Алёна Шулуткова

В дарвиновской модели полагается, что способность к размножению у всех организмов очень велика и в отсутствие неспособствующих ограничений любой вид начнет интенсивно и неконтролируемо размножаться и заполнит собой все возможное пространство. Итак, стоит обсудить причины, это ограничивающие и этого не допускающие, и инструменты, являющиеся некой связью между причиной – условиями существования и следствием – существованием особей определенного фенотипа и поведения. Инструмент. Тот самый, практически легендарный, естественный отбор.

Мне лично очень запомнилась фраза, источник которой указывать бессмысленно: «Почему мы любим шоколад, вино, заниматься сексом? Потому, что наши предки их любили». Не берусь утверждать, что указанные характеристики осуществили неимоверный вклад в приспособление нас, ныне живущих, возможно, являясь лишь нейтральными или нейтрально-положительными характеристиками, однако подавляющее большинство современных людей, если можно так сказать, выжимка и перекомбинация успешных в глазах естественного отбора признаков, все так же предпочитает шоколад, вино и секс.

Я не хочу сказать, что естественный отбор универсален, идеален и иже с ними. Он медлителен, работает со всеми без исключения мутациями и иногда устанавливает настолько запутанные постепенным мутагенезом правила, что дальнейший прогресс для особи сильно затрудняется, если не исчезает, в, разумеется, очень редких случаях, вовсе. С другой стороны, мы хоть и имеем альтернативу в лице искусственного отбора, но настолько слабую и безынициативную, что любая критика механизмов естественного отбора становится смешной. Ни одна система не сможет, что весьма иронично, эволюционировать и развиться до состояния, способного конкурировать с естественным отбором. Его масштабность и всепоглощающая участливость, если можно так выразиться, затрагивает самые тонкие аспекты развития как отдельных особей, так и кластеров, ими составленных.

Да, он склонен ошибаться, может перемудрить или, напротив, слишком упростить некоторые фенотипические признаки, но ультимативное доказательство его унитарности и универсальности – его постоянно продолжающаяся, ни на мгновение не останавливающаяся работа.

Да, человек ему мешает. Любой вид, способный осуществлять хотя бы относительную доместикацию другого, является стоппером или, наоборот, ускорителем для естественного отбора в зависимости от своих целей или хотя бы предпочтений в фенотипическом дизайне видов.

Мы говорим о наследовании признака в поколениях, об отборе унаследовавших его особей от первых к энным потомкам, от степени его, признака, закрепляемости и прочем, прочем, прочем. Существовала замечательная в своей недальновидности идея того, что естественный отбор может вызывать и вызывает изменчивость, что, разумеется, смешно, хотя бы потому, что инструмент фактического, завершающего отбора не может быть причиной для большего разнообразия. Полагаю, людям, имеющим у себя в мыслях подобные идеи, стоит задуматься над тем, почему возникают мутации, и понятием «случайность».

Тут стоит уточнить, что понятия «модификация» и «изменчивость» нельзя ставить в один ряд: первое является последовательной цепью изменений определенного объекта или характеристики, как, например, конечности от переходных форм к современным, второе же в биологическом смысле является эквивалентным термину «разнообразие», которое, как раз, естественным отбором никак не регулируется и уж тем более не кумулируется, а зависит от упоминаемого раньше мутагенеза.

Как потрясающий и, несомненно, очень важный для науки пример модифицирующего действия естественного отбора, стоит привести уже так приевшуюся научному сообществу за последние десять лет систему CRISPR/Cas9, позволяющую бактериям производить системные встройки участков «чужой» - плазмидной или вирусной – ДНК в собственный геном, собственную кольцевую (в случае модельной E. coli) молекулу и с успехом реализовать этот материал в рамках даже одного, собственного, поколения.

Вернувшись к упомянутому ранее искусственному отбору можно вспомнить, что тем же научным сообществом на основе этого открытия в постыдно бессчетном количестве были произведены эксперименты, благодаря которым появились в том числе линии других модельных организмов (например, D. melanogaster), имеющие эндогенный источник этой системы и способных на подобные встройки и модификации собственного генома. Подобные эксперименты, в свою очередь, открыли истинно потрясающие просторы для исследований в области генного инжиниринга, о которых ранее можно было только мечтать. Тем более сложно себе представить радость сторонников евгеники в связи с таким прорывом.

Однако предыдущие два абзаца еще раз доказывают, что искусственный отбор – легкая, почти невесомая тень гиганта, называемого естественным отбором. Виды, способные любым образом осуществлять дизайн и изменение других или собственных видов, всегда будут на милю позади результатов, достигнутых естественным отбором хотя бы в силу того, что изначально занимаются копированием или, если угодно, подражанием.

Сам по себе естественный отбор, разумеется, не является единственным фактором эволюции, а является некоей кооперацией факторов, влияющих на выживаемость отдельных особей или кластеров, ими образованных. Синтетическая теория эволюции говорит, что естественный отбор работает не по принципу «подходит – не подходит», а по принципу накопления или разбавления, т.е. своеобразный «концентрационный принцип»: чем более выгоден мутантный, или, наоборот, нормальный аллель гена, тем сильнее повышается его концентрация в геноме потомков особей, этот аллель несущих. Разумеется, при оставлении последними потомства (вспомним про случаи выгодных для особи и вида в целом мутаций, несущих в том числе и стерильность).

По влиянию отбора на признак можно выделить несколько его форм: движущий, дизруптивный, половой и стабилизирующий. Каждый тип отбора вносит свой собственный вклад в приспособленность особи к нынешним условиям среды, однако если и оставляет некоторые мутационные «запасы» для будущих модификаций организма вслед за изменениями условий его обитания, то явно не специально.

Движущий отбор производит колебания среднего пика распределения признака в определенную сторону, т.е. поддерживает его уклонение от условий влияющей на вид среды. Он направлен, имеет если не заданный, то просто определенный вектор движения, целеустремлен, ультимативен – отрицательно влияет на особи, отклонившиеся от «курса».

Стабилизирующий отбор сглаживает дополнительные пики на графике распределения признака и стремится к идентичному результату для всех особей вида.

Дизруптивный отбор, обратно, «выдергивает» из графика проявления крайних относительно средней нормы вариантов признака. Является посредником видообразования и фенотипических модификаций.

Половой отбор имеют обратную естественному тенденцию. Если представить мысленный модельный эксперимент, где особи одного вида в течение нескольких поколений подвергаются действию только полового отбора, то, при помещении их в условия действия естественного отбора они не выдержат конкуренции с идентичными их изначальным предкам особями ввиду гипертрофии половых признаков у пола, не ухаживающего за потомством – в наиболее частых случаях у мужского (принцип Бейтмана, по которому самке почти всегда «дороже» обходится воспроизведение потомства, чем самцу, ввиду энергетической стоимости яйцеклетки и, в некоторых случаях, заботы о потомстве).

Также интересна концепция альтруистов в приложении к теории естественного отбора. Здесь стоит привести модельную, практически сказочную историю о бактериях, в свое время заинтересовавшую меня:

<… Когда-то очень давно, когда ученые только-только закончили расшифровку генома человека, они с удивлением обнаружили, что мы всего лишь на небольшой процент генов отличаемся от бактерий – миксококков. Когда они стали наблюдать за колонией этих бактерий и их социальным поведением, то обнаружили очень интересный факт. В неблагоприятных условиях, вроде недостаточного питания, холода, нашествия других бактерий и прочего, миксококки объединялись в так называемые «плодовые тела». Гигантские скопления, похожие на грибы. Они делали это с единственной целью – выработать споры, которые смогут пережить любые трудности и, когда те пройдут, возродить колонию миксококков. Но вот загвоздка: только некоторая часть миксококков была способна дать эти споры. Все остальные по сути приносили себя в жертву, становясь питательным материалом для тех, кто производит споры. Но было некоторое количество бактерий, которые в результате определенной генетической мутации превратились в паразитов. Они поедали своих сородичей, но споры не вырабатывали. Экспериментируя с одной и той же колонией, без влияний извне, ученые обнаружили, что спустя несколько десятков экспериментальных циклов количество паразитов возросло настолько, что колония уже не смогла дать споры и погибла. Тогда ученые взяли новую колонию миксококков и отделили «альтруистов» от «паразитов». И знаете, произошла удивительная вещь. Уже в следующем поколении колонии, состоявшей из одних «альтруистов», появились «паразиты», причем их количество было огромным. Понадобилось всего десять экспериментальных циклов, чтобы колония утратила способность к размножению и погибла. Теперь вернемся к колонии, состоявшей из одних «паразитов». Казалось, что они обречены на вымирание сразу. В рамках одного поколения. Но случилось нечто удивительное. «Паразиты» не только возродили в себе способность к самопожертвованию, но и обрели новую — ту, которой у них никогда не было. Они дали споры. Из этой колонии был получен необыкновенно устойчивый к изменениям среды штамм, который назвали «Феникс». Его споры выдерживали заморозку, высокую температуру, могли ожидать подходящих условий сотни лет. А вот еще одна интересная деталь. Странным образом следующие поколения «Фениксов» обладали иммунитетом к «паразитам», своим прямым предкам …>

«Максимус Гром» Л. Курпатова-Ким

Должна извиниться за приведение примера из научной фантастики, однако само построение вопроса кажется весьма любопытным, хоть и ненаучным.

Итак, если подытожить, естественный отбор будет влиять на все формы жизни все зависимости от их желания. Даже если уподобиться некой части фаталистов и заявить, что все живое – лишь небольшие кусочки белка и все, что с ним происходит, практически полностью бесцельно, то естественный отбор все равно будет влиять на формы и типы преобразования этого белка, методы его синтеза и деструкции (разложения). Естественный отбор демонстрирует обратную психологии модель влияния: формы на содержание.

Источники:

1. «Происхождение видов» (глава 4) Ч. Дарвин 1859г.

2. «Понятие естественного отбора в дарвинизме и синтетической теории эволюции» Поздняков А.А. 2013г.

3. «Эгоистичный ген» Р. Докинз 1976г.