Дарья Ким

В настоящее время является модным писать различного рода научно-популярные книги. Представим же, что всем известный Чарлз Дарвин решил отправить свою книгу «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь» в издательство фонда «Династия». Новую книгу такого маститого ученого естественно принимают и направляют на рецензирование. В связи с этим начинается переписка с редактором по поводу замечаний и поправок. Ниже вам представлено одно такое письмо, про корректировку XIV главы «Происхождения видов».

(Далее в этом письме предполагается, что Чарлз Дарвин осведомлен о базовых открытиях в биологии последнего столетия. Поэтому мы не будет объяснять механизмы наследования признаков, молекулярную основу наследственности и другие основополагающие вещи.)

«Уважаемый Чарлз Дарвин, мы получили предпоследнюю главу Вашей книги. Благодарим Вас, за то, что прислали в срок. Конец пути близок! Большая часть уже написана. Осталось лишь отредактировать Вашу XIV главу. Далее наш рецензент приводит ряд поправок, которые желательно было бы внести в эту главу.

Начнем с классификации, Вы замечательно пишете, что в основе ее должен лежать принцип общности происхождения и родства. В связи чем Вам предлагает включить наиболее современные данные в этой области науки. В Вашей книге Вы упоминаете Эрнста Геккеля, что он начал заниматься филогенией и «показал, каким образом в будущем будет строиться классификация». И Вы и Геккель абсолютно правы, по этой причине мы предлагаем Вам рассмотреть современную классификацию, построенную на данных молекулярной филогенетики. Главный принцип лежащий в основе молекулярной филогенетики - это представление о молекулярных часах. В свою очередь молекулярные часы – это метод датировки, главной идеей которого является постоянная скорость накопления нейтральных мутаций. Одним из результатов молекулярной филогении является классификация, разработанная Карлом Везе. В своих работах он анализировал 16S рРНК. Вы пишите: «Можно даже признать за общее правило, что чем меньше какая-либо часть организации связана с каким-либо особым образом жизни, тем больше она имеет значение для классификации.» Данная РНК соответствует этому негласному правилу, в связи с тем, что 16SрРНК обнаруживается у всех ныне живущих организмов, а также участвует в неотъемлемом процессе (трансляция белка на рибосоме), который в свою очередь не связан с особым образом жизни организма, а присущ всем. Карл Везе представил свое трехдоменное древо жизни, где он выделил архей, бактерий и эукариот. Мы рекомендуем включить новые представления о классификации млекопитающих, которые были открыты благодаря молекулярной филогенетике. Вам будет интересно обратить внимание на эти новые исследования в свете следующей фразы: «Географическим распространением также часто пользовались, хотя, быть может, не вполне логично, при классификации…». Важно иметь в виду, что надотряды этой новой классификации млекопитающих обладают не только генеалогическим родством, но и общностью происхождения. Надотряд Laurasiatheria сформировался на бывшем северном суперконтиненте Лавразии; надотряд Euarchontoglires отделились от сестринской группы Laurasiatheria; надотряд Afrotheria имеют истоки своего происхождения в Афро-Аравии, когда она уже отделилась от остальной части Гондваны; и последний надотряд Xenarthra, к нему относятся представители отряда Неполнозубых, обитающие на территории Южной Америки. Мы считаем, что эти данные дополнят часть Вашей главы о классификации.

Далее в этой же главе Вы пишите про бейтсовскую мимикрию. Нам бы хотелось, чтобы Вы включили в рассмотрение этого явления данные о различии мимикрии у самцов и у самок. Чарлз, Вы замечательно пишите: «Подражатели почти неизменно редкие насекомые; формы, которым подражают, почти всегда чрезвычайно многочислены». Поэтому между численностью подражающих особой и численностью модели всегда существует баланс. Но необходимо также отметить тот факт, что самки бабочек (если мы говорим именно о них, как о примере бейтсовской мимикрии) зачастую миметичны и полиморфны, а самцы мономорфны. Чем же объясняется это явление? Современные представления таковы, что по всей видимости самцов не жалко, и для того чтобы они выполняли свою функцию достаточно их небольшого количества. В то время как у нас действует ограничение на количество мимиков, то лучше защитить от хищников самок. Еще одним аргументом является то, что какая-то часть популяции должна сохранять характерные для этого вида черты и особенности. А так как у бабочек партнера для размножения выбирает самка, то логично предположить, что самцы будут более консервативны в своей морфе. Вы можете дать свою собственную интерпретацию этих данных в Вашей книге. Но мы убедительно просим Вас включить их в книгу, в связи с тем, что не так давно был выяснен генетический механизм данного явления у бабочек Papilio polytes. Казалось бы, если у самцов не проявляется мимикрия, а у самок она наблюдается, то логично, что это наследование, сцепленное с полом. Но было обнаружено, что наследование окраски у этих бабочек является менделевским. А также, что суперген (группа генов, которые наследуют совместно, как один ген) находится в аутосоме, а не в половой хромосоме. Это говорит о том, что нулевая гипотеза наследования, сцепленного с полом, не проходит. И здесь кроется более сложное явление. Были определены гены этого супергена, и наибольший интерес представляет ген dsx – doublesex. В связи с тем, что это давно знакомый ген, продукт которого является транскрипционным фактором, ответственным за определение пола. Он образуется путем альтернативного сплайсинга, что приводит к тому, что у самок dsx один, а у самцов совершенно другой. Но необходимо определить каким образом этот ген и его продукт участвует в образовании полиморфных форм у бабочек. Как оказалось, у этого гена наблюдается большой полиморфизм, очень много нуклеотидных замен, в том числе повышено количество несинонимичных замен, что свидетельствует о наличии движущего отбора. А мужской dsx наоборот похож на такой же ген остальных насекомых. Но возникает вопрос каким образом эти нуклеотидные замены влияют на проявление мимикрирующей окраски и какие из них вносят наибольший вклад. Пока это не выяснено. Но, что оказалось удивительным и интересным, так это то, что у этого гена заперта рекомбинация, в следствие наличия инверсии. Поэтому сохраняются такие полиморфизмы. Феномен бейтсовской мимикрии очень интересен и ярок как пример аналогичного сходства. По этой причине мы предлагаем Вам расширить тот фрагмент главы, где говорится о мимикрии.

Вы приводите в XIV главе эмбриологические доказательства эволюции. У Вас есть такая фраза «…слабые вариации обыкновенно появляются не в самом раннем возрасте…» и также Вы пишите о том, что первые стадии онтогенеза различных организмов схожи. Мы просим Вас акцентировать внимание на то, что новые признаки не появляются на пустом месте, а обычно являются «надстройкой» над более старыми. И в связи с этим мы не можем ломать программу развития какого-то органа, а просто добавляем дополнительные стадии к конечному процессу. Тем более если мы будем коренным образом изменять какие-то уже давно устоявшиеся признаки, которые вплетены в общий план развития, то вероятнее всего у нас будут получаться уродливые существа, не способные к жизнедеятельности, так как рушится вся программа развития. И в свою очередь мы предлагаем Вам включить современные данные об эмбриональном развитии, поскольку нам кажется интересным тот факт, что в процессе онтогенеза запуском всех изменений дирижирует не только геном эмбриона, но и различные морфогенетические детерминаты уже присутствующие в яйце. Например, на первых стадиях развития геном эмбриона по сути молчит и никак не проявляет свою активность. Всю работу выполняются материнские мРНК и продукты их трансляции до этого запасенные в яйцеклетке. После происходит уничтожение материнских мРНК и начинают синтезироваться мРНК эмбриона. Этот процесс называется maternal-zygotic transition (MZT). Еще остается не ясным явление блокировки работы генов эмбриона (возможно это связано с наличием ингибиторов, которые были накоплены в процессе образования яйцеклетки; дроблением, которые не позволяет проведению транскрипции; другие факторы). Но уже выяснено каким образом происходит уничтожение материнских мРНК. На материнских мРНК в нетранслируемых областях есть специальные нуклеотидные последовательности, с которыми комплементарно спариваются микро РНК и включают их уничтожение. Эти новые данные интересны, в связи с тем, что они могут пролить свет на некоторые проблемы клонирования живых организмов. Вследствие этого мы предлагаем Вам отразить эти сведения каким-то образом в вашей книге.

Уважаемый Чарлз, мы надеемся Вы примете все наши поправки к сведению, дополните свою рукопись интересными фактами. И в скором времени мы сможем издать Вашу замечательную книгу, которую с удовольствием прочтут как любители, так и профессионалы.

С уважением, издательство фонда «Династия»»

И что хотелось бы добавить в конце, с момента первого издания «Происхождения видов» прошло 156 лет. В то время эта книга ставила много новых вопросов для будущих исследователей, и если бы Чарлз Дарвин мог бы переписать эту книгу, владея всеми знаниями, которыми обладаем мы, люди XXI века, то она безусловно произвела бы фурор и поставила бы множество новых вопросов и целей для пытливых умов. Закончу свое повествование замечательной фразой великого биолога Чарлза Дарвина: «Чем больше мы познаём неизменные законы природы, тем всё более невероятными становятся для нас чудеса».