Инна Яранцева

Сегодня со мной приключилась наистраннейшая история, что-то наподобие той, какая случалась с Менделеевым. Сегодня уже 30 марта, срок крайне близкий к сдаче сочинения по эволюции. Разумеется, как и полагается прилежному студенту, в ночь я принялась штудировать «Происхождение видов…» с тем, чтобы извлечь необходимую из него информацию. Ночь была глубокой, предпоследняя глава – на удивление длинной, и я не заметила, как уснула, в качестве подушки использовав всё то же «Происхождение…». И вот что, друзья, мне снится…

…- Здравствуйте, уважаемые дамы и господа. Вашему вниманию представляется предпоследний, четырнадцатый семинар-обсуждение «Происхождения видов…» с участием глубокоуважаемого мистера Чарльза Дарвина. Спасибо слушателям за проявленный интерес к курсу. Добрый вечер, г-н Дарвин.

- Добрый вечер, уважаемые слушатели и участники, я рад вновь приветствовать вас.

- Сегодня г-н Дарвин посвятит нас в тонкости построения классификации в виде естественной системы, будет рад рассказать нам морфологические аспекты определения родства организма, и завершит свой рассказ примерами из эмбриологии и развития организма. Любые вопросы и дополнения мистер Дарвин почтёт за радость услышать от вас.

- Господа и дамы, позвольте в качестве введения рассмотреть проблему классификации живых организмов. Хочется отметить, что попытки классифицировать всё насущное предпринимались ещё в глубокой древности. Не хочется вновь останавливаться на изъезженных и всем знакомых примерах, отмечу здесь лишь то, что ощутимое большинство оных являлись искусственными, наподобие того, как человек классифицировал камни и минералы, настолько произвольными, насколько человек слагал звёзды в созвездия.

В то же время, в период, современный мне, предпринимались попытки и к естественной классификации. Но объединение организмов лишь по их внешнему сходству может завести вас в тупик! Разумеется, такие сходства, как сходства мыши и землеройки, дюгоня с китом, кита, в свою очередь, с рыбой, являются не чем иным, как лишь «адаптивным» сходством, результатом приспособления этих видов к схожим условиям окружающей среды.

- Но, позвольте, мистер Дарвин! – вскричал молодой человек, один из слушателей, вскакивая, - Но ведь в 2015 году уже каждый школьник об этом знает! Что есть гомологичные органы, что есть аналогичные…

- Не торопитесь же, юноша, - был ответ мистера Дарвина. – Это было не так-то просто понять. Представьте себе, будто бы Вы не бывали ни разу в школе, и не знаете даже, что есть какие-то там классификации и признаки. Как бы Вы расположили в системе живых организмов? Разумеется, в группы с наибольшим между ними сходством – это естественно. Но ещё более естественным представляется рассматривать схожесть объектов в качестве доказательства наличия у них общего предка, который и обладал тем самым сходным признаком, то есть строить систему, зависимую от степени родства между организмами. Ключевым я считаю тот момент, что расположение группы в классификации должно являться строго генеалогическим, в то время как размер различий между группами, стоящими на одной ступени родства, может колебаться весьма значительно. Вспомните даже, каково разнообразие языков в свете! При этом мы можем выявить некие языковые семейства, найти неких предков современных нам языков. Такой подход работает и в мире живой природы.

При этом хочу здесь отметить, что наилучшей идеей для поиска схожести групп организмов являлось бы выявление общих для них физиологически мало значимых признаков, вроде загнутого вниз угла нижней челюсти у сумчатых, способ складывания крыльев у насекомых, и подобные им. Очевидно и понятно, что раз уж эти признаки не так уж необходимы для успешного существования организма, а некоторые так и вовсе рудиментарны, они будут наименее затронуты движущей силой эволюции.

С места поднялась миловидная девушка:

- Многоуважаемый господин Дарвин, позвольте уточнить. Получается, в построении Вашей естественной, генеалогической, системы, вы определяете родство организмов, опираясь только лишь на морфологические данные?

- Получается, что так, юная леди. Но не стоит недооценивать данный подход. Во-первых, при должном рассмотрении признаков и их комбинаций представляется вполне посильной задача поиска промежуточных их форм, а значит, и границ классификационных групп. Во-вторых, этот способ – едва ли не единственный, применяющийся для анализа родства. Тем не менее, я за установление общности происхождения, каким бы образом оно ни устанавливалось.

- Чарльз, позволь же напомнить тебе, что мы обсуждали с тобой вчера вечером, - с места поднялся седовласый, представительного и почтенного вида мужчина. – Сегодня, в 2015 году, каждому уже давно известно, что основой наследственности являются нуклеиновые кислоты – некоторые организмы используют для целей передачи наследственной информации ДНК, некоторые – РНК. Что в клетке происходят процессы транскрипции ДНК и трансляции белка с матричной РНК, белки же, в конечном счёте, и исполняют все функции клеток.

- Что же нам это знание даёт, многоуважаемый господин Б.? Ведь эти ваши белки и не увидишь под микроскопом, чтобы понять их отличия друг от друга…

- Не делай поспешных выводов. Пока ты спал в своей ледяной машине, мы уже научились устанавливать первичную структуру белков и нуклеиновых кислот, сопоставлять их между собой и строить соответствия. На сегодняшний день предприняты многие количества попыток составить филогенетические классификации организмов на основе сиквенсов нуклеотидных последовательностей ДНК, и попыток успешных. Можешь ли ты поверить в то, что кит, бороздящий просторы океанов, является ближайшим родственником – кого бы ты думал? – не кого иного, как парнокопытных, обитающих в твоём домашнем хлеву!

- Этого не может быть! Но… если в уме произвести возможный ряд переходных форм, то всё может и сойтись…

- И сходится, Чарльз, сходится! На сегодняшний день даже можно найти такие переходные формы. И этот парадоксальный вывод – не единственный, повергший в шок научное сообщество, полученный в результате генетического анализа. В то же время есть и анализ кариологического сходства организмов, на его результатах базируется кариосистематика, и прочие примеры…

Нет-нет, позволь, я тебе сразу расскажу, откуда же берутся изменения в этой самой первичной структуре, не дожидаясь твоего вопроса. Всё дело в том, что репликативный аппарат клеток не столь совершенен, чтобы делать идентичные копии огромных молекул ДНК, и периодически в нём возникают сбои – ошибки при копировании ДНК. Их называют мутациями. Это абсолютно случайный процесс, в том смысле, что полученная мутация может совершенно случайно оказаться полезной здесь и сейчас. Получаем, что полезная мутация останется и закрепится отбором, а опасная – нивелируется вместе со смертью такой мутантной особи. Обрати внимание, что мутации бывают не только геномными, но это уже тема для другого разговора.

Но самое для тебя, наверное, поразительное – то, что закрепляться могут и мутации, не несущие вменяемого адаптационного смысла, твоими словами, не только хорошие признаки! Во всём повинны так называемый дрейф генов, а также явление сцепления генов. Что ж, будет что нам обсудить сегодня за ужином.

- Удивительные ты вещи рассказываешь! Но в таком случае со своей стороны хочу подробней остановиться на морфологическом подходе к систематике, дабы остаться вам полезным. Давайте обратимся к рассмотрению аналогии органов в группах организмов, которым так заинтересовались вы, юноша. Ранее мы с вами заметили аналогичные сходства между дюгонями и китами, между китами и рыбами. Оно становится всё более удивительными в свете того открытия, о котором мне сообщил мистер Б. только что. Конечности парнокопытного, получается, адаптировались в плавники для вторичноводного существования этих млекопитающих, в то время как плавники рыб имеют абсолютно другое анатомическое строение при внешнем функциональном сходстве этих органов. Получается, такое сходство аналогичных органов не столь помогает классификаторам, сколь мешает, скрывая настоящее родство групп. Это то явление, которое называют параллелизмом в развитии организмов.

С другой стороны, м-р Бэтс показал ещё одну удивительную сторону приобретения аналогичных признаков в разных группах – это приобретение аналогии в качестве защиты. Яркий пример – мимикрия бабочек, не опасных для хищника, под вид, ядовитый для последних.

- Это же пример из курса генетики! – молодая девушка важно кивнула. – Мистер К. как раз отмечал ту любопытную особенность, что такой обман работает до тех пор, пока численность мимикрирующего вида не слишком велика. При высокой численности притворщиков хищник всё же раскрывает обман… И тогда «под раздачу» попадает и ядовитый вид!

- Это довольно любопытный факт, благодарю Вас. Что ж, могу в эту копилку добавить занятный бытовой факт: все мы остерегаемся ос, обладающих сильным жалом, но также мы опасаемся и обычную муху, которая лишь мимикрирует под осу.

И вновь обратимся к морфологии, а конкретней – к сходствам общего плана организации организмов. Что может быть любопытней анатомических сходств между абсолютно различающимися внешне конечностями млекопитающих? Замечателен тот факт, что расположение костей в конечностях всегда остаётся постоянным, мы не находим примеров обмена местами, например, между голенью и бедром. Удивляет и то, что примеры гомологии мы можем обнаружить и в одном и том же организме! Например, между верхней и задней конечностью, по некоторым взглядам, можно найти гомологию между позвонками и костями черепа…

- Мистер Дарвин, коль уж мы наблюдаем сходство общей организации живых организмов, по всей видимости, мы будем наблюдать и сходство процессов эмбриогенеза?

- Точно так, юноша. Коль столько различаются между собой представители различных видов, столь сильное сходство они проявляют на ранних этапах эмбриогенеза. Мистер Бэр однажды говаривал, что случаем забыл надписать две банки с образцами эмбрионов, и сейчас абсолютно не имеет представления, какой организм пред ним – маленькие птицы, или очень маленькие млекопитающие? Настолько они есть сходны.

- Примите дополнение, мистер Дарвин, - поднялся с места мистер И., молодой перспективный учёный – хочу рассказать Вам о любопытнейшем явлении, которое имеет место в самом раннем эмбриогенезе. В момент слияния гамет происходит распределение морфологических детерминант в цитоплазме, и таким образом, зигота уже заранее «знает», какие бластомеры чем станут впоследствии! На основе этого даже строят презумптивные карты цитоплазмы.

- В высшей мере удивительно! И это многое объясняет… Но продолжим тему эмбриогенеза развитием организмов. Нам не стоит забывать, что приобретённые ими изменения проявятся лишь в том возрасте, в котором им положено проявиться. Например, как мы можем судить об изменении куколки шелкопряда на основе его взрослой формы? С другой стороны, определить, где щенки лайки, а где – бульдога, нам не составит труда даже в их раннем возрасте, принимая во внимание, что они ещё не обладают всей суммой «взрослых» признаков. Таков результат одомашнивания и выведения пород.

Наконец, позвольте несколько слов о рудиментарных органах. По всей видимости, причиной рудиментации органов является его неиспользование организмом. В свете высказанных вами всем фактов для меня кажется очевидным, что, по всей видимости, в генах, ответственных за их развитием, накапливается определённый груз вредных мутаций, которые, разумеется, за неиспользованием органа никак не отражаются на жизнеспособности организма. Так постепенно и утрачивается его функция.

- Мистер Дарвин, спасибо Вам за интереснейшую встречу!..

Я просыпаюсь и начинаю лихорадочно набирать текст, чтобы от меня не ускользнули мельчайшие детали этого поразительного семинара по эволюционной биологии. Но про себя я думала, что Дарвину не сказали одной очень важной вещи – что на сегодняшний день его превосходную для своего времени теорию дополнили фактами, полученными Менделем, школой Моргана, Рональдом Фишером, и всю эту смесь определили как синтетическую теорию эволюции. Хотя, возможно, об этом говорили на первых семинарах, которые я не прослушала…