Ксения Попова

Книга «Происхождение видов» была опубликована 155 лет назад, но и сегодня она остается актуальной. Не смотря на то, что наука, в частности биология, шагнула далеко вперед и некоторые предположения Дарвина оказались не верны, эта книга являет собой замечательный пример колоссального научного исследования.

В V главе «Законы вариации» Дарвин дал объяснение некоторым законам, в соответствии с которыми особи могут изменяться в ряде поколений под влиянием различных факторов. В середине XIX века еще не было известно о носителях наследственной информации и принципы наследования были открыты и исследованы позже, но тем не менее, некоторые заключения Дарвина, основанные на логичных рассуждениях и научных знаниях того времени были близки к истинному положению дел.

Дарвин утверждает, что изменчивость особей связана с жизненными условиями, в которых вид существовал на протяжении многих поколений, а также со способностью к вариабельности, приводящей к естественному отбору, к тому же действию окружающей среды придавалось меньшее значение. Он не смог объяснить механизм возникновения вариабельности, но мы знаем, что она обеспечивается случайными мутациями, которые закрепляются в генотипе (если они приносят пользу своему носителю и он передает их своему потомству), а также нормой реакции − способностью генотипа формировать разные фенотипы в онтогенезе, в прямой зависимости от состояния окружающей среды.

Последствия усиленного употребления и неупотребления органов, контролируемых естественным отбором.

В этом подпункте ясно прослеживается влияние постулата Ламарка о «упражнении и неупражнении органов», однако Дарвин дополняет его ведущим действием естественного отбора. А также, он пишет, что хоть и нет убедительных доказательств наследования каких-либо приобретенных увечий, случаи их повторения в ряду поколений можно отнести к неупотреблению изувеченного органа. Но это не так, и на сегодняшний момент известно, что модификационная изменчивость ни коим образом не влияет на генотип. И если усиленное функционирование какого-либо органа и может развить его сильнее (например, мускулатура после физической нагрузки), то только у одной особи − ее потомки уже не будут иметь большие предпосылки к большой мышечной массе, так как на уровне носителя наследственной информации это усиленное употребление не вызвало никаких изменений. В таких случаях, изменчивость с усилением функционирования/деградацией какого-либо органа обусловлена действием естественного отбора.

В подпункте, посвященном акклиматизации, Дарвин характеризует ее как свойство «легко прививающееся на почве врожденной значительной гибкости конституции», а также пишет, что непосредственное влияние обусловлено совместным действием естественного отбора и «привычкой», или образом жизни особей. Как и в предыдущей части, Дарвин считает, что привычка (наряду с употреблением/неупотреблением) является одним из ключевых факторов возникновения изменчивости организмов.

Но, как и в случае рассуждений об употреблении/неупотреблении, ошибка Дарвина состоит в том, что не акклиматизация обуславливает модификационную изменчивость, а естественный отбор и норма реакции какого-либо признака.

Затем, Дарвин рассматривает понятие, которое он назвал «коррелятивная вариация», а именно − связь всех систем во время роста и развития организма, при которой «вариации», накапливаемые в одних частях, вызывают модификацию других частей. Причем закономерности вариаций не зависят от полезности, и, следовательно, от естественного отбора. Для доказательства своей точки зрения, Дарвин приводит множество примеров. Однако он признает, что источники вариаций и механизмы их протекания для его поколения являются загадкой.

С современной точки зрения, описанные Дарвином явления, объясняются иначе. Все этапы развития организма, включая эмбриогенез, находятся под непосредственным генетическим контролем, например в случае со связью белой окраской шерсти, голубым цветом глаз и глухотой у котов «виновно» сцепление генов, а наличие черепаховой окраски только у кошек объясняется инактивированной Х-хромосомой. А взаимосвязь «вариаций» органов-гомологов во время эмбриогенеза легко объяснить явлением эмбриональной индукции.

Компенсация и экономия роста.

В этом подпункте сформулирована следующая проблема – при чрезмерном развитии какой-либо части организма, происходит уменьшение или упрощение, т. н. «экономия» на других частях. В формулировке Дарвина она выглядит следующим образом − под действием естественного отбора редуцируются лишние части организации, при этом другие части не подвергаются усиленному развитию. Эти рассуждения верны, что демонстрируется на примере организмов-паразитов, у которых происходит редукция большинства систем, за исключением системы размножения и пищеварения, или на примере пещерных животных − имеющих редуцированную зрительную систему, из-за ее ненадобности.

Далее, Дарвин формулирует ряд схожих тезисов, касающихся закономерностей изменчивости некоторых признаков:

• Многократно повторяющиеся, рудиментарные и низкоорганизованные органы изменчивы;

• Часть, чрезмерно или исключительным образом развитая у какого-нибудь вида по сравнению с этой же частью у близких видов, обнаруживает наклонность к сильной изменчивости;

• Признаки видовые более изменчивы, чем родовые;

• Вторичные половые признаки изменчивы.

Изменчивость организмов объясняется накапливанием различных мутаций, приносящих пользу организму и увеличивающих его конкурентоспособность. Однако, если проследить возникновение мутаций у организмов стоящих на разных ступенях развития, можно получить разные результаты. Вероятнее всего, это объясняется тем, что у более высокоразвитых организмов в геноме содержится колоссальное количество некодирующей, или мусорной ДНК, включающей интроны и тандемные повторы, на долю которых приходится большее число мутаций, что обеспечивает защиту смысловых последовательностей. А также, существует система исправления ошибок репликации ДНК-полимеразами. Что нехарактерно для низших организмов, содержащих в своем геноме большую долю смысловых последовательностей.

Следующие два тезиса можно объяснить с точки зрения естественного отбора, а именно как сохранение наиболее полезных вариантов какого-либо признака.

Что касается последнего тезиса, Дарвин справедливо полагает, что действие полового отбора не так жестко, как действие естественного (т.к. он не влечет за собой смертельный исход, а лишь ограничивает возможность самца оставить многочисленное потомство). С этим связано то, что зачастую признаки, играющие ведущую роль в половом отборе, не приносят особи никакой практической пользы, а зачастую бывают довольно неудобны. Прекрасным примером является половой диморфизм у многих видов птиц и широкий диапазон «приспособлений» для привлечения внимания самки у самцов − различные вариации оперения, размеров хвостов и «корон» из перьев на голове. Хотя до сих пор сложно сказать − чем именно руководствуются самки при выборе наиболее подходящего партнера, и по каким именно показателям признаков они определяют, что потомство с той или иной особью будет иметь большие шансы на выживание.

В последнем подпункте Чарльз Дарвин рассматривает следующий вопрос: «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». Опять же, с современной точки зрения это можно объяснить наличием в геноме рецессивных аллелей признаков − именно поэтому возможем «откат» к признакам, характерным как родственным видам, так и предковым формам. Что примечательно, Дарвин подозревает о том, что эти признаки не исчезают, а сохраняются на протяжении поколений. Но из-за воздействия естественного, а зачастую и искусственного отбора эти признаки содержатся в скрытом виде. В качестве примера можно привести породы лошадей. На сегодняшний день, считается, что родоначальники современных лошадей выглядели иначе, под их описание больше всего подходят породы Южного Алтая и севера Казахстана, некоторые из них очень напоминают наскальные рисунки, из-за черного цвета гривы шерсти на ногах, и это далеко не единственные схожие признаки, например короткие ноги и небольшое тело. Но, с течением времени, под действием искусственного отбора, были выведены породы, разительно отличающиеся от вышеописанных. Тем не менее, возникновение каких-либо признаков, характерных более древним представителям рода в ряду поколений вполне возможно.

Подводя черту под вышесказанном, хочется заметить, что, несмотря на нехватку знаний об основах наследственности, потерю многих данных своей актуальности, Чарльз Дарвин смог проделал огромную работу по сбору и анализу информации, что до него никто не делал (в таком объеме), и довольно близко подобраля в своих рассуждениях до истинных причин тех, или иных явлений.