Елена Демидова

Здравствуйте, уважаемый Чарльз Роберт Дарвин!

Это письмо для вас из 2013 года.

Хоть вы и написали свой главный труд более полутора века назад, сейчас он не только не потерял своей значимости, но и как никогда актуален. Как сказал Ф.Г. Добржанский «Ничто в биологии не имеет смысла кроме как в свете эволюции».Особенно в нашем веке, когда благодаря прогрессу науки и техники появилось многообразие молекулярных методов, позволяющих детальнее исследовать живой и ископаемый мир.

Если бы у вас была возможность посетить двадцать первый век, вы бы смогли расширить книгу до трех (а может и пяти) томов, так много всего, подтверждающего ваше учение, сейчас существует. Многие ученые придерживаются сейчас концепции неодарвинизма – совокупности эволюционных теорий, развивающих ваши идеи с учетом самых современных достижений науки.

В своем письме вам, я, студентка третьего курса факультета естественных наук Новосибирского Государственного Университета, хочу обсудить лишь одну из глав и привести несколько примеров, которые лишний раз доказывают что то, что вы написали в вашей книге, поистине гениально и по сей день.

Я выбрала 6 главу вашего «Происхождения видов», потому что мне понравилось название - «Трудности теории». Для меня осталось загадкой, почему так называется только одна глава, потому что вся книга представляет собой набор трудностей, которые успешно (или не совсем на то время, за неимением познаний в областях генетики и молекулярной биологии) вами преодолеваются.

Приступим же. Я постараюсь не загромождать свое эссе новыми словами (появившимися после вас), чтобы вы меня лучше поняли, но некоторые термину все же будут пояснены ниже.

Первая трудность, которая вами рассматривается - отсутствие (или редкость) переходных разновидностей. Действительно, несогласные до сих пор спрашивают: почему мы не видим многочисленные промежуточные формы, которые, согласно Дарвину, имели место быть? Где промежуточная форма между китом и морковкой? Человеком и тигром? Почему эти создания не бегают по лесам, не плавают в океане, не растут на наших грядках, высовывая свой китовый хвост из земли? Ваш ответ: предшествующие и промежуточные ступени, как менее приспособленные, вытесняются новыми, более приспособленными. В 19 веке доказать это было практически невозможно, но сейчас существует такой метод, как секвенирование геномов, то есть, определение последовательности нуклеотидов ДНК разных животных.

Вы, к сожалению, ничего не знаете ни о ДНК, ни о ее нуклеотидах, поэтому я кратко поясню в общих чертах. ДНК – сложное соединение, в котором в виде последовательности нуклеотидов (структурных единиц) зашифрована вся информация о задатках организма. ДНК хранит эту информацию, воспроизводит ее из поколение в поколение в каждом организме и передает ее по наследству в практически неизменном виде всем потомкам. ДНК есть у всех организмов, от вирусов, самых мельчайших, о которых вы также ничего не знаете, потому что их открыли в 1892 году, до человека – сложного многоклеточного существа.

Так вот, на основании секвенирования геномов животных разнообразных таксонов, удается выявлять схожие последовательности нуклеотидов, так называемые консервативные (стабильные) последовательности. У человека и морского ежа 30% таких последовательностей общие. Говоря относительно современным языком, эти ряды нуклеотидов называются генами. Чтобы вы не заморачивались, дам очень узкое, неполное определение собственного сочинения, достаточное лишь для понимания того, что я хочу сказать. Ген – последовательность нуклеотидов ДНК, кодирующая соединение (белок) для выполнения какой либо функции, иначе говоря, кодирующая нечто, что помогает тому или иному признаку проявиться или не проявиться. Гены – это почти как гемулы, предложенные вами в 1868 году в рамках гипотезы пангенеза, только гены всегда есть в любой клетке организма (в каком количестве – это отдельная история),и половые клетки образуются также из клеток, а не из каких-то частиц (гемул). Можно сказать, что предлагая гемулы, вы все же были недалеко от истины.

Современные исследования показали, что у многих животных (и у человека в том числе) есть последовательности, почти идентичные (или вовсе идентичные), выполняющие схожие (или те же) функции. Например, гены сигнального пути Notch у дрозофилы, определяющие дифференцировку клеток эмбриона этой маленькой мушки, универсальны для всего животного мира. Неужели целая группа одинаковых генов возникла независимо у всех животных? Маловероятно. Значит, были переходные формы, которые все это передавали. Можно заикнуться о горизонтальном переносе генов - передаче генетического материала (следовательно, признаков) от одного организма другому организму, который не является его потомком. Неужели таким образом морской еж человеку или человек морскому ежу мог передать 30% своей ДНК? Современные исследования не преуменьшают роль горизонтального переноса в эволюции. Есть множество данных, в основном это данные для прокариотичеких организмов (для бактерий), которым в силу особенностей строения и жизнедеятельности легче передать свою ДНК куда-нибудь, особенно друг другу (есть штаммы у которых 80% генов получены горизонтальным переносом). Для сложных многоклеточных систем показано было 4-15% горизонтально перенесенных генов, и все они получены либо от вирусов, либо от тех же бактерий.

В одном из крупных Российских институтов недавно проводили лекцию о теории эволюции и переносе генов. Не буду излагать вам все подробности, я покажу две приведенные на той лекции картинки. Вот ваша схема, где мы отчетливо прослеживаем переходные формы в точках ветвления:

А вот схема, построенная на основе геномных исследований, и демонстрирующая горизонтальный перенос:

Как вы сами видите, эта схема нисколько не отрицает существование переходных форм, а даже в какой то степени подтверждает их наличие.

Также существование переходных форм между некоторыми животными можно доказать, грубо говоря, ничего не секвенируя. Это позволяет сделать развившаяся в наши дни палеонтология, а также знания анатомии. Находят все больше и больше останков организмов, на основе сравнения которых составляют целые ряды переходных форм. Однако вы прекрасно знаете, что останки хранятся плохо и со временем разрушаются, а бесскелетные и вовсе почти не оставляют никаких следов, так что восстанавливать такие ряды чрезвычайно трудно, и вряд ли возможно для всех существующих ныне и вымерших организмов. Приведу примеры эволюционных деревьев, построенных на основе данных раскопок, это ряд динозавров (слева) и ряд лошади (справа). Не хочу забивать письмо фотографиями всех этих переходных форм, ограничусь лишь простыми схемами.

В своей главе вы также обсуждаете возможность превращения водных животных в сухопутных, ползающих по земле– в летающих и так далее. Я не хочу останавливаться на этом, потому что вы привели великолепные примеры, показав, что в этом нет ничего удивительного, так как животные должны были приспосабливаться к меняющимся условиям среды, чтобы выжить, переходить на новые ниши, вытесняясь кем-то и вытесняя кого-то. Более тщательные доказательства опять же упираются в палеонтологию и поиск переходных форм между, например, ходящими по земле и летающими.

Сейчас мне хочется рассказать вам об одном интересном исследовании, которое поясняет сразу два раздела вашей 6 главы и отчасти служит косвенным, сомнительным, но все же доказательством происхождения летающих животных от ходящих по земле, что я выше очерчиваю.

Вы в своем великом труде приводите пример возникновения такого высоко сложного органа, как глаз. Я приведу пример того, как с помощью современных методов установили относительно постепенное возникновение и происхождение такого странного образования, как перо птицы, его сложно назвать органом.

Креационисты и до сих пор считают, что перо возникло само по себе: "Если бы такой процесс протекал "по Дарвину", должно было остаться множество промежуточных форм с полу-крыльями и полу-перьями. В действительности никакой такой последовательности не найдено" (Алферов, "Православное мировоззрение и современное естествознание"). А теперь обратимся к исследованию.

Раньше считалось, что перья возникли из чешуи рептилий, но промежуточные структуры между перьями и чешуей обнаружить не удавалось, вероятно потому, что перья не могли нормально сохраниться в окаменелостях. Перья древней птицы археоптерикса частично сохранились лишь потому, что он был заключен в литографический известняк, который по своим свойствам близок к стеклу. В начале 90х годов с помощью новых лабораторных методов удалось установить, что перья вырастали из особых мешочков, как у современных птиц, а вовсе не происходили из чешуи. Были описаны так называемые прото-перья – нитевидные структуры у обнаруженного в 1998 году звероногого динозавра, а также были найдены два динозавра с перьями современных птиц.

На сегодняшний день в семействах целурозавров, близких к птицам, описаны особи с типичными птичьими перьями и прото-перьями. Прото-перья действительно были предками перьев, и это было доказано ученым Джекобом Винзером на основе гомологического сходства. Винзер искал в древних перьях меланосомы (микроскопические структуры, что придают окраску перу). Он их нашел, проанализировал под электронным микроскопом (это прибор как у Левенгука, только гораздо сложнее устроен, не буду вдаваться в подробности, мистер Дарвин). Он также проанализировал перья современных птиц и покровные волокна звероногих, предполагаемых дальних родственников. Таким образом было подтверждено, что перья произошли от прото-перьев, а те – от трубчатых покровных волокон, так как были обнаружены меланосомы двух типов, присутствующие у предков (также у археоптерикса) и у современных птиц.

Получается, что такое изящное образование, как перо, образовалось посредством многочисленных, последовательных изменений, и полу-перья были-таки найдены.

Вы также пишете о плавательном пузыре, который будучи создан для одной функции (поддержание тела на плаву), приобрел затем другую функцию (дыхание). С пером произошло то же самое. Исследователи говорят, что сначала перья нужны были для красоты (ой, простите, для привлечения самки), а уж потом стали приспособлениями к полету. О красоте мы еще поговорим ниже, вы поместили этот пункт в конце вашей главы.

Вы много рассуждаете об особых затруднениях, приводя в пример электрические органы у не родственных рыб, которые образовались независимо, так как слишком отличны, и невозможно даже предположить переходные ступени между ними, но очень схожи между собой по выполняемым функциям. Выделаете вывод: разнообразие структур для достижения одной и той же цели - это в природе неудивительно и встречается повсеместно. Естественный отбор независимыми способами производил органы, характерные для каждого существа, помогающие ему. Неудивительно, что у животных, обитающих в одних и тех же условиях среды, будут схожие по строению, но разные по развитию органы.

Хочется привести пример не с макроуровня, как привели вы, а с микроуровня, благо современные исследования позволяют мне это сделать.

Есть такие соединения, которые, связываясь с другими соединениями на мембране клеток, оказывают на клетки различные влияния. Соответственно, их назвали гормоны и рецепторы, и они были открыты гораздо позже, чем вы написали свой труд. Так вот, такие соединения, как стероидные гормоны, регулируют рост и развитие насекомых, млекопитающих и растений. Они, по данным недавних исследований (буквально 2000х годов), были независимо вовлечены в пути передачи сигналов растениями и животными (нематодами, членистоногими и позвоночными). Эти гормоны связываются с разными рецепторами у разных организмов, вызывая исполнение схожих по смыслу функций, то есть каждый организм приспосабливался как мог, независимо от других (создавались разные типы воспринимающих молекул) к выполнению функций, необходимых для выживания.

Давайте теперь поговорим о несущественных органах, или о том, для чего жирафу хвост. Вы совершенно правильно говорите, что органы несущественные у более продвинутой формы передались ей от менее продвинутой формы, для которой они были существенными, и что впоследствии они снова могут стать существенными. (Плавательный пузырь поменял одну функцию на другую важную функцию, а мог ведь и стать несущественным, то есть утратить функцию, в связи с отсутствием ее необходимости). Естественный отбор, таким образом, оставляет только все полезное и невредное.

Есть очень яркий современный пример – мусорная ДНК. Было показано, что только 1,5% всей ДНК человека занято кодирующими, полезными последовательностями. Остальная ДНК по большей части представлена всякими повторами, странными элементами и еще неизвестно чем с непонятной функцией. Это по сути, тот же жирафов хвост. Она бесполезна, но раньше, возможно, была очень полезна, и в будущем может стать полезной. Несомненно лишь то, что она однозначно помогает эволюции происходить, так как меняет свои функции, пусть мы не всегда можем это проследить. Кое-что проследить все же удалось. Есть участки ДНК, называемые мобильными генетическими элементами, которые могут вырезать себя из одного участка и встраивать в другой. Если они встраиваются в полезную последовательность, то они могут полностью изменить ее свойства, вплоть до повреждения. Выявили, что изменение окраски зерен кукурузы обусловлено влиянием таких мигрирующих элементов. Так несущественное уже в пределах одного поколения становится чуть существеннее (хотя неизвестно, какое преимущество получает кукуруза от иного цвета зерен, может быть, птицы обращают на такие зерна больше внимания, и семена дальше разносятся ими, исследования не проводились) и наоборот (может это вредит кукурузе, это тоже никто не исследовал).

Наконец, вы говорили о красоте. В этом вопросе, как и в остальных, я полностью с вами согласна. Не считаю нужным добавлять какие-то исследования, потому что человеческая душа со всеми ее субъективными воззрениями на мир до сих пор не изучена. Вы правильно сказали, что чувство красоты зависит от природы ума, и что идея красоты непостоянна. Нам кажется что эта птица красивая, но она столь же красива или чуть более красива, чем те птицы, с которыми ей приходится конкурировать.

В завершение моего письма, хочется сказать вам, что ваша эволюционная теория самая правдоподобная из всех, когда либо существовавших, и со временем, я думаю, она будет все больше подтверждаться. Наука не стоит на месте, появляются новые методы, совершенствуются методы анализа полученных данных. Мир никогда не стоял на месте, он и сейчас не стоит. Организмы, в основе своей построенные по единому плану (у всех есть ДНК), пытаются выжить, шаг за шагом, маленькими скачками, поддерживаемые или отвергаемые отбором в условиях естественной среды.

Надеюсь, вам доставило некоторое удовольствие прочитать сей нудный труд простой студентки.

С уважением,

Демидова Елена