Анастасия Косова

Дорогой мистер Дарвин!

Пишет Вам преданная поклонница Вашей теории из 2011 года. Я не знаю, задумывались ли Вы в 1859 году, когда вышло первое издание Вашего «Происхождения видов», как будут воспринимать Вашу работу через полтора века. Спешу Вам сообщить, что, несмотря на многочисленные аргументы против Вашей теории, которые существовали ещё в Ваше время (Вы наверняка помните «Кошмар Дженкина» и возражения лорда Кельвина), основной смысл Вашей идеи до сих пор остаётся неизменным. Более того, в наше время её даже проходят в школе! Я хотела бы высказать Вам своё мнение об одной из основополагающих глав Вашей книги – главе IV «Естественный отбор, или Выживание наиболее приспособленного».

Знали бы вы, многоуважаемый мистер Дарвин, как сильно изменилась наука за эти полтора века! Появились новые направления, такие как генетика и молекулярная биология. Кроме того, совершено множество научных открытий и в знакомых Вам областях: палеонтологии, систематике, физиологии, анатомии… Появилась так называемая синтетическая теория эволюции, объединяющая Ваше учение и генетику и опирающаяся на многие другие области биологии. Благодаря этой теории понятие естественного отбора приобрело гораздо более глубокий смысл, чем тот, что описан в Вашей книге. Сейчас считается, что естественный отбор – это дифференциальное выживание и размножение особей, которые отличаются друг от друга генетически детерминированными признаками. Если половой процесс отсутствует, то в следующем поколении увеличивается доля определённого генотипа, если же половой процесс есть, то всё сложнее: идёт отбор не генотипов, а отдельных аллелей (т.к. в двуполых популяциях генотипы уникальны, происходят случайные сочетания гамет и кроссинговер, о котором Вы, уважаемый Дарвин, не знаете). То есть в данном случае Ваше представление о естественном отборе не совсем верно. Как бы то ни было, отбор оценивает не генотип, а фенотип. Вы считаете, что естественный отбор – основополагающий фактор эволюции. Однако в наше время известно, что существуют и другие факторы эволюции – мутационный процесс, миграция и дрейф генов. Но естественный отбор остаётся единственным фактором, благодаря которому организмы приспосабливаются к переменчивым условиям окружающей среды. Ведь известно, что мутации возникают случайно, и изменение частот аллелей при дрейфе генов тоже происходит случайно. Стоит заметить, что естественный отбор действует автоматически и создаёт различные приспособления, не имея своей целью их создание. При этом он никогда не действует с нуля и изменяет признаки понемногу. Важнейшее свойство естественного отбора – накопление и совмещение полезных признаков (это называется кумулятивностью). И ещё важно то, что объектами отбора всегда являются отдельные особи, а не популяции и виды (ведь польза какого-либо приспособления должна быть сначала проверена).

В своей работе Вы приводите примеры действия естественного отбора. К сожалению, Ваши примеры воображаемые, вымышленные (Вы и сами это отмечаете). Вы пишете про волков и оленей, про цветки и опылителей, но не называете конкретных видов. Ах, если бы Вы знали, какое великое множество примеров естественного отбора существует в наше время! Например, Ваше время, конец XIX века, ознаменовалось бурным ростом промышленности. Поэтому стволы деревьев в промышленных районах потемнели от копоти, и белые бабочки, сидящие на этих стволах, стали лучше видны для птиц. В результате в популяциях этих бабочек увеличилась доля особей, имеющих тёмную окраску. Это явление было названо «индустриальный меланизм», и сейчас оно иллюстрирует понятие естественного отбора во всех школьных учебниках. Естественный отбор в природе может идти с удивительной быстротой, и в наше время учёные проводят эксперименты с целью подтвердить это. Всего через 10-20 лет после переселения животных в другое место физиология и поведение их потомков могут очень сильно изменяться. В результате естественного отбора формируются разнообразные адаптации, то есть приспособления организмов к окружающей среде. Вы, возможно, не знаете терминов покровительственная, предостерегающая и подражательная окраска, но Вы очень наблюдательный натуралист, и, думаю, не раз замечали эти явления в природе. Благодаря покровительственной окраске животное (например, мышь) сливается с субстратом и становится невидимым для хищников. Отпугивающая окраска часто сочетается с ядовитостью, поэтому хищники, однажды попробовав животных с такой окраской, больше их не трогают. В случае подражательной окраски (мимикрии) съедобные виды подражают несъедобным или несъедобные – друг другу. И все эти приспособления возникли благодаря кумулятивному действию естественного отбора, о котором Вы писали в данной главе. Виды постоянно меняются, чтобы сохранить преимущество в борьбе за жизнь. Я знаю, что Вы увлекаетесь палеонтологией, и, думаю, Вам будет интересно узнать, что динозавры, удивительные рептилии, жившие на нашей планете в течение многих миллионов лет, полностью вымерли около 60 миллионов лет назад из-за того, что ранее накопленные ими адаптации сильно затруднили формирование новых, когда их условия обитания резко изменились!

Я ещё не говорила Вам, что в XX веке было изобретено удивительное устройство – компьютер. Оно может выполнять те же операции, что и человеческий мозг, но с гораздо большей скоростью и производительностью. Так вот, с помощью этого устройства учёные смоделировали эволюцию глаза, и оказалось, что глаз, подобный глазу моллюска мог возникнуть всего за 360 тысяч поколений, или полмиллиона лет. Вы интересовались сравнительной анатомией и, возможно, задумывались над тем, почему человеческий глаз устроен настолько несовершенно: пигментный слой расположен позади слоёв других клеток, которые являются «преградой» для света. Всё объясняется тем, что, когда естественный отбор создавал глаз позвоночных, он выбирал лучшие из тех структур, что были у него «под рукой» (как он всегда это делает). А это был глаз, похожий на глаз ланцетника, где нейроны как раз прикрывали фоторецепторы от света.

Может быть, Вам известно, что Ваш современник Роберт Кох доказал микробное происхождение заболеваний. В наше время эволюция возбудителей инфекционных заболеваний представляет большой интерес для учёных. Предполагается, что свойства, позволяющие микроорганизмам выжить в организме человека, который является новой для них средой обитания, возникают у них преадаптивно, то есть ещё в прежней среде обитания. Возможно, именно таким образом постоянно возникают новые варианты вируса гриппа, патогенные для человека. Думаю, Вас удивит тот факт, что носителем наследственной информации практически у всех живых существ является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) (ведь это было доказано только в 1944 году). Сейчас существует гипотеза о том, что естественный отбор начинается на уровне этой самой ДНК, и предмет отбора – не фенотипический признак, а последовательность ДНК, или же сначала идёт отбор последовательности ДНК, и только после него – фенотипический отбор.

Уважаемый Дарвин, в своей книге Вы не приводите классификации форм отбора. Спешу восполнить этот пробел. Вы и Ваш коллега Уоллес описали движущий отбор, который осуществляется при направленном изменении условий среды или при расширении ареала. В выигрыше оказываются особи с признаками, отклоняющимися в определённую сторону от среднего значения. Описанный мною выше пример с бабочками как раз иллюстрирует эту форму отбора. Уже в XX веке Ваши коллеги описали стабилизирующий отбор, при котором преимуществом обладают особи со средней выраженностью признака. Несмотря на то, что он направлен против особей, имеющих крайние отклонения, его нельзя считать «топтанием» эволюции на месте, т.к. он сохраняет состояние популяции, обеспечивающее её максимальную приспособленность в постоянных условиях. При этом формируются физиологические адаптации и разные средства, скрывающие генетическую изменчивость. Вы, наверное, замечали, что у млекопитающих новорождённые со средним весом реже гибнут при рождении, а особи со средней плодовитостью обладают лучшей приспособленностью. Это и есть примеры стабилизирующего отбора. Ещё одну форму отбора, дизруптивный отбор, Вы также описали в своей работе, считая, что он лежит в основе дивергенции. Это отбор в разных направлениях в одной популяции при сохранении возможности панмиксии, в результате которого поддерживается полиморфизм, исчезает редкий класс, может возникнуть избирательность спаривания и репродуктивная изоляция. Всё это может привести к видообразованию. К сожалению, Вы не смогли привести примеры такого отбора. Действительно, таких примеров мало, а самый известный – возникновение двух рас у погремка на сенокосных лугах.

Вы также пишете о половом отборе – отборе на успех в размножении. Кажется удивительным то, что при половом отборе могут возникать и распространяться признаки, которые уменьшают жизнеспособность их носителей. Но это происходит только в том случае, если недостатки этих признаков для выживания менее значительны, чем их преимущества для размножения. Вы правильно заметили, что это соперничество между особями одного пола (самцами) за особей другого пола. Но каковы механизмы полового отбора? Сейчас есть 3 гипотезы на этот счёт. Первая основывается на том, что у животных есть врождённые сенсорные предпочтения, то есть они выбирают партнёров, которые им просто нравятся. Вторая гипотеза («хороших генов») говорит о том, что самки выбирают «особенных» самцов (ярких или с длинным хвостом), потому что у них хорошие гены (которые позволяют им быть такими «красивыми» и при этом избегать хищников или паразитов), и эти гены передадутся их потомкам. Наконец, гипотеза модных сыновей утверждает, самка выбирает самцов с особенными признаками, потому что её сыновья унаследуют эти признаки и будут, как и их отец, привлекательны для самок (а дочери скрытно унаследуют эти признаки и явно – их предпочтение).

Ах, дорогой мистер Дарвин, сколько ещё всего мне хочется Вам сказать! Как мне жаль, что мы с Вами никогда не встретимся! Я с детства мечтала стать биологом, и Вы всегда были и остаётесь одним из моих кумиров. Я мечтаю добиться успеха в своей научной области – молекулярной биологии. Надеюсь, у меня это получится, и через полтора века какой-нибудь студент-биолог напишет письмо мне.

Sincerely yours, Anastasia Kosova

P.S. Я не раз видела в разных книгах Ваши портреты. Думаю, Вам тоже будет интересно взглянуть на меня. Поэтому прилагаю к письму свою фотографию.