Величайшее Шоу на Земле: свидетельства эволюции. - Докинз Ричард

Менделевский ген — сущность в стиле все-или-ничего. Когда вы были зачаты, то что вы получили от вашего отца, не было субстанцией, которая бы перемешивалась с тем, что вы получили от вашей матери, как при смешении синей и красной краски для получения фиолетовой. Если бы наследственность работала действительно так (как люди смутно представляли себе во времена Дарвина), мы все были бы усреднением, на полпути между нашими двумя родителями. В этом случае все изменения быстро исчезли бы из популяции (независимо от того, как усердно ты смешиваешь фиолетовую краску с фиолетовой краской, ты никогда не воссоздашь оригинальный красный и синий цвет). Фактически, конечно, каждый может явно наблюдать, что нет никакой существенной тенденции к уменьшению вариации в популяции. Мендель показал, что так происходит, потому что, когда отцовские и материнские гены объединяются в ребенке (он не использовал термин «ген», его придумали в 1909), это похоже не на смешивание краски, это больше похоже на перетасовку и перестановку карт в колоде. В настоящее время мы знаем, что гены — это участки кода ДНК, не разделенные физически как карты, но принцип остается в силе. Гены не смешиваются; они перетасовываются. Можно сказать, что они перетасовываются плохо, с группами карт, держащимися вместе несколько поколений перетасовывания, прежде чем при перетасовке случайность разделит их.

Любая из ваших яйцеклеток (или сперматозоидов, если вы — мужчина) содержит либо версию конкретного гена Вашего отца, либо версию Вашей матери, а не их смесь. И, этот конкретный ген пришел от одной и только одной из ваших четырех бабушек и дедушек, и от одного и только одного из ваших восьми прадедушек и прабабушек. Ретроспективно кажется, что это должно было быть очевидным с самого начала. Когда вы скрещиваете мужчину с женщиной, вы ожидаете получать сына или дочь, а не гермафродита. Ретроспективно кажется, что любой, сидя в кресле, мог вывести этот закон наследования черт по принципу все-или-ничего. Восхитительно, но сам Дарвин, был интуитивно близок к этому, он остановился совсем близко к тому, чтобы все связать.

В 1866 он написал в письме Альфреду Уоллесу:

«Мой дорогой Уоллес

Я не думаю, что Вы понимаете то, что я имею ввиду под несмешиванием определенных разновидностей. Это не относится к плодовитости. Объясню на примере. Я скрестил репейницу и фиолетовый душистый горошек, разновидности которые совершенно по-разному окрашены, и получил даже из одного стручка обе четкие разновидности, и ни одна не была промежуточной разновидностью. Нечто подобное, я думаю, должно произойти сначала с вашими бабочками… Хотя эти случаи на вид настолько замечательны, я не уверен, что они действительно важнее чем то, что каждая женщина в мире производит отличное мужское и женское потомство.»

Дарвин так близко подошел к открытию закона Менделя о несмешивании (того, что мы бы сейчас называли) генов. Случай аналогичен заявлению различных огорченных апологетов, что другие Викторианские ученые, например Патрик Мэтью и Эдвард Блайт, обнаружили естественный отбор прежде, чем это сделал Дарвин. В определенном смысле это верно, как признавал Дарвин, но я думаю, что из представленных свидетельств следует, что они не понимали, насколько это важно. В отличие от Дарвина и Уолласа, они не рассматривали это как общее явление с универсальным значением — с силой двигать эволюцию всех живых существ в направлении положительного усовершенствования. Таким же образом это письмо Уолласу показывает, что Дарвин подошел дразняще близко к пониманию пункта о несмешиваемой природе наследственности. Но он не увидел в нем общего принципа, и в частности он не смог понять это, как ответ на загадку, почему вариации автоматически не исчезают из популяции. Это оставили ученым двадцатого века, опирающимся на опередившее свое время открытие Менделя.

Таким образом, теперь понятие генофонда приобретает смысл. Популяция размножающихся половым путем животных, такая, как, скажем, все крысы на острове Вознесения, далеко изолированном в Южной Атлантике, непрерывно перетасовывает все гены на острове. Не существует никакой внутренней тенденции для каждого поколения становиться менее изменчивым, чем предыдущие поколение, нет тенденции ко все более скучным, серым, посредственным промежуточным формам. Гены остаются неизменными, перетасовываются от индивидуального тела к индивидуальному телу по мере смены поколений, но не смешиваются друг с другом, никогда не загрязняя друг друга. В любой момент все гены сидят в телах отдельных крыс, или они перемещаются в новые тела крыс через сперматозоиды. Но если бросить длинный взгляд через многие поколения, мы увидим все гены крыс на острове перемешанными, как если бы они были картами в единственной хорошо перетасованной колоде: один единый бассейн генов — генофонд.

Я предполагаю, что генофонд крыс на небольшом и изолированном острове, таком как остров Вознесения, является отдельным и, скорее, хорошо перемешаны бассейном, в том смысле, что недавние предки любой крысы, возможно, жили где угодно на острове, но, скорее всего, не вне острова, плюс-минус случайный безбилетник с судна. Но генофонд крыс на большом континентальном массиве, таком как Евразия будет гораздо сложнее. Крыса, живущая в Мадриде, получает большую часть своих генов от предков, живущих в западном конце евразийского континента, а не, скажем, Монголии или Сибири, не из-за определенных барьеров для потока генов (хотя такие также существуют), а из-за значительных расстояний. Требуется время, чтобы половая перетасовка доставила ген с одной стороны континента на другой. Даже если не будет никаких физических барьеров, таких как реки или горные цепи, поток генов через такой большой континентальный массив все равно будет достаточно медленным для генофонда, чтобы заслужить название «вязкий». Крыса, живущая во Владивостоке, отследила бы большинство своих генов к предкам на востоке. Евразийский генофонд был бы перетасован, как на Острове Вознесения, но перетасован не однородно из-за расстояний. Кроме того, частичные барьеры, такие как горные цепи, большие реки или пустыни, мешали бы однородной перетасовке, таким образом структурируя и усложняя генофонд. Эти осложнения не обесценивают идею генофонда. Идеально перемешанный генофонд — полезная абстракция, как абстракция математика совершенной прямой линии. Реальные генофонды, даже на малых островах, таких как Вознесение, являются несовершенными приближениями, лишь частично перетасованными. Чем меньше и менее изрезан остров, тем ближе приближение к абстрактному идеалу отлично перемешанного генофонда.

Только, чтобы завершить мысль о генофондах — каждое отдельное животное, которое мы видим в популяции, является выборкой из генофонда своего времени (или, скорее, времени его родителей). Не существует внутренней тенденции в генофондах к увеличению или уменьшению частоты отдельных генов. Но когда возникает систематическое увеличение или уменьшение частоты, с которой мы видим конкретный ген в генофонде, это определенно и в точности то, что понимается под эволюцией. Поэтому возникает вопрос: откуда берется систематическое увеличение или уменьшение частоты гена? Это, конечно, то, где все становится интересным, и мы должны прийти к ответу в свое время.

Кое-что забавное происходит с генофондами домашних собак. Заводчики пекинесов или далматинцев тщательно пресекают поток генов из одного генофонда в другой. Родословные книги хранятся, восходя ко многим поколениям, и смешение породы — худшая вещь, которая может произойти в книге заводчика породы. Это как если бы каждая порода собак была заключена на своем маленьком острове Вознесения и содержалась отдельно от любой другой породы. Но барьер для межпородного скрещивания — не открытое море, а человеческие правила. Географически все породы пересекаются, но они с таким же успехом могли бы быть на разных островах, так как их владельцы контролируют возможности спаривания. Конечно, время от времени правила нарушаются. Как крыса, тайком проникающая на судне на Остров Вознесения, сука, скажем, гончей, срывается с привязи и спаривается со спаниелем. Но беспородные щенки, появившиеся в результате, хоть и могут быть любимцами, изгнаны людьми с острова, обозначенного как Племенная Гончая собака. Сам остров остается чистым островом гончей собаки. Другие чистокровные случки гончих гарантируют, что генофонд виртуального острова, обозначенного Гончей, остается незагрязненным. Существуют сотни искусственных «островов», по одному для каждой породы племенных собак. Каждый из них — виртуальный остров, в том смысле, что он не локализован географически. Родословная гончих или шпицев находятся в различных местах во всем мире, и автомобили, корабли и самолеты используются для перевозки генов из одного географического места в другое. Виртуальный генетический остров, являющийся генофондом пекинесов, частично перекрывается географически, но не генетически (кроме тех случаев, когда сука нарушает запрет), с виртуальным генетическим островом, являющимся генофондом боксеров, и виртуальным островом, являющимся генофондом сенбернаров.