Алексей Маслов

Дорогой мистер Дарвин, здравствуйте.

Мы не общались с Вами лично, а лишь случайно пересекались взглядами: Вы смотрели на страницы «Происхождения видов» как автор, а я, впрочем, с должным вниманием, как читатель. Собственно, наше заочное знакомство и началось с этой книги, потрёпанной, заложенной на трети, с неразборчивой дарственной надписью и Вашим адресом вместо постскриптума. Ни я, ни мой хороший знакомый, порекомендовавший мне «Происхождение видов» как книгу весьма интересную и как нельзя лучше подходящую для неторопливого вечернего чтения, не можем разобрать этих второпях написанных строк – да это и не важно. Рекомендацию касательно вечернего чтения я выполнил весьма старательно, перелистывая страницы исключительно по ночам.

Вы знаете, случайно заложенная глава «Разнообразные возражения против теории естественного отбора» оказалась настолько интересной, что я, пожалуй, посвящу её обсуждению всё своё письмо. Идея собрать возражения в одной главе, тем самым предотвратив хотя бы часть неизбежной критики, сама по себе уникальна, ведь обычно о трудностях и возражениях предпочитают промолчать в надежде на то, что их не заметят сразу. С каждым годом мы узнаём о механизмах окружающего всё больше, и чем позже возражение возникнет, тем проще на него ответить, ведь так? Но Вы смогли ответить на них сразу, и сейчас я лишь хочу ещё раз просмотреть эту главу и поискать аргументы вместе с Вами. Да, интересно заметить, что год выхода «Происхождения видов» чем-то помечает вещи и идеи, словно предрекая им долгую жизнь. До сих пор процветают основанные тогда компании виноделов, и распространившееся по Европе шампанское с новым вкусом и ароматом до сих пор не нашло своего аналога. Подобно сортам хорошего вина, возражения против теории естественного отбора не сильно изменились, а лишь обрели новое облачение, новые умы. Сейчас опровержения теории естественного отбора чаще обсуждаются в бульварной прессе, нежели в научных кругах, да и воспринимаются с меньшей долей серьёзности.

Давайте же перейдём к обсуждению возражений, перечисленных в главе. Вам писали, что (согласно палеонтологическим и историческим данным) есть виды, которые не менялись в течении длительного времени. М-р Луис говорил о относительной неизменности египетских растений и животных, считая это аргументом против существования естественного отбора. Вы ответили ему, что и условия на территории современного Египта не менялись уже давно, а, следовательно, нет основания для действия отбора, так как в постоянных условиях каждая особь нового поколения уже приспособлена к условиям среды, и новые изменения не будут закреплены, так как вряд ли повысят и так высокую приспособленность. По большому счёту, мне нечего добавить к достаточно логичному тезису «естественный отбор не работает, если не изменяются условия окружающей среды, критичные для приспособленности». Разве что стоит упомянуть, что теперь мы немало знаем о генах, влияющих на все признаки организма, и о причинах случайных изменений признаков — случайных же мутаций, которые могут быть подхвачены отбором. Но, в случае египетских животных и растений, неизбежно возникающие мутации исчезали при рекомбинации генетического материала.

Посмотрим на возражения м-ра Бронна. Во-первых, он интересуется совместным существованием вида и его уклоняющейся разновидности. Вы отвечали на это, говоря об условности понятия вида и разных условиях, к которым приспособлены вид и разновидность, умозрительно выделенные м-ром Бронном. Не останавливаясь на этом подробно, хочу сказать, что сейчас Ваш взгляд на вид разделяют многие учёные, это искусственно введённая категория, которая кроме удобства несёт ещё и проблемы. Ну а вторая часть ответа совершенно верна, и новая разновидность приспособлена к слегка другим условиям среды, чем исходный вид (ведь она образовалась в результате действия естественного отбора). В XX веке русский учёный Гаузе сформулировал, а затем подтвердил экспериментально принцип конкурентного исключения. Правда, он сформулирован для разных видов, попадающих в сходные условия (экологическую нишу) и гласит, что один из конкурирующих видов будет побеждён, либо найдёт себе новую экологическую нишу (то есть возникнут и закрепятся адаптации, которые позволят ему существовать в новых, отличных от первоначальных, условиях). Подобную аргументацию можно использовать и для ответа на вопрос о виде и его разновидности.

Но м-р Бронн задаёт ещё один вопрос — почему многие признаки (даже в случае действия искусственного отбора) модифицировались одновременно. Искусственный отбор ведётся человеком по одному определённому признаку — почему тогда меняются несколько? Остаётся лишь восхищаться Вашим ответом на этот вопрос, ведь вы предвидели то, что сейчас описано и кажется достаточно очевидным. Те самые гены, контролирующие развитие и жизнедеятельность организма, обладают множественным эффектом, действуя сразу на несколько клеточных процессов, и, не вдаваясь в детали — влияя на несколько признаков организма. Сейчас мы можем с уверенностью говорить, что описываемое м-ром Бронном явление — результат так называемой плейотропии генов. А ведь есть гены, контролирующие синтез и транспорт гормонов, а также рецепцию этих гормонов клетками организма, и если в результате отбора преимущество получают особи с изменённой дозой гормона (или изменённым временем его секреции), то эффект не ограничится одним признаком. Бывает (и это показано современными исследователями), что клетки организма приобретают чувствительность к гормону в результате случайных изменений, и такой эффект может быть адаптивным, а, следовательно, имеет шансы на закрепление. Многие гормоны, транскрипционные факторы и другие вещества, регулирующие деятельность организма, объединены в семейства и ряды на основании родства — это значит, что они, подобно отдельным популяциям и видам, возникли из общего предка (имеющего похожую структуру) и эволюционировали под действием различных факторов. Например, однажды возникший стероидный гормон надпочечников, по одной из версий, дал две крупные ветви гормонов — минералокортикоиды, регулирующие водно-солевой обмен, и глюкокортикоиды, в большей степени регулирующие углеводный обмен. Несмотря на такие разные функции, эти гормоны синтезируются в одной железе, кроме того, они имеют общие стадии синтеза и (в большей или меньшей степени) реагируют на изменение уровня АКТГ — гормона гипофиза, и это лишь одно звено сложной сети взаимодействий, влияющих на интегральные признаки, по которым может идти отбор. Думаю, что подобный пример не оставил м-ру Бронну шансов на дальнейшие сомнения.

А сомнения были — ведь м-р Бронн (совместно с месье Брока) выдвинули ещё одно весомое возражение. И правда, есть признаки, на которые не может действовать естественный отбор просто потому, что они не адаптивны и не вносят никакого вклада в общую приспособленность организма. Эти господа способны привести массу примеров из мира растений, да Вы и сами размышляете о том, как сильно различается значимость признака для его носителя и для систематика, хватающегося за любую возможность отнести исследуемый живой организм к одной из выдуманных категорий, называемых видом. Часто это бывают несущественные для выживания признаки, и это логично — ведь внутри мелких систематических единиц (например, внутри группы близких родов) сильно варьируют (и, следовательно, могут быть использованы для идентификации) именно «бесполезные» признаки, так как они не поддерживаются естественным отборам и вообще не подвержены его действию. Почему тогда общий вид растения сохраняется из поколения в поколение, и спустя сотни проросших семян и опылённых цветков мы всё ещё может различать виды растений по тем же самым критериям, по тем же самым неадаптивным отличиям?

Опять два ответа. Первый дали Вы, и мне нечего добавить к этой аргументации. Играя на том же поле и приводя примеры из мира растений, Вы даёте понять всем читателям, что мы слишком, слишком мало знаем об адаптивности признака – ведь мы можем только предполагать о полезности или вреде определённой формы и длины лепестков. Возможно, что мы ошибочно полагаем некоторые признаки несущественными, не зная об их роли в жизни организма и механизмах её реализации — а если есть роль, есть смысл, то есть и отбор, который не позволит потерять этот смыл до тех пор, пока он будет адаптивным. Сейчас мы знаем, что многие признаки могут иметь неожиданный адаптивный характер. Взять хотя бы словарный запас человека — психологи из Ноттингемского университета показали, что мужчины используют редкие слова для того, чтобы повысить свои шансы на развитие отношений с противоположным полом, стало быть обширный словарный запас адаптивен для мужчин. Похожим свойством обладает и чувство юмора, которое (по мнению американских исследователей) является интегральным показателем умственного развития.

Но есть и второй ответ. Мы уже говорили м-ру Брока о множественности эффектов генов. Возможно, того количества поддерживаемых отбором адаптивно осмысленных признаков вполне достаточно для того, чтобы сложная система генов организма работала именно так, как в предыдущем поколении; достаточно для того, чтобы не было вариации по (с нашей точки зрения) признаком, не вносящим вклад в общую приспособленность. Тем не менее, есть признаки, уходящие из-под действия естественного отбора и сильно варьирующие внутри вида. Такой изменчивости часто подвержены рудиментарные — потерявшие функцию — органы. Ненаправленные мутации генов и их случайная рекомбинация создают основу для существования разнообразных форм, разнообразных степеней выражения одного и того же признака — то есть для внутривидового полиморфизма по этому признаку.

После этого интересно обратиться к Вашим рассуждениям о том, как приобретение функции может повлиять на закрепление несущественных уклонений. Каждое такое уклонение обусловлено генетически, и как только такое (возможно, изначально бессмысленное) сочетание обретает функцию — оно закрепляется естественным отбором и передаётся в ряду поколений, причём некоторые консервативные последовательности позвоночных не сильно отличаются от их аналогов у одноклеточных животных. На этом основан один из методов определения самого факта действия естественного отбора. В ддвух словах, в кодирующем белок гене с течением времени накапливаются мутации. Некоторые из них (несинонимичные) могут привести к смене структуры (и, соответственно) функции белка, а некоторые (так называемые синонимичные) не меняют белкового продукта. Таким образом, отбор «видит» лишь изменения белков, которые могут прямо или косвенно влиять на приспособленность целого организма, и накопление несинонимичных мутаций говорит об отсутствии действия естественного отбора. И наоборот, обретение белком функции (естественно, мы исходим из того, что функция адаптивно полезна) стабилизирует кодирующий его ген — ведь теперь каждая меняющая или ослабляющая функцию замена невыгодна, так как она снижает общую приспособленность организма.

Это можно проиллюстрировать на примере гормонов и их рецепторов. Не вдаваясь в подробности, гормон становится гормоном только после обретения функции, и эта функция формируется естественным отбором «на месте», исходя из сложившейся ситуации. Если в данных условиях повышение концентрации вещества — будущего гормона воспринимается клетками организма так, что генерируется адаптивный ответ, то структура такого гормона (и его рецептора) становится неизменной, так как отбор идёт против организмов без такого адаптивно полезного механизма. Гормон же приобретает функцию — регуляция того процесса, при котором повышается его концентрация.

Также на примере гормонов и их рецепторов видно, как легко потерявшие адаптивную функцию гормоны накапливают мутации, нарушается взаимодействие гормон-рецептор, и такие несущественные признаки больше не подвержены стабилизирующему действию естественного отбора.

Вы пишете о чешуе рептилий и пере птиц, которые (как признаки, объединяющие большие группы) привлекают внимание человека и, очевидно, были переданы от общего предка всем рептилиям и птицам соответственно, причём для общего предка наличие определённого типа покровов было несущественным. Сам факт закрепления такого признака говорит о раннем приобретении функции, а также о родстве организмов, несущих такой признак (покров). Сейчас мы можем изучать родство организмов, анализируя последовательности их ДНК, оценивая, как давно разошлись от общего предка те или иные современные формы и строя систематику на основе сходства нуклеотидных последовательностей — значительное отличие от использования, по Вашей формулировке, «признаков небольшого жизненного значения».

Давайте, наконец, поговорим о доводах двух джентльменов, которые приводят принципиальные возражения против того, что случайно возникающие мелкие изменения могут быть поддержаны естественным отбором и переданы в ряду поколений. Это м-р Майварт и Дженкин, чьи возражения принципиально отличаются друг от друга. М-р Майварт — сторонник мутационизма, и смысл каждого его возражения в приведении факта, который объясняется теорией резких, скачкообразных изменений лучше, чем теорией естественного отбора. А Флеминг Дженкин формулирует свой знаменитый кошмар, сомневаясь в последнем звене — передаче в ряду поколений. Он считает, что возникшие полезные приобретения будут неизбежно потеряны потому, что они возникают у одной особи. Особь с полезным, адаптивным, удачным признаком вынуждена скрещиваться с остальными, «обычными» особями популяции и поэтому случайно приобретённый признак будет потерян. В качестве примера он приводит ряд потомков белого человека, попавшего на остров с темнокожим населением — каждое следующее поколение метисов будет более тёмный цвет кожи, пока, наконец, отличия от коренного населения не исчезнут, и случайно появившийся в популяции признак не будет потерян. М-р Дженкин считает, что для достижения эффекта такие изменения должны появляться у большого количества, и Вы придали большое значение его доводам. Время показало, что Дженкин построил логически верное возражение Вашей теории, основываясь на принципиально неверной теории наследственности. Теперь мы знаем, что однажды возникшая мутация может (находясь в рецессивном состоянии, не проявляясь в фенотипе и не подвергаясь действию естественного отбора) передаваться в ряду поколений в неизменном виде и однажды получить шанс на увеличение своей частоты. Новый полезный признак не пропадает через несколько поколений, хотя и не распространяется в популяции стремительно, словно ветер, мгновенно меняющий причёску каждого в толпе. Возможно, эффект возникшей однажды мутации никогда не будет замечен и не будет даже лёгкого бриза на пляже фенотипических проявлений, но шанс на закрепление адаптивной мутации имеется, и это позволяет нам с лёгким сердцем оставить кошмар Дженкина и перейти к обсуждению аргументов м-ра Майварта (а их у него немало).

Начнём с того, что (по мнению м-ра Майварта) естественный отбор не может объяснить начальных стадий приобретения полезных черт, закрепления адаптивных признаков. Он рассуждает на примере жирафы — как могла возникнуть подобная форма? Почему он возник там, где обитает сейчас и (раз такая форма так выгодна) почему в мировой фауне нет разнообразия форм, похожих на жирафа? На эти вопросы сложно дать ответ, но не стоит забывать, что новые формы возникают не потому, что в данных условиях выгодно иметь длинную шею и крупные размеры, но потому, что тенденция к увеличению общих размеров и длины шеи адаптивна и поддерживается отбором в данных условиях. Можно предположить, что подобные условия сложились в Африке и не сложились в Южной Америке. Вы говорите о том, что в Южной Америке не найдено форм, способных сравниться с африканскими животными по размерам — вот и одна из возможных причин отсутствия латиноамериканских жирафов. М-р Майварт не знал о том, что в Южной Америке будут найдены вымершие ископаемые формы большого размера — а, значит, в тех условиях большой размер не был адаптивным, и «не было места» жирафоподобным формам.

Также м-р Майварт сомневается в том, что первоначальные, малые уклонения будут «замечены» естественным отбором, раскрывая это на нескольких примерах. Никто не сомневается в адаптивности китового уса, но мог ли он возникнуть путём постепенных уклонений? То ли дело крупные мутации, резко меняющие фенотип и поддержанные отбором — они, без сомнения, могут сформировать новый признак, новый вид. Вместо возражений укажем на то, что журнал географического общества США не так давно опубликовал серию ископаемых переходных форм, становящихся всё более похожими на современных китов с течением времени. Но у м-ра Майварта есть и ещё один пример — начальные стадии мимикрии. Разве они — незаметные, мельчайшие элементы будущего сходства — могут быть поддержаны естественным отбором, тем более когда есть такая замечательная альтернатива в лице скачкообразных изменений? И снова апеллируем к нашему незнанию — мы можем лишь строить предположения об адаптивности признаков так же, как и об их заметности для хищников. Ведь эти «незаметные» изменения воспринимаем не мы, а, например, птицы с высокой остротой зрения, и повышение частоты выживания особей, несущих такие уклонения, в конечном счёте может привести к наблюдаемым нам поразительным примерам сходства, возникшим благодаря мелким уклонениям и отбору. Можно лишь добавить, что мимикрии путём естественного отбора противоречит теории скачкообразных изменений, зато не противоречит законам современной популяционной генетики, о которых не знал м-р Майварт.

На этом разнообразные возражения против Вашей теории заканчиваются, а, как я уже писал, новые поколения учёных не сформулировали принципиально новых аргументов «против», зато не поскупились на аргументы «за», и некоторые из них я упомянул в этом письме, стремясь помочь Вам ответить на письма противников теории происхождения видов путём естественного отбора. Впрочем, время и здравый смысл сделали больше, чем я: Ваша теория до сих пор сильна и лежит в основе нашего миропонимания.

Этими словами я заканчиваю своё письмо и желаю Вам в избытке времени и здравого смысла — этих лучших помощников в любых начинаниях.