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

Вторая волна культурного взаимодействия неандертальцев и сапиенсов началась около 40 тысяч лет назад, когда мы пришли завоевывать неандертальскую Европу. В этот период мы друг другу, по всей видимости, уже не нравились и скрещиваний было немного (в противном случае примесь неандертальских генов у европейцев была бы заметно выше, чем у жителей других регионов, а это не подтверждается данными генетического анализа). Тем не менее с биологической точки зрения в межвидовых скрещиваниях по-прежнему не было ничего невозможного, и даже существуют единичные находки останков людей, произошедших от таких союзов [16].

Я сейчас подавила порыв продолжать рассказывать удивительные истории про неандертальцев[47] и возвращаюсь к тем аспектам эволюции, которые нам бывает сложно осознать. Еще одна проблема, как мне кажется, связана с тем, что мы очень антропоцентричны, думаем о себе как о венце эволюции и представляем всех остальных фигурантов учебника биологии как ведущую к нам лестницу, а не как вершины эволюционного дерева, не как существ, настолько же продвинутых, как мы, эволюционировавших так же долго (а в принципе, еще дольше, если сделать поправку на скорость смены поколений). В связи с этим мы каждый раз очень удивляемся, когда у какого-нибудь простого существа обнаруживаются сложные признаки. Самый модный пример – это глаза. Способность к анализу уровня освещенности, а тем более к распознаванию контуров окружающих объектов, почти неизбежно повышает вероятность выживания, поэтому неудивительно, что системы для обработки зрительных стимулов независимо развивались в самых разных группах живых существ. При этом законы оптики универсальны, так что живые организмы часто приходят к одной и той же принципиальной схеме строения глаза: какая-нибудь поверхность, на которой собраны светочувствительные рецепторы, и над ней – какая-нибудь система линз для фокусировки световых лучей. Это не единственный возможный вариант, есть еще фасеточные глаза насекомых, но это хорошая работоспособная идея. Максимального развития она достигла у нас (т. е. позвоночных) и у головоногих моллюсков, но к использованию базового принципа независимо от нас с моллюсками пришли и другие группы организмов, в том числе кубомедузы [17] и, что совсем завораживает, одноклеточные динофлагелляты, собравшие себе такой глаз из переделанных митохондрий и хлоропластов [18]. Динофлагелляты, кажется, креационистами еще не освоены (это совсем свежее исследование), а вот медузы традиционно используются как аргумент против эволюции. Это как раз та самая когнитивная ловушка: нам кажется, что медуза древняя, раз уж она в самом начале учебника биологии, так откуда же у нее взялся сложный глаз? Слушайте, с момента разделения наших с медузой эволюционных линий (наш общий предок тогда не был похож ни на нас, ни на медузу) мы вон успели Москву построить, почему же мы отказываем ей в праве за это длительное время всего-навсего вырастить себе глаза?

История с органами зрения иллюстрирует и еще одну проблему с пониманием эволюции: мы не привыкли к мысли, что маленький выигрыш – это намного лучше, чем ничего. Иметь на коже светочувствительные клетки – лучше, чем их не иметь. Собрать их в единое пигментное пятно – лучше, чем держать рассеянными по телу. Сделать для этого пятна углубление – тоже отлично, это уже помогает определять, в каком направлении находится источник света. Но это не происходит резко. Речь идет о том, что в вашей деревне древних моллюсков есть некоторые особи с более плоским светочувствительным пятном, а некоторые – с более вогнутым, и вот вторые в среднем получше выживают и в среднем оставляют за жизнь не 317 детишек, как обычные, а 321. Через сколько-то тысяч поколений это приведет к тому, что вогнутое пятно будет уже у всех, а оставлять больше детишек теперь будут те, у кого начал формироваться аналог примитивного зрачка – отверстие светочувствительной капсулы стало более узким, свет падает на конкретную область сетчатки, и это позволяет смутно различать контуры предметов. После этого полость глаза можно уже заполнять прозрачными белками для лучшей защиты сетчатки и фокусировки изображения, к зрачку добавлять мышцы, управляющие его диаметром, и так далее. Разные стадии усложнения глаза удобно изучать у современных моллюсков [19], потому что они сохранили широкий спектр вариантов, причем даже не в рамках типа в целом, а в рамках каждого отдельного класса.

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.

Просто теория?