Анастасия Котенко

Здравствуйте, уважаемый мистер Дарвин!

Спасибо Вам за последнее письмо. Мне до сих пор сложно поверить, что наша переписка реальна, и только Ваши письма, хранящиеся у меня дома в шкатулке, каждый день убеждают меня, что это все правда, и я не сошла с ума. Это удивительная возможность познакомиться с таким великим человеком как Вы, ведь именно Вы открыли глаза человечеству на эволюцию. Если бы не Вы, то люди жили в неведении еще долгое время. Так что сложно переоценить вклад, который Вы сделали в развитие биологии и науки в целом.

В своем письме Вы спросили меня о том, что случилось с Вашим главным трудом «Происхождение видов». Вы можете не беспокоиться о его судьбе. Каждый образованный человек в наше время знаком с этой книгой, дети уже в начальной школе знают, что существуют борьба за существование и естественный отбор. И многочисленные научные открытия, совершенные за последние 150 лет, не смогли опровергнуть эту теорию, а лишь подтверждают и дополняют ее.

При недавнем прочтении Вашего труда особое внимание я уделила главе IV «Естественный отбор или выживание наиболее приспособленного». Я осмелюсь прокомментировать эту главу с точки зрения современной науки.

За последние полтора века наука шагнула далеко вперед. Начали развиваться такие области биологии, как цитология, генетика, молекулярная биология; благодаря этому понимание такого сложного и долговременного процесса, как естественный отбор, стало более глубокое, но суть его не изменилась. К середине прошлого века (т.е. XX) появилась синтетическая теория эволюции. Коротко эту теорию можно охарактеризовать как теория органической эволюции путем естественного отбора признаков, детерминированных генетически (в последнем письме я Вам немного рассказала об очень важных открытиях в области генетики и молекулярной биологии – ДНК и генах).

Так вернемся же к понятию естественного отбора. В своей книге Вы пишите, что естественный отбор – это сохранение благоприятных индивидуальных различий и вариаций и уничтожение вредных. Это очень точное определение, но хотелось бы только добавить, что естественный отбор – это процесс, не направленный строго на усложнение организации, а нацеленный на повышение приспособленности и выживаемости вида в конкретных условиях. На ранних этапах эволюции происходило усовершенствование и усложнение биохимических аспектов организации (у прокариот появлялись и совершенствовались ферментные системы, что давало отдельным особям преимущество). Далее особое значение приобрели изменения регуляторных систем клетки, которые позволяли менять уровень метаболизма в зависимости от условий среды. На следующем этапе с появлением сначала эукариот, а затем и многоклеточных организмов началось усложнение морфологии, а в дальнейшем и поведения (после формирования нервной системы). Таким образом, тенденция к усложнению прослеживается, но не всегда (взять, к примеру, некоторых паразитов).

Также в наше время выделяют 4 формы естественного отбора: движущий отбор, стабилизирующий, дизруптивный и половой. Расскажу немного о каждой форме отдельно.

Движущий отбор - форма естественного отбора, которая действует при направленном изменении условий внешней среды. При этом особи с отклонением какого-либо признака в определенную сторону получают преимущество. Особи же с отклонением признака в другую сторону от среднего подвергаются отрицательному отбору. В результате, из поколения в поколение происходит сдвиг средней величины признака в определенном направлении, соответственно, перемещается и норма реакции. В этом случае приспособленность популяции к конкретным условиям должна повышаться. Движущий отбор имеет место при изменении условий окружающей среды или приспособлении к новым условиям при расширении ареала. Ярким примером движущего отбора является выработка у микроорганизмов устойчивости к антибиотикам. Антибиотики были открыты в середине XX века. Это вещество микробного, животного и растительного происхождения, способное замедлять рост микроорганизмов или вызывать их гибель. Так было показано, что если воздействовать на микроорганизмы каким-либо антибиотиком, то вскоре эти микроорганизмы становятся устойчивы к дозам, даже превышающими исходную. Это объясняется тем, что антибиотики выступают в качестве фактора отбора, способствующего выживанию устойчивых к нему мутантных форм. Благодаря быстрому размножению микроорганизмов мутантные особи увеличиваются в числе и образуют новые популяции, невосприимчивые к действию антибиотиков. Увеличение дозы или применение более сильных препаратов вновь создает условия для действия движущего отбора, в результате которого образуются все более и более устойчивые популяции микроорганизмов.

Следующая форма естественного отбора, про которую хотелось бы Вам рассказать, - стабилизирующий отбор. Это форма естественного отбора, при которой его действие направлено против особей, имеющих крайние отклонения от средней нормы, в пользу особей со средней выраженностью признака. Стабилизирующий отбор наблюдается в том случае, если в течение довольно длительного времени условия среды остаются более или менее постоянными. Например, у млекопитающих новорожденные с маленьким или же, наоборот, большим весом погибают чаще, чем детеныши со средним значением веса. Существуют также и другие примеры отбора в пользу средних значений признака. А иначе как можно было бы объяснить тот факт, что некоторые виды растений и животных существуют без видимых изменений вот уже миллионы лет? Именно стабилизирующий отбор является причиной этого.

Третьей формой естественного отбора является дизруптивный или разрывающий отбор. Это форма естественного отбора, при которой условия благоприятствуют двум или нескольким крайним вариантам (направлениям) изменчивости, но не благоприятствуют промежуточному, среднему состоянию признака. В результате может появиться несколько новых форм из одной исходной. В своей книге Вы говорили о дивергенции признаков, так именно дизруптивный отбор лежит в основе этого явления. Дизруптивный отбор имеет место в природе, когда какая-то полиморфная популяция занимает неоднородное местообитание. В этом случае образующиеся разные формы оказываются приспособленными к различным экологическим условиям. Примером дизруптивного отбора является образование двух рас у погремка большого на сенокосных лугах. В нормальных условиях сроки цветения и созревания семян у этого растения покрывают всё лето. Но на сенокосных лугах семена дают преимущественно те растения, которые успевают отцвести и созреть либо до периода покоса, либо цветут в конце лета, после покоса. В результате образуются две расы погремка — ранне- и позднецветущая. Таким образом, дизруптивный отбор способствует возникновению и поддержанию полиморфизма популяций, а в некоторых случаях может служить причиной видообразования.

Последней, но не менее важной формой естественного отбора является половой отбор или отбор на успех в размножении. Вы очень точно определили сущность полового отбора: «Эта форма отбора определяется не борьбой за существование в отношениях органических существ между собою или с внешними условиями, но соперничеством между особями одного пола, обычно самцами, за обладание особями другого пола. В результате получается не смерть неуспешного соперника, а ограничение или полное отсутствие у него потомства». Конечно, можно сказать, что эта форма отбора является менее беспощадной, чем рассмотренные выше. Но очень часто между самцами одного вида случаются нешуточные сражения. Так, например, самцы благородного оленя, вида, аборигенного для Европы, каждый год меняют рога. А осенью во время гона самцы ревом вызывают друг друга на поединок за самок, у которых рогов нет вовсе. Победивший олень собирает самок гарем и охраняет их. Чтобы хорошо реветь, самцы должны быть в очень хорошей форме, поэтому по реву они первый раз оценивают своего потенциального соперника. Затем они сближаются и ходят друг перед другом, так они оценивают размеры рогов и тела. Часто на этой стадии встречи и заканчиваются, но не всегда. Далее уже следует сам поединок. Олени сцепляют рога и начинают толкать друг друга. Это очень опасно и многие поединки заканчиваются довольно серьезными ранениями. Это пример так называемого внутриполового отбора.

Также существует и межполовой отбор. Самки (обычно) выбирают себе самых ярких и красивых самцов. Получается, что самцы, обладающие самой яркой и броской окраской или самым большим хвостом, получают преимущества при размножении. Но почему? Ведь большой хвост очень громоздок, он мешает спасаться от хищников, да и вообще является просто помехой. Так почему же самки выбирают именно таких несуразных самцов, таким образом еще и усложняя жизнь собственным потомкам, которые унаследуют эти «украшения»? Существует несколько гипотез, объясняющие это явление.

· Гипотеза гандикапа или хороших генов. Идея данной гипотезы заключается в том, что самки выбирают самцов с помехами, потому что, несмотря на эти неудобства, которые приносят эти «украшения» своему владельцу, самец смог дожить до репродуктивного периода, значит, он является носителем хороших генов, которые и позволили ему выжить. Эти гены и стоит передать своему потомству.

· Гипотеза «модных сыновей». Самки, которые спариваются с привлекательными самцами, будут иметь и привлекательных сыновей, которые будут пользоваться популярностью у самок и будут иметь многочисленное потомство. В результате из поколения в поколение этот яркий признак будет усиливаться и становиться все ярче.

Но конечно, отбору подвергаются не только самцы. Приспособленность самки зависит от того, насколько хорошо и объективно она оценивает и выбирает себе самца. Если у нее это получается плохо, то ее потомки будут иметь малый успех в размножении, и ее гены пропадут.

Я уверена, что вы об этом уже многое знаете, но хотелось бы все же перечислить основные недостатки и преимущества полового размножения с точки зрения современной науки.

Недостатками полового размножения считают следующие факторы:

· Требуется много времени на поиск полового партнера и ухаживания;

· Существование так называемого «бесполезного пола» - самцов и трата на них природных ресурсов;

· Передача только половины собственных генов потомству (однако, именно в этом и есть свои плюсы);

· Низкая эффективность размножения;

· Нарушение уже проверенных аллельных ассоциаций.

К преимуществам же относят следующие факторы:

· Преодоление храповика Меллера. Главной идеей гипотезы под названием «храповик Меллера» является то, что бесполый организм при возникновении у него мутации не может от нее избавиться, поэтому мутации все накапливаются и накапливаются в череде поколений. Именно половой процесс позволяет избавляться от возникающих мутаций, препятствуя вырождению вида;

· Происходит репарация поврежденной ДНК (надеюсь, Вы еще не забыли, что это такое);

· Возможно более быстрое объединение полезных мутаций;

· Совершенствование межгенной кооперации;

· Борьба с мейотическим драйвом – преимущественное наследование только одного аллеля гетерозиготного родителя.

В наше время человек способен оказывать существенное влияние на ход естественного отбора. Развитие человечества идет в направлении развития поведения. И чем более сложным становится поведение человека, чем больше увеличиваются размеры и возможности головного мозга, тем больше люди способны влиять на ход естественного отбора. Наука и техника не стоят на месте, каждый день появляются новые методы и лекарства для лечения множества нередко смертельных заболеваний. Таким образом, человечество становится сильнее, а каждый человек в отдельности в какой-то степени слабеет. Практически любой ныне живущий человек в большей или меньшей степени обязан своей жизнью медицине. Кому-то она спасла жизнь, а кому-то репродуктивный потенциал.

Со спасением жизни, можно сказать, все понятно, а вот вопрос, связанный с репродуктивным потенциалом, более сложен и противоречив. Очень многие люди являются носителями вредных мутаций, что даже может приводить к генетическому запрету на размножение. Но современная медицина постепенно научилась обходить многие подобные запреты, в результате очень многие потенциально бесплодные пары сейчас способны завести ребенка. Это может привести к сохранению и накоплению мутаций будущими поколениями, что перечеркивает одно из преимуществ полового размножения (борьбу с храповиком Меллера). Пока что это происходит не так часто, но об этом стоит задуматься.

Однако, человек все же подвержен действию естественного отбора. Сколько бы мы не развивались, природу все равно перехитрить не удастся, как бы все не старались. Кроме того в наше время у любого человека, будь то мужчина или женщина, столько разных возможностей в жизни, что кто-то начинает считать, что главное в их жизни не оставить потомство, а что-то другое. Для одних это становится работа, а для других - развлечения и друзья. Но это скорее исключения из правила, чем правило, ведь если бы было много таких людей, то человеческая популяция была заметно меньше. Но потомков тех, кто совсем не хотел размножаться, среди нас нет, поэтому доля таких людей и не возрастает.

Надеюсь, Вы не сильно утомились, читая это. Я хотела, чтобы Вам было интересно и чтобы Вы узнали для себя хоть что-нибудь новое. Конечно, мое письмо скорее всего никак не повлияет на Ваше дальнейшее творчество, ведь это было бы нечестно по отношению к Вашим современникам. Хотелось бы еще раз поблагодарить за все, что Вы сделали для науки. Если Ваши потомки унаследуют от Вас хоть часть Вашего ума, наблюдательности и сообразительности, а также смелости, то они все станут великими людьми. Спасибо Вам за все. Буду с нетерпением ждать ответа.

С уважением, Котенко Анастасия.

P.S. Поскольку я не обладаю такими выдающимися талантами, как Вы, да и не могу похвастаться абсолютными знаниями в области биологии, то при написании этого письма я использовала следующие источники:

1. Дарвин Ч. – Происхождение видов путем естественного отбора;

2. Бородин П.М. – Лекции для 3 курса по теории эволюции;

3. Бородин П.М. – Происхождение видов. 150 лет спустя;

4. http://evolution2.narod.ru/evo15.htm