Дмитрий Гаськов

«Уже точно установлено, что люди произошли от пришельцев. Это так, в учебниках договорились писать, что от обезьян. Дичь какая-то!»

к/ф «Любовь и голуби»

«Вы не в церкви – Вас не обманут!»

О. Бендер

Не будем говорить о том, что именно Дарвин, не зная ни механизмов наследственности, ни материальных основ, и вообще, много чего не зная, смог предложить верный механизм эволюции (постепенный естественный отбор случайных ненаправленных наследственных изменений), из которого в конечном итоге и выросла современная синтетическая теория эволюции. Об этом мы говорить не будем. Поговорим о возражениях против теории, которых много и по сей день.

Прежде всего, следует отметить, что современная синтетическая теория эволюция – душа наук о жизни. И в области её изучение лежит развитие жизни с момента её появления. Собственно, главным, на мой взгляд, вопросом, на который Чарльз Дарвин даже не пытался ответить, был вопрос: откуда есть пошла жизнь на Земле. Существует, по крайней мере, три идеи:

1. Креационизм (всё живое создал Бог; N_боговє[1;+∞), хотя Творец чаще всего один).

2. Панспермия (жизнь занесена на Землю извне) – простите, а как она появилась там? => 1 или 3.

3. Абиогенез, происхождение жизни из неживого вещества.

Начнём с того, что мы назовём жизнью. Ведь растущий кристалл нельзя назвать живым, равно как и расколотый камень. Условимся, что жизнь – некая открытая система. К основным признакам живого относят: обмен веществ (и энергией – открытая система, всё должно куда-то деваться, и что-то хорошее откуда-то приходить), самовоспроизведение (главное свойство живого, как его часто называют), наличие биологической памяти.

Отсюда к ключевым пунктам возникновения жизни отнесём:

1. Систему, которая что-то потребляет и что-то выдаёт.

2. Воспроизводит сама себя.

3. Запоминает и меняется.

4. Пункты 1-3 одновременно.

Подойдёт к проблеме с несколько другой стороны.

Рассуждения на эту тему хочется начать с самой первой фразы последнего издания учебника Альбертса et al. “Molecular biology of the cell”: “In a first sight it’s difficult to accept the idea the life is just a chemical system”. И правда, все процессы, которые протекают в организме, есть суть химические реакции; хрестоматийные признаки живого (в том числе и репродукция) – также каскад химических реакций. Другой вопрос, что жизнь устроена настолько сложно, что рассматривать организм как молекулярную макросистему (а в человеческом организме ~10¹³ клеток) чрезвычайно трудно. Как сказал в кулуарах один биохимик, «есть в мире 5-6 человек, которые представляют себе, как работает химическая системы E.Coli. Но нет, кажется, ни единого, кто может вообразить себе химическую систему Homo sapiens».

Весьма важно заметить, что рассуждения вроде «вероятность возникновения жизни равна вероятности того, что если выбросить из окна восьмого этажа 2500 наборных букв одного произведения, внизу они сложатся в единый текст» безосновательны потому, что между «буквами» в живым организмах – биоорганическими молекулами – существует химическое сродство. А благодаря гигантскому разнообразию таких «кирпичиков» живого, благодаря разнообразию взаимодействий мы получаем то множество химических реакций, которые и образуют жизнь. Но самое важное заключается в том, что биомолекулы - это не просто конструктор, это самособирающийся конструктор, на основе химического сродства. Нужны лишь пригодные для «сборки» условия. На Земле это в совершенстве проделывают вирусы – суть молекулярные машины. Также жизнь не просто химическая система, это система автокаталитическая (т. е. способная к самоподдержанию).

На сегодняшний день молекулярную эволюцию можно проследить поэтапно (ключевые этапы теперь известны, и они соответствуют поставленным выше проблемам).

Прежде всего, об образовании органических веществ in vitro из неорганических было известно ещё в начале XX века. Затем были открыты в природе простейшие автокаталитические системы (чёрные курильщики). Чуть позже простейшие автокаталитические системы были исследованы (http://elementy.ru/lib/25618/25620). Открытие рибозимов – каталитических РНК (Нобелевская премия за 1989 год) позволило выдвинуть гипотезу РНКового мира.

Важной, на мой взгляд, и на сегодняшний день неразрешённой проблемой является проблемы билипидной мембраны. Результаты работ Опарина и Холдейна наводят на мысль, что сначала возникла мембрана, а затем уже в ней всё остальное. РНКовый мир же (по крайней мере, в чёрных курильщиках) существовал безо всякой мембраны, и непонятно, когда туда забрался. А мир РНК – это уже способность и к воспроизведению, и к запоминанию изменений. По крайней мере, чтобы существовать вне циркулирующего источника энергии, мембрана была нужна.

Но проблема заключается в том, что РНК весьма неустойчива. Может быть, на первых этапах ошибки и изменения в матричной РНК были и полезны (множество новых мутаций – хотя сомнительно), но неизбежно это в перспективе грозило потерей способности к воспроизведению. А вот если заменить в рибозе во втором положении гидроксогруппу на атом водорода, то:

а) получим более устойчивую матрицу для синтеза;

б) разносим процесс синтеза матрицы и наработки белков (создаём некий «эталон»);

Как произошёл этот переход, мы не знаем, да и не узнаем никогда (Григорий Моисеевич, может, и застал этот момент, но распространяться об этом отчего-то не любит): важно то, что это было возможным (в «бульоне», где плавала рибоза, дезоксирибозы было достаточно), и к этому были объективные предпосылки.

То, что мы получили, отвечает нашим требованиям к жизни. Подводя итог, хотелось бы привести слова академика Пармона: «рассуждая на пальцах, жизнь – это термодинамически наиболее выгодная форма существования супрамолекулярных систем».

А теперь про Господа Бога. Благодаря возможности существования критики дарвиновская теория, собственно, и является теорией, подпадает под критерий Поппера, что позволяет отличать её от разного рода странноватых идей, которые время от времени заселяют неокрепшие умы. Например, если некий маг, волшебник и доктор философских наук вдруг начинает утверждать, что простейшие формы жизни на Земле создал Бог, а дальше эволюция шла по Дарвину, то здесь с ним уже тяжело спорить, так как теория эволюции располагает множеством доказательств, а насчёт Творца – неверифицируемо.

Вопрос в другом. Всё, что приведено выше, позволяет (надеюсь, позволяет) обойтись без Бога общехимическими закономерностями. И тут из тени выходит философский принцип, в народе называемый бритвой Оккама, и рекомендующий не множить лишённые смысла, лишние сущности. Правда, это мешает махать кадилом и отменяет монополию на право считаться провайдером творца, получая за это профиты, но это уже совсем другая история.

Обратимся теперь к прочим возражениям. Одним из часто задаваемых сегодня эволюционистам вопросов является вопрос Бронна: «каким образом всегда случается, что многие части организма видоизменяются путём вариации и естественного отбора?». Дарвин ответствует, что все изменения происходят постепенно, сначала в одной части, затем в другой, а так как все они передаются все вместе, то и производят на нас впечатление, будто возникли одновременно. В качестве примера приводят эволюцию домашних животных, сетуя, правда, что невозможно проследить всю историю изменений. Так вот, на сегодняшний день такой эксперимент есть, и он был проведён в Лаборатории эволюционной генетики ИЦИГ СО РАН под руководством Дмитрия Константиновича Беляева. Это эксперимент по доместификации лисиц. Всего за 50 лет отбором (на неагрессивность по отношению к человеку) были получены лисицы, которые прямо-таки любят людей. Дикие животные относятся к человеку как к источнику опасности, при появлении людей они проявляют оборонительное либо агрессивное поведение. Доместифицированные лисы появлению человека радуются, стараются выказать всю свою доброжелательность: машут хвостом, принимают преданную позу, умильно смотрят и, не умея мурчать, издают доброжелательные кудахтающие звуки. Показано, что фонетический состав издаваемых звуков по сравнению с контрольными лисами различается значительно, появилось много новых звуков. Этих животных можно брать на руки, лисы очень спокойно с удовольствием будут чувствовать себя рядом с человеком. Однако, отбирая по одному признаку, все остальные тоже изменились: у добрых лисичек (а живут они в вольерах, их кормят) изменился ритм жизни, они не хотят охотиться, рыть норы, кроме того, мех у них не такой тёплый и пушистый (была идея их разводить, но шкурки быстро облазят).

Другим существенным противоречием против теории эволюции является существовавшая до недавнего времени систематика растений и животных. До масштабных исследований ДНК (в особенности митохондриальной, микросателлитной) родственные взаимоотношения строились по анатомическим признакам. Если в систематике животных последнее время произошли значимые изменения (прежде всего, были пересмотрены отряды), чему призван помочь, в том числе, и проект Genome 10K, то с растениями всё гораздо сложней.

Прежняя растительная систематика была основана на верном в более чем 99% случаев утверждении о том, что генеративные признаки более консервативны, нежели вегетативные. Что привело к интересным результатам. За примером не нужно далеко ходить – ястребинка, то, на чём «сломал зубы» Мендель. Систематика этого замечательного рода, у которого нарушен половой процесс (размножается апомиксисом), основанная на классических признаках, представляет собой образчик противоречия не только эволюционной теории, но и здравому смыслу.

Род ястребинка (Hieraceum) был разделен на два – Hieraceum и Pilosella. В 1989 г. вышел том «Флоры Восточной Европы» (примерно соответствует Европейской части СССР без Кавказа). Для этих двух родов, разработанных в соответствии с парадигмой классической ботаники – на основе различий по внешним признакам, в нем приводится в сумме 663 вида. В изданной в 2004 году книге «Ястребинки Сибири» указано 96 видов. По некоторым данным, на сегодняшний день в мире насчитывается 15000 таксонов ястребинки от вида и ниже. Такую изменчивость внутри рода (точнее, теперь уже внутри двух родов) трудно себе представить. Кроме того, ареалы видов существенно перекрываются, морфологически их не так легко отличить. По-видимому, ястребинка – это пример идущего на наших глазах видообразования, и пролить свет на реальное положение дел сможет тщательный генетический анализ.

В целом, геномы растений значительно больше и разнообразней, и, к сожалению, исследованы гораздо хуже. А ведь они таят много интересных особенностей. Их полиплоидные геномы содержат немало сюрпризов. Например, важным критерием вида у животных является барьер на межвидовое скрещивание. Хромосомная инженерия при работе с клеточными культурами животных – нечто из области фантастики. Чужие хромосомы в митозе не разойдутся. У растений же всё это (и этот пример часто приводится противниками теории эволюции как возражение против эволюции) перечёркивает тритикале – гибрид пшеницы (Triticum) и ржи (Secale). Существуют различные сорта этого растения, с разным хромосомным набором. Более того, показано, что если в ядро клетки пшеницы после удвоения хромосом вставить первую хромосому ржи (а они значительно различаются по размерам), то она отлично расходится в митозе в одну из дочерних клеток. Синаптонемный комплекс – важное условие прохождения митоза, значимую роль здесь играет гистон Н3 (по последним данным, он является связующим звеном между гистоновым кором и ДНК). Так вот, гомология между Н3 у секвенированных видов злаков (арабидопсис, рис, отдельные гены прочитаны у ржи, пшеницы, кукурузы и есть в базах данных) 98% и выше. При этом у животных различия гистонов (как в нуклеотидной последовательности генов, так и в аминокислотной последовательности белков) обычно выше.

Подводя итог, отмечу, что достижения современной эволюционной биологии, а главное, их доказательность оставляют небольшое поле для возражений, большинство из которых предстоит решить будущим поколениям исследователей.