Дмитрий Еремин

В начале сочинения я бы хотел написать о том, что такое естественный отбор глазами студента 3 курса биологического отделения. На данный момент я еще не читал главу «ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР, ИЛИ ВЫЖИВАНИЕ НАИБОЛЕЕ ПРИСПОСОБЛЕННОГО», не искал современные статьи на эту тему.

Естественный отбор, в моем понимании, это совокупность условий окружающей среды (как живые, так и не живые ее составляющие), которая влияет на данный организм или популяцию и постоянно проверяет его фенотип и генотип на приспособленность в каждый момент времени и позволяет дать потомство самым приспособленным особям. Пусть это определение выглядит неказисто, но я попытался описать его наиболее полно. И далее я бы мог приводить множество примеров работы естественного отбора: изменение численности особей березовой пяденицы в пользу бабочек с серым окрасом на фоне потемнения берез при индустриализации, пример, который известен еще со школы; распространение гетерозигот по рецессивной мутации, которая приводит к серповидно-клеточной анемии( пример также известен со школы, поэтому не буду описывать его суть), в центральной Африке, где наиболее часто встречается малярийный плазмодий, в других же областях планеты такого позитивного отбора по отношению к гетерозиготам нет. На этом мои оформленные мысли заканчиваются.

Читая четвертую главу, я заметил, как Дарвин часто сравнивает естественный и искусственный отбор. Ведь искусственный отбор, производимый человеком на протяжении последних 20 тысяч лет, иллюстрирует работу естественного за миллионы лет. Даже за 150 лет отбора человека могут закрепиться новые признаки, пример тому породы собак, овец, коров и других животных. По моему мнению искусственный и естественный отбор отличаются лишь тем, что при отборе, производимом человеком у животного или растения очень сильное влияние антропологического фактора в его окружающей среде, при этом люди пытаются устранить или уменьшить влияние других факторов. Человек будет выбирать особей с нужными ему признаками и позволять им размножаться. В природе же все сложнее: есть целая сеть взаимодействующих элементов (внутривидовые, межвидовые, климат, ландшафт, погода), связь между которыми нам бывает нелегко проследить.

Весьма интересны аспекты полового отбора в рамках естественного. Ведь при половом отборе особи, как правило самцы, борются с особями своего вида за право оставить потомство, а не за жизнь, хотя в глобальном смысле это почти одно и то же. Интересно то, что те признаки, что позволяют одному самцу победить каким-либо образом, должны дополняться также и признаками, которые повышают общую приспособленность организма, это было бы логично. Пытаясь придумать пример в подтверждение своих мыслей, мне в голову пришел пример: бо́льшая клешня самца манящего краба несомненно повышает его успех у самок в брачный период, а также позволяет защищаться от хищников. Однако самцы должны тратить в два раза больше времени на собирание корма. Видимо это было-таки выгоднее, раз закрепилось естественным отбор. Также я считаю, что конкуренция между самцами должна быть наименее жестокой, мало что ли врагов у вида? Пусть проигравший самец не получит возможность оставить потомство сейчас, но шанс у него все еще будет. Есть шанс, что именно этот самец, имеющий небольшую популярность у самок, обладает признаками, повышающими его приспособленность. Таким образом при менее жестокой форме полового отбора генофонд популяции сохраняется в бо́льшем объеме.

Самое интересное, что половой отбор может стимулировать развитие и вовсе бесполезных признаков, не только не нужных для выживания, но и не являющихся «индикаторами приспособленности». Допустим, в популяции появился мутантный ген (точнее, аллель), влияющий на брачные предпочтения самок, и самки с этим геном выбирают самых длинноухих самцов. В популяции существует небольшая нейтральная (не влияющая на приспособленность) изменчивость по длине ушей. Самки с мутантным геном поначалу не имеют никакого преимущества, но и особого вреда их странные вкусы не приносят. Поэтому мутантный аллель имеет шанс за счет дрейфа (случайных колебаний частот аллелей) достичь некоторой заметной частоты в генофонде популяции. Вот тут-то и вступает в действие механизм «убегания». Длинноухие самцы получают репродуктивное преимущество, потому что им доступны все самки, а короткоухие самцы могут спариться только с теми самками, у которых нет мутантного аллеля. Длинноухие самцы начинают оставлять больше потомков, чем короткоухие. Фокус в том, что потомство от браков длинноухих самцов с мутантными самками наследует не только «гены длинноухости» (от отца), но и аллель предпочтения длинноухих самцов (от матери). Как только длинноухие самцы начинают оставлять в среднем больше потомства, чем короткоухие, самкам становится выгодно выбирать длинноухих партнеров, потому что тогда их сыновья унаследуют длинноухость, привлекут больше самок и оставят больше потомства. В результате те самки, которые предпочитают длинноухих самцов, начинают оставлять больше внуков, т. е. получают репродуктивное преимущество.

Далее Дарвин описывает примеры с пыльцой, нектаром, насекомыми-опылителями. Сейчас мало у кого вызывает сомнения, что все изменения, возникшие в поведении насекомых, «их привычка прокусывать отверстия у основания цветков и высасывать оттуда нектар, до которого они могли бы с небольшим усилием добраться и через зев», а также изменения морфологии как растений, так и опылителей (правильные соотношения хоботков и трубочек) закрепились благодаря медленной и упорной работе естественного отбора. Хотя при жизни Чарльз Д. имел множество соперников своей теории в лице сторонников креационизма, приводимые им примеру в пользу своей теории, являются точными, красивыми и нам, легко понятные.

Стоит сказать о результатах отбора на островах. Нам известно об эндемичных видах на Галапагосах, в Новой Зеландии, Австралии. Однако Дарвин считает, что видообразование активнее протекает на континенте, вследствие более обширного ареала и более сложных взаимодействий с уже существующими видами. Я бы сказал, что виды, возникшие на континенте гораздо более устойчивы к появлению нового вида; это вытекает из того, что континентальные виды находились в более жестких условиях отбора. Островные организмы сильнее подвержены инвазивным влияниям. Так печальная история какапо, сухопутного попугая. Был широко распространён в Новой Зеландии, в настоящее время сохранился лишь на юго-западе Южного острова. Европейцы привезли с собой кошек, собак, горностаев и крыс. Взрослым какапо удавалось спасаться от новых хищников, однако им было не под силу уберечь свои яйца и птенцов. В итоге, к 50-м годам XX века на острове осталось всего лишь 30 совиных попугаев. До прибытия пришельцев у какапо не было необходимости спасаться от врагов – он утратил способность летать. Но его способ передвигаться не менее интересен – он планирует, ходит, карабкается и прыгает. Эта птица разработала себе сильные мышцы ног. По земле она передвигается быстро, проходя километры в поисках еды. Мы видим, как мягок был отбор к этому попугаю, и как он неприспособлен к хищникам.

Сегодня представления об отборе дополнились данными генетики: гены являются дискретными единицами наследственности и могут комбинироваться друг с другом в различных сочетаниях из поколения в поколение; наследственная изменчивость, дающая материал для отбора, формируется в результате мутаций; помимо направленных факторов эволюции (естественный отбор), есть ещё и стохастические (дрейф генов); изменились представления о характере действия отбора - он приводит к изменению соотношения частот генов в популяции из поколения в поколение.

Далее мне бы хотелось обсудить естественный отбор, происходивший у человека и его предков. Поражает воображение, насколько развились наши когнитивные способности, а еще сильнее волнует вопрос как это произошло. Ведь мы знаем, что мутации случайны, и можно себе представить, как мал был шанс, что эти самые мутации в конечном итоге приведут к распространению вида по всему земному шару. Антропологические определения и радиометрические оценки возраста Homo sapiens sapiens, подтверждающиеся данными молекулярной генетики, говорят о том, что все популяции современных людей генетически восходят к сравнительно немногочисленной группе, локализующейся в Африке к югу от Сахары и датирующейся 100—150 тыс. лет назад. Любопытно, что Дарвин, ничего не зная об этих будущих находках, тем не менее написал в книге «Происхождение человека», что наши далекие предки скорее всего жили в Африке. В результате поиска участков ДНК, где за миллионы лет должны были произойти значительные изменения, которые и отделяют нас от шимпанзе, было обнаружено 49 участков, где темпы таких изменений были существенно выше, чем в среднем по геному, в некоторых из них в 70 раз! Был выделен ген HAR1, кодирующий маленький участок, содержащий 118 отличий между человеком и шимпанзе (для сравнения, между шимпанзе 4 и птицами таких различий всего два). Есть свидетельства, что в области где жили наши предки, был повышенный радиационный фон из-за урановых руд, что способствовало возникновению более частых мутаций.

Каким образом мог возникнуть мозг, давший человеку разум? Рассматриваются как минимум два возможных сценария. Согласно первому, это произошло в результате серии генетических изменений, приведших к некому «взрыву». Это серия мутаций, процесс, когда могло произойти что-то, изменившее свойство нервной системы, и оказавшееся эволюционно адаптивным. Впоследствии на эту «взрывную мутацию» могли наслаиваться иные изменения, и то, что мы видим сегодня, уже не та одна «главная» мутация, а тысячи, которые были после. Но есть и другой серьезный сценарий, согласно которому все началось с неких изменений в адаптивности, пластичности мозга, который, попадая в измененную эволюционную нишу, начинал реализовывать новые возможности: начали накапливаться генетические вариации, делающие такое развитие предпочтительным. Накапливаясь, эти вариации и привели к формированию человеческого мозга в его нынешнем виде. Этот сценарий исключает наличие начального «ключевого гена», вызвавшего толчок. С другой стороны, недавно было показано, что примерно 22 % всех видовых отличий генетически фиксируется в «моменты» внезапных изменений, т. е. развитие вполне может происходить «рывками».

Интересен вопрос, как сильно человек сегодня подвержен давлению естественного отбора? Современные технологии позволяют минимизировать эти влияния. Мы можем жить практически в любых условиях, научились обеспечивать себя едой и водой весь год, мы защищены от множества инфекционных и вирусных заболеваний. Однако отбор для человечества никуда не делся, с развитием общества он преобразовался в социальный. Согласно Дарвину, такие социальные инстинкты, как любовь или взаимопомощь, возникли у человека в процессе эволюции и обеспечили господство человека над природой. Исследования последних лет показали, что моральные качества людей в значительной мере определяются генами, а не только воспитанием. Причем необходимо подчеркнуть, что имеющиеся методы позволяют оценивать только «верхушку айсберга» – только те наследственные черты, по которым у современных людей еще сохранилась изменчивость, которые еще не зафиксировались в нашем генофонде. Многие из аллелей, которые обеспечивали рост альтруизма у наших предков, наверняка давно уже зафиксировались, то есть достигли стопроцентной частоты. Выявляются и конкретные гены, влияющие на моральные качества человека. Приведу один пример. Сейчас активно изучается действие нейропептидов окситоцина и вазопрессина на социальное поведение животных и людей. В частности, оказалось, что у людей перназальное введение окситоцина повышает доверчивость и щедрость. С другой стороны, близнецовый анализ показывает, что эти черты характера являются отчасти наследственными. Это позволило предположить, что те или иные аллели генов, связанных с окситоцином и вазопрессином, могут влиять на склонность людей к альтруистическому поведению. Все это говорит о том, что альтруизм у людей даже сегодня еще может развиваться под действием биологических механизмов, а не только социально-культурных факторов.

Не знаю, почему из темы естественного отбора меня занесло к социал-дарвинизму и альтруизму… Видимо это объясняется тем, что такая форма отбора и приспособительные особенности сильно отличаются от естественного в моем видение. Дарвин утверждал, что природные законы действуют на человека так же, как и на весь остальной животный мир, но я считаю, что эти законы не всегда применительны к человеческому обществу. Что же касается прочитанной главы, то она изобилует примерами, которыми Дарвин доказывает существование естественного отбора; он полностью обоснован. Однако многое из этого сегодня кажется как бы тривиальным, само-собой разумеющимся. Мне, например, не может прийти мысль о том, что полезные признаки у организма закрепились не посредством отбора, а с помощью внутреннего стремления к совершенству. Работы Дарвина безусловно являются наиважнейшими для понимания развития жизни на Земле, ее законов.