься — его ведь нет, и неизвестно, каким оно будет. Вдруг потом экологическая ситуация сложится так, что для выживания станет критически важным наличие аллеля ss. Ну, скажем, только кошки без белых пятен смогут противостоять жесткому излучению, которое обрушится на Землю, когда нашими заботами исчезнет озоновый слой. Вот здесь-то и пригодится запасенный впрок аллель.

Мы рассмотрели пример действия движущей формы отбора. Однако бывают ситуации, когда отбор сам способствует накоплению и поддержанию генетического разнообразия в популяциях. Такая форма отбора называется стабилизирующей.

Допустим, что на нашу модельную популяцию действуют два инфекционных агента: один убивает особей с большим белым пятном (55), другой — особей без пятен (ss). Кошки со средним размером пятна оказываются устойчивыми к обеим инфекциям.

В таком случае сразу же будет истреблена половина популяции. В живых останутся только гетерозиготы. Поскольку каждая из них содержит аллели s и 5, и других генотипов в популяции нет, то частоты аллелей станут равными 0,5.

В следующем поколении мы получим иное распределение генотипов, чем было в родительской популяции: 0,25 55, 0,50 5s и 0,25 ss. Уровень гетерозиготности популяции сразу достигнет максимального значения и будет поддерживаться до тех пор, пока будет действовать такой отбор.

Что же будет, если отбор прекратится? Согласно правилу Харди-Вайнберга, популяция будет бесконечно долго поддерживать ту генетическую структуру, которую она приобрела в результате отбора.

Разделение форм отбора на движущую и стабилизирующую имеет только педагогическое значение. На самом деле отбор един — дифференциальное выживание наиболее приспособленных генотипов. Как правило, в природных популяциях реализуются обе формы отбора. По одному признаку может превалировать движущая тенденция, по другому — стабилизирующая. Относительные приспособленности генотипов могут варьировать в очень широких пределах в зависимости от генофонда популяции, суровости и стабильности внешних условий.

Мы разбирали явно искусственные примеры. Конечно же, не существует таких вирусов, которые избирательно поражали бы только кошек, лишенных белого пятна. Но, тем не менее, кошки живут в нашем реальном мире, полном опасностей, которые так или иначе могут выступать в роли факторов отбора и сказываться тем самым на частотах разных аллелей.

Влияют ли гены окраски на выживаемость и дифференциальное размножение кошек? Ответить на этот вопрос можно, сравнив частоты этих генов в популяциях кошек, живущих в разных экологических условиях. Например, в Новосибирске и в Эдинбурге. Или в Колгуеве и Рио-де-Жанейро. Эти сравнения позволят нам установить действие на кошачьи популяции таких важных факторов эволюции, как естественный и искусственный отбор, колебания численности, миграции. Этим мы и займемся в следующей главе.

Глава 6 ЧЕРНЫЙ КОТ ИЗ ЭДИНБУРГА

Я прилетел в Эдинбург поздно вечером на третий день после той рождественской ночи в Лондоне, которую провел за разговорами о непорочном зачатии. Меня встретил профессор М., и по таинственным, полным призраков улицам Эдинбурга, мимо Холируда и Крейгмиллера — замков, где любила и страдала несчастная Мария Стюарт, мы поехали в замок профессора. Бледная луна бросала призрачный свет через разрывы черных туч на старое кладбище и руины монастыря, в которых завывал ветер.

Когда мы подъехали к месту назначения, была глубокая ночь. Мы поднялись по винтовой лестнице в гостиную, где горел камин. Там мы выпили по глотку старого доброго «Гленморанджи» и профессор рассказал мне историю этого замка.

Как всякий приличный шотландский замок, он имел «свой скелет в шкафу» — свое привидение, которое появлялось в лунные ночи и ходило по его темным коридорам, стуча костылем. Здесь это был призрак Джона Нокса, фанатичного проповедника шотландской реформации, который прославился своими гонениями на Марию Стюарт и книгой «Первый трубный глас против чудовищного правления женщин». Профессор сказал, что после того, как премьер-министром Соединенного Королевства стала госпожа Тэтчер, призрак начал приходить и в безлунные ночи.

В таких приятных беседах мы провели пару часов, и я отправился в отведенную мне комнату в башне замка. Уснул я почти мгновенно. Но вскоре что-то заставило меня проснуться. Я подошел к окну, забранному решеткой.

Бледная луна все также бросала призрачный свет через разрывы туч на старое кладбище и руины монастыря, в которых по-прежнему завывал ветер. В коридоре раздавались странные шаги. Кто-то шел, гулко ударяя о каменный пол тяжелым костылем. Стук приблизился к моей двери, и раздался леденящий душу скрежет. Призрак скреб ногтями по самой нижней доске тяжелой двери. Что мне было делать? Окно было забрано решеткой. За окном бледная луна бросала призрачный свет через разрывы черных туч на старое кладбище и руины монастыря, в которых завывал ветер. За дверью стоял призрак Джона Нокса. И тут мой взгляд, в отчаянии метавшийся по комнате, упал на газету «Красная Звезда», в которую были завернуты мои тапочки. Бледный свет луны выхватил заголовок «Тори маневрируют».

Блеснул луч спасения. Я схватил газету и громко прочитал: «Антинародная политика правительства Маргарет Тэтчер вызывает все большееразочарование широких масс трудящихся...» Призрак перестал скрести под дверью и довольно засопел. Когда я кончил читать, он еще немного постоял, а затем я с облегчением услышал его удаляющиеся шаги. Надо ли говорить, что остаток этой ночи, пока бледная луна бросала призрачный свет, я провел за чтением «Красной Звезды»?

И вот настало утро. Зазолотились вершины Ламмермурских холмов, и очаровательная жена профессора пригласила меня к утренней овсянке. Я спустился в столовую, где меня уже ждал профессор. У него на коленях возлежал большой черный кот. Правая задняя лапа его была в гипсе. На мой недоуменный вопрос профессор ответил, что это очень глупый кот, у которого, как он полагает, весь мозг состоит из двух нейронов. И вот этот кот по своей глупости упал с крыши замка, сломал лапу, пришлось накладывать гипс. Однако овсянка остывает. Профессор спустил кота на пол, и он пошел из столовой. Он неловко переступал тремя лапами и при каждом шаге брякал гипсом по полу. Звук был в точности такой же, как от костыля моего ночного гостя.

Итак, этот кот был черным — гомозиготным по гену п. В Эдинбурге, как я потом заключил на основе своих наблюдений, черных котов было больше, чем где бы то ни было. Вообще этот аллель встречается в довольно высокой концентрации в разных районах мира. Особенно много черных кошек в городах.

Если сравнивать по частоте гена а крупные города, географически удаленные друг от друга, то они оказываются очень сходными в этом отношении. В то же время в окрестных деревнях частота черных кошек оказывается значительно меньше, чем в городах.

Исследователь из Глазго доктор Дж. Кларк провел анализ встречаемости черных кошек в разных городах и деревнях Великобритании и обнаружил четкую зависимость между численностью населения и частотой черных кошек. Более того, он обнаружил достоверные различия в частотах гена а между индустриальными районами массовой застройки и фешенебельными районами особняков в пределах самого города Глазго. В первых она была на 11% выше. Пытаясь понять причины таких различий, он опросил население этих районов. Он задавал их жителям такой вопрос: «Считаете ли вы, что черный кот приносит несчастье, приносит счастье или все это глупые суеверия». Результаты опроса оказались в высшей степени противоречивыми. В индустриальном районе отрицали влияние кота на судьбу человека 75% опрошенных, тогда как в фешенебельном — 85%. Казалось бы, жители индустриального района в среднем более суеверны. Но среди людей, признающих влияние цвета кота на судьбу его хозяина, точки зрения на характер этого влияния разделились поровну. Половина утверждала, что черный кот приносит несчастье, а другая половина, напротив, считала черных котов носителями счастья. Никакого однозначного заключения относительно влияния человеческого предубеждения на частоту черных кошек вывести не удается. Если же вас интересует мое мнение по вопросу о судьбоносной, как сейчас любят выражаться, роли черных кошек, то я вам скажу, что один из моих котов — черный. И он мне постоянно вредит по подлости своего характера.