Екатерина Масальская

Приступив к изучении главы V. Законы вариаций, сразу стало ясно, что практически по каждому вопросу, затронутому Дарвиным, имеется современная точка зрения, которая в некоторых моментах сильно отличается от его представлений, где-то сопоставляется, а где-то даже предугадывается Дарвиным. Достаточно интересно более подробно обсудить эти вопросы и сделать некоторые сравнения о том, как рассуждал человек, живший во второй половине XIX века и как – человек, живущий в XI веке.

1. «Последствия усиленного употребления и неупотребления органов, контролируемых естественным отбором».

Говоря об употреблении и неупотреблении органов, невозможно не вспомнить о Ламарке с его первым постулатом об «упражнении и неупражнении органов». Если его второй постулат о «внутренней тяге к совершенству» Дарвином был непринят и даже высмеян: «Да сохранит меня небо от глупого ламарковского „стремления к прогрессу“, „приспособления вследствие хотения животных“»; «Ламарк повредил вопросу своим нелепым, хотя и умным трудом» и вместо этого Дарвиным был предложен такой механизм эволюционных изменений, которого теория Ламарка не предусматривала, – естественный отбор, поддерживаемый борьбой за существование, изменчивостью и наследственностью; то постулат об «упражнении, неупражнении органов» принят Дарвиным, но с некоторыми дополнениями. Так, в начале рассуждений Дарвин заявляет: «…невозможно сомневаться в том, что у наших домашних животных употребление усилило и увеличило размеры некоторых органов, а неупотребление, наоборот, их уменьшило, а равно и в том, что подобные модификации передаются по наследству». Далее многочисленными примерами Дарвин, как ему казалось, подтверждает это свое убеждение. Надо отдать должное Дарвину за столь, наверное, кропотливую работу по сбору, обработке данных, сделанные выводы (можно даже сказать логичные, учитывая уровень развития науки и накопленных данных к тому времени).

В отличие от Ламарка, который полагал, что длинная шея жирафов появилась вследствие того, что им приходилась дотягиваться до высоко растущих листьев на деревьях, и если орган упражняется, то он развивается, если не упражняется – отмирает; Дарвин дополнил эту версию включением регулирующего действия естественного отбора (например: жуки с короткими крыльями поддерживались естественным отбором, потому что не заносились ветром в море, что способствовало их выживаемости).

С тем, что упражнение органов, точнее выражаясь, их функционирование — влечет за собой усиление питания и роста органа, как реакцию на испытываемое им раздражение, сегодня никто не спорит. Наилучшим примером может служить развитие мускулатуры. Но так же как и Ламарк, Дарвин полагал, что приобретенные изменения наследуются. Для объяснения наследования приобретенных признаков Дарвин придумал теорию пангенеза: он предполагал существование особых мелких частиц в клетках организма («геммулы» или «пангены»), несущих информацию о тех изменениях, которые клетки претерпели в течение жизни. Геммулы с током крови разносятся по организму и в конце концов проникают в половые клетки. Таким образом, по мнению Дарвина, потомству передается информация о приобретенных признаках.

К настоящему времени накоплено большое количество данных, которые опровергают это положение. И эксперименты Вейсмана несколько лет спустя после смерти Дарвина, доказывающие, что если отрубать у крыс хвосты в нескольких поколениях, то это не приведет к рождению бесхвостых крысят; далее достижения молекулярной биологии показали, что информация о наследовании признаков заключена в ДНК, и что информация движется в одном направлении: ДНК->РНК ->белки, и перенос в обратном направлении невозможен. Правда позже стали известны вирусы с обратной транскриптазой, переводящей РНК->ДНК, но процессов обратной трансляции не обнаружено и по сей день. Так же на сегодняшний день достоверно известно, что информация наследуется только от половых клеток, но не от соматических. Если какой-либо признак/орган не поддерживается естественным отбором, то он способен накапливать мутации, и эти изменения не будут сказываться на приспособленности вида в целом, т.о данный признак/орган вероятнее всего становится рудиментарным.

2. «Акклиматизация»

Говоря об акклиматизации Дарвин считает, что она обусловлена привычкой вида, т.е употреблением или неупотреблением, врожденной конституцией и действием на нее естественного отбора. Так, Дарвин считает, что акклиматизация – это качество, легко прививающееся на почве врожденной значительной гибкости конституции, что присуще большинству животных; что человек и домашние животные способны выносить самые разнообразные климаты и это все лишь вопрос привычки.

В настоящее время под акклиматизацией понимают процесс сложного взаимодействия организма с окружающей его внешней средой. Она происходит в результате повторяющихся в течение индивидуальной жизни животного и ряда поколений воздействий на них комплекса раздражителей. В связи с перестройками динамического стереотипа происходят более или менее стойкие морфологические и физиологические изменения в организме, позволяющие ему не только выживать в новых условиях, но и размножаться и сохранять свои хозяйственно полезные качества. Поэтому возникновение особенностей, отличающих акклиматизировавшихся животных от особей того же вида или породы в прежних местах обитания, представляют собой один из примеров внутривидовой изменчивости. Считается, что сельскохозяйственные животные проявляют некоторый консерватизм к климатическим и экологическим, определенным тем, что каждая порода имеет свой климатический оптимум. Не все виды животных одинаково акклиматизируются в разных широтах. Напримет, северный олень трудно приспосабливается к южным областям, а верблюд и буйвол – к северным, в то время как крупный рогатый скот, овцы и свиньи уживаются на огромных пространствах. Точно так же и в пределах одного вида разные особи обладают различной способностью к акклиматизации.

Т.о. под врожденной гибкостью конституции Дарвин, по-видимому, понимал то, что сейчас называют нормой реакции – способностью генотипа формировать в онтогенезе разные фенотипы в зависимости от условий окружающей среды. А привычка определялась лишь временем, которое необходимо затратить организму для физиологической адаптации к новым климатическим условиям.

3. «Коррелятивная вариация»

Казалось бы, в различных исследованиях виды должны четко различаться по приспособительным признакам. Однако очень часто этого не обнаруживается. В таком случае становится неясным, каким образом возникают не явно приспособительные признаки различий между видами. Ведь они, казалось бы, не могли быть накоплены отбором, так как отбор накапливает полезные, приспособительные признаки. Дарвин для объяснения этого кажущегося противоречия привлек понятие о коррелятивной вариации. Под ним он понимал влияние изменений функций или структуры какой-либо части организма на другие части. При этом Дарвин считал, что наследственность здесь ни при чем.

В качестве доказательств Дарвин приводит ряд примеров, которые с современной точки зрения можно легко объяснить иначе. Так, примером коррелятивной изменчивости у Дарвина является развитие гомологичных органов в эмбриогенезе, т.е идентичные органы подвергаются одинаковым влияниям, склонны изменяться одинаковым образом и влиять друг на друга. В настоящее время известно, что эмбриогенез является реализацией генетической информации, полученной от родителей, все стадии эмбрионального развития находятся под генетическим контролем. А взаимодействие между частями развивающегося организма у Дарвина можно соотнести с понятием эмбриональной индукции.

Так же, связь между белым окрасом кошек, голубым цветом глаз и глухотой или между черепаховым окрасом и женским полом Дарвин объяснял корреляцией. На сегодняшний день достоверно известно, что ген, обусловливающий белый окрас шерсти, связан с геном, отвечающим за неправильную структуру улитки, которая чувствительна к звуковым волнам (сцепленные гены). Черепаховый окрас, так же, объясняется инактивацией одной из Х-хромосомы.

4. «Компенсация и экономия роста»

Дарвин использует закон, который сформулировали Жоффруа старший и Гёте: «Природа вынуждена экономить в одном направлении, чтобы расходовать в другом», и, конечно же, приписывает регулирующее действие на развитие одного органа и недоразвитие другого естественному отбору. И что естественный отбор склонен экономить каждую часть организации.

Мнение Дарвина по этому вопросу кажется достаточно справедливым. Только в современной трактовке стоит упомянуть о накоплении мутаций в малофункционирующих органах, что и является причиной их редукции.

5. «Многократно повторяющиеся, рудиментарные и низкоорганизованные органы изменчивы»

В этом разделе Дарвин говорит о том, что 1) существа, стоящие на низших ступенях лестницы природы, более изменчивы, чем вышеорганизованные существа; 2) органы, выполняющие узкоспециализированные функции представлены в постоянном числе и меньше подвержаны изменениям, чем органы, выполнящие множество различных функций и их число вариабельно; 3) видовые признаки более изменчивы, чем родовые.

С учетом современных представлений 1) вопрос можно прокомментировать и объяснить следующим образом. Геномы высших организмов содержат большое количество избыточной ДНК (~96%). К примеру, человеческая клетка содержит примерно в 700 раз больше ДНК, чем бактерия Escherichia coli. Большая часть генома представлена некодирующей ДНК и интронами. ДНК принимает на свою некодирующую область большинство мутаций, защищая тем самым функционально значимые районы. К тому же высокоорганизованные системы репарации производят выбраковку нарушенных структур. Для низших организмов отсутствие такового и гораздо более высокая частота генераций обеспечивает более частое появление мутаций и проявление изменчивости. 2)-3) положения справедливо объясняется Дарвиным как сохранение ествественным отбором тех вариантов, которые способствуют наибольшей приспособленности организма. Т.е вариантов, полученных в результате рекомбинаций генов, которые подверглись определенным мутациям и обуславливают большую устойчивость.

6. «Половой отбор»

Затрагивая тему полового отбора как источника вариаций, можно сказать о его современной трактовке на примере павлина и его хвоста. Хвост павлина кажется настолько громоздким, что он должен быть не помощью, помехой для выживания, так что естественный отбор должен был бы устранить его. Обычное объяснение – половой отбор, когда гены, отвечающие за эту структуру, имеют приоритет потому, что самки предпочитают её при выборе партнера. Но все же это не объясняет происхождения точно скоординированных мутаций, требуемых для формирования такого хвоста, даже оставляя в стороне вопрос о том, почему самки павлина предпочитают красоту и как они это делают. Поэтому сказать по этому поводу можно только то, что кому не нравились большие хвосты, тех потомков среди нас нет.

7. «Различные виды представляют аналогичные вариации, вследствие чего разновидность какого-либо вида нередко приобретает признак, свойственный родственному виду, или возвращается к некоторым признакам более раннего предка»

В этом разделе Дарвин высказывает гипотезу о том, что в каждом последующем поколении данный признак таился в скрытом состоянии и только в силу неизвестных благоприятных условий, наконец, развился. Это очень похоже на современное представление о рецессивности аллелей, когда генетическая информация подавляется воздействием доминантного аллеля и не проявляется в фенотипе, как в доминантных гомозиготах, так и и в гетерозиготах; а проявляется только в рецессивных гомозиготах, которыми, по-видимому, и являлись примеры, приведенные Дарвиным как особи, проявляющие признаки более ранних предков (реверсионные признаки) и и признаки родственных видов (аналогичные признаки).

Заключение

Изучив главу V. Законы вариации книги Чарльза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора» и сравнив мнение и догадки Дарвина с современными представлениями, становится ясно, что глава эта изрядно устарела, т.к практически все написанное в этой главе можно переписать с учетом современных знаний и это будет разительно отличаться, а где-то даже противоречить тому, что написал Дарвин. Тем не менее, нельзя не отметить ту великую работу, которую он проделал. Сравнение и заключение логичных выводов – вот, на мой взгляд, «конёк» Дарвина. Собрав огромный массив данных, систематизировав их, и, наверное, интуитивно догадываясь о тех вещах, которых о не мог знать в силу соответствующего уровня накопленных наукой знаний, и написав такой труд, Дарвин заставил задуматься и заинтересоваться и своих современников и будущие поколения. Об этом говорят споры, не утихающие по поводу теории Дарвина, и на сегодняшний день.