А А Травин

№ 1, 1997 г.

Этюды по теории и практике эволюции

А.А.Травин

1. Отбор:

О пользе метафор, или Давайте договоримся о терминах

Чарльз Дарвин, как всем известно, - фигура в науке одиозная. А ведь, казалось бы, он в принципе только и сделал, что на основании наблюдений и дальнейшего логического осмысления действительных фактов предположил наличие в природе ряда факторов, благодаря которым может идти (и идет) развитие живого, то есть эволюция. Прошло более ста лет, а споры по этому поводу не утихают. И вот что удивительно: сегодня, когда молекулярная биология и молекулярная генетика (о появлении которых Дарвин, понятно, не подозревал) развиваются столь стремительно и общая, сугубо формальная логика автора "Происхождения видов" могла бы показаться анахронизмом, все чаще слышишь фразы типа "старик был, как всегда, прав" или "учение Дарвина имеет потрясающую особенность - подтверждаться". Ну, конечно, подтверждаться не во всем. Но - в основе. Как нынче говорят, концептуально. А следовательно, это и впрямь теория, то есть система воззрений, непротиворечивая, во-первых, достаточная для объяснения сути, во-вторых, и обладающая прогностической силой, в-третьих. Все так. И то, что с тех пор, концептуально опять же, главные, дарвиновские, факторы эволюции никто, так сказать, не отменил, - еще один довод в пользу гениальности Старика. А что до самих факторов, то они всем нам теперь хорошо известны: наследственность, изменчивость и отбор.

Поговорим сегодня о последнем.

Между прочим, сам Дарвин чаще употреблял термин "подбор", тем самым как бы смещая акцент от механизма (собственно отбора) к результату, то есть к тому, кто и за счет чего оказывается наиболее приспособленным к данным, конкретным условиям среды - подбирается ими. Вот это - упомянутое выше смещение акцента - значимая деталь. Ведь результат, то есть уже осуществленное (выжил! приспособился!), для природы куда важней, чем механизм этого осуществления. Да и есть ли, строго говоря, сам механизм? Что это такое - отбор? Если образно, то это - проверка на адекватность, в биологическом смысле - на адаптивность: так ли широка норма реакции индивида (особи), чтобы стать "своим" в среде с ее конкретными параметрами. То есть отбор - это некий ОТК (отдел технического контроля), бездумно, бездушно, как бы сугубо механически производящий отбраковку несоответствующих - тех, кто "своим" стать не может и (что важно) не должен передать свои гены следующему поколению. Но это, повторим, образ - недаром, кстати, Дарвин, рассуждая об отборе и борьбе за существование, не раз уточнял, что оперирует этими понятиями в некоем метафорическом смысле.

Пластичность, тонкость пояснений, метафоричность вводимых понятий и определений - удел слишком думающих первооткрывателей. Ученики и последователи, уже не столь гениальные, берут от учителя лишь то, что им видится главным, и тут сомнениям и образности места уже не остается. Так происходит догматизация учения. А самого учителя, чтобы подправить учеников, уже нет - только памятник...

Итак, образ. Отбор, повторим, - это ОТК, в задачу которого входит отбраковка менее приспособленных. Тупая задача, нетворческая... Ну, а если рассуждать не образно и всерьез, то тогда поначалу надо договориться о понятиях и терминах. Это необходимо, ибо примеров путаницы, неверного истолкования сути отбора, заблуждений по его поводу - огромное число примеров, и даже в трудах прижизненно бронзовеющих ученых.

Первое из подобных заблуждений сводится к якобы активной, творящей функции отбора. "Отбор создал", "отбор породил" - фразам, подобным этим, несть числа!.. Так вот, поймем и запомним раз и навсегда: отбор ничего и никого не создает, не сотворяет. Это, так сказать, залог не действительный, а страдательный. Что действительно - так это природа. Творит - она. И все сотворенные ею новые формы должны быть испытаны. На что? Вот постановка именно такого вопроса и ответ на него, причем ответ именно по сути, - и есть главное.

Пока же, чтобы покончить с заблуждением о творящей, активной роли отбора, предложим еще один образ. Видообразование и отбор - это система "ключ - замочная скважина". Благодаря изменчивости каждый вновь созданный ключик проверяется на соответствие замочной скважине.

Открыл дверцу - значит, ключик оказался золотым: получен пропуск в эволюционное будущее. Сотворить такой ключик - дело хоть и замешанное на случайности, но само по себе тонкое, а замочная скважина - безразлична и тупа.

И вот теперь, чтобы в дальнейшем пребывать в единой понятийной системе, подойдем наконец к главному и определим его. Отбор - понятие видовое, популяционное, а не индивидуальное (это ясно: живая природа, ее эволюция основаны на примате вида, а не индивида; что до последнего, то справедливо говорить о его выживании, адаптивности, а не о его отборе). Отсюда вопрос: какая популяция с биологической точки зрения будет считаться благополучной? Ответ: та, в которой численность выживших и способных к репродукции индивидов (особей) достаточна для воспроизводства и сохранения необходимой численности следующего поколения.

Заметили? Для того чтобы реализовать конечную видовую цель - создать новое и обязательно жизнеспособное поколение, - необходимо следующее: выжить; выжив, дожить до половой зрелости и размножиться; размножившись, довести "до ума" своих потомков (последнее представляет собой видовую задачу лишь для части видов). Стало быть, с позиций отбора жизнь, точнее, ее благополучие, - это возможность последовательной и обязательной реализации трех означенных этапов.

Потому-то и типов отбора тоже три: отбор на выживаемость (жизнеспособность в принципе), отбор на размножаемость (дожить до репродуктивного возраста и размножиться) и отбор на продолжительность жизни (после размножения прожить еще n лет, необходимых для кормления, защиты и первичного обучения потомства). И все это, подчеркнем еще раз, на видовом, популяционном уровне - то есть определяемое через численности: столько-то выжило, столько-то размножилось, столько-то родилось потомков... Так? Так, да не так. Точнее, не совсем так. Отбор - это "немного" не то.

В середине 60-х годов лекции по физиологии студентам-медикам, наравне с почти великим ученым, но посредственным лектором П.К.Анохиным, читал невеликий ученый, однако блестящий педагог В.А.Шидловский. Свои лекции он закручивал прямо-таки в детективные сюжеты и чеканил их так, что даже лодыри (будущие организаторы советского и постсоветского здравоохранения) хватали ручки и, словно загипнотизированные, записывали. Шидловского, как истинного актера, это вдохновляло еще более, и потому иногда он демонстрировал нам свой коронный номер. После перерыва между первым и вторым лекционными часами, дождавшись, пока мы вновь рассядемся по местам и утихнем, он вопрошал бархатистым качаловским баритоном: "Все, что я говорил в течение первого часа, записали?" И в ответ на наше дружно-радостное "да" продолжал абсолютно серьезно: "А теперь пишите: "Все, что говорено в течение первого часа, есть неверно". (Пауза. Мертвая тишина. Шидловский удовлетворенно, по-прежнему без тени улыбки, оглядывает весь амфитеатр аудитории.) "Неверно, - следовало затем вновь. - Потому что..." И сюжет очередной истории-загадки из сферы физиологии начинал раскручиваться в обратном направлении - к истине...

Воспользуемся приемом незабвенного лектора и скажем, пусть и не столь, как он, категорично: некоторые из приведенных выше положений, касающихся отбора, отчасти неверны. Потому что... потому что если отбор - некая функция как бы со знаком минус (отбраковываются, в терминах Дарвина, наименее приспособленные), то должна быть соответственно и функция со знаком плюс. Так? Разумеется. И эти две функции не могут не быть как-то взаимосвязаны. Ну хотя бы так: чем меньше (или больше) давление отбора, тем, наоборот, больше (или меньше)... что? Верно, приспособленность. И приспособленность, конечно, не на индивидуальном уровне, а опять же на популяционном. Под этим, уже вполне конкретным, а не образным понятием биологи разумеют в общем виде не что иное, как вероятность - вероятность для популяции (или ее части) передать свои гены следующему поколению. (Величина эта относительная: она рассчитывается как отношение среднего числа потомков на поколение в исследуемой части популяции к такому же показателю в сравниваемой или общей популяции.) Если приспособленность популяции равна единице, популяция хорошо приспособлена и стабильна (давление отбора равно нулю, то есть отбора нет); если больше единицы - популяция обладает повышенной приспособленностью (не только отсутствует давление отбора на данную популяцию, но существуют еще и некие факторы, обеспечивающие селективное преимущество этой популяции); ну а если приспособленность меньше единицы, то... да, вот тут-то и возможно говорить об отборе - вернее, о том, что мы под ним подразумеваем.

И что же он? Конечно, не механизм, то есть нечто действительно материальное, обладающее специфической функцией. Отбор - это тоже всего лишь вероятность - дополнительная к приспособленности. И если приспособленность для какой-то части популяции составляет, например, 0,7, то показатель, получаемый с помощью элементарной процедуры 1 - 0,7 = 0,3 (а это и есть показатель давления отбора), говорит о том, что шанс не передать свои гены в должном количестве (то есть не создать необходимой численности потомства для поддержания стабильности данной популяции) составляет 0,3, или 30%. Вот и все про отбор, если строго. Он, повторим, и вправду - образ, метафора, а по сути - величина, величина статистическая, вероятностная, исчисляемая через приспособленность и показывающая, насколько популяция не дотягивает до того, чтобы быть приспособленной стопроцентно. А вот за счет чего не дотягивает, за счет каких факторов, снижающих приспособленность, - это уже другая история, которой посвящены тома научной литературы. Вся медицина, скажем, и в особенности педиатрия, - это ведь, если вдуматься, не что иное, как энциклопедия факторов отбора (болезни, болезни... точнее, причины, их вызывающие). А помимо медицины есть еще кое-что. Генетика, например. Ей-то про отбор - в его истинном понимании - известно самое, пожалуй, существенное. Вот об этом сейчас и упомянем вкратце.

Странно, но и многие биологи, научные исследования которых так или иначе связаны с генетикой, нередко пребывают в заблуждении относительно того, насколько выражен эффект естественного отбора на современном этапе развития человека как вида. Вот тезис, так щедро размножившийся в научной (в том числе социологической) и научно-популярной литературе: сегодня, в условиях цивилизованного общества, человек фактически вышел из-под влияния естественного отбора.

Ну, откуда ветер дует, вполне понятно. Из славного прошлого, когда, воспитывая подрастающее поколение, не ждали милостей от природы, а детерминистский стиль мышления насаждали, как картошку при Екатерине. К тому же ясно, что быть в зависимости от каких-то случайных, слепых сил советскому человеку никак не годилось, - потому-то, кстати, и от генетики отшатнулись, как от силы чуть ли не мистической, глазу невидимой, директивами не управляемой. Так что приведенный выше тезис справедливо можно считать признаком нашенским, благоприобретенным и во втором-третьем поколении наследуемым. Ну, от генетики отшатнулись, и результат - неинформированность, дефицит причинного стиля мышления и, опять же, терминологическая путаница.

Под естественным отбором многие понимают некие негативные силы, воздействующие на индивида, особь, а точнее, на их совокупности, - то есть на тех, кто уже родился, растет (вырос), короче говоря, живет. Что ж, такой отбор - опять же образно, метафорически, - действительно есть, и его типы мы упоминали выше: отбор, во-первых, на выживаемость, во-вторых, на размножаемость и, в-третьих, на продолжительность жизни.

Вот под этими типами отбора - отбора, которому подвержены живущие индивиды, - зачастую и подразумевают весь отбор. И делают принципиальную ошибку. Потому что это отбор далеко не весь и, между прочим, по эффекту (результату) не самый значительный.

Давайте в этом убедимся, но сначала перечислим "недоучтенные" типы отбора. Это: отбор презиготный (отбор на стадии образования гамет), отбор зиготный, отбор эмбриональный, отбор пренатальный (дородовой), натальный (в период родов) и постнатальный (послеродовой). Вслед за этим - период младенчества (до годовалого возраста), и вот с данного момента, как многим думается, и выступает на авансцену Господин Отбор. А он, оказывается, выступил много-много раньше (только остался неразличимым в потемках) и принялся за свое мрачное, а с позиций природы - исключительно необходимое и полезное дело.

Вот всего лишь несколько фактов из многих, которыми располагает генетика. Распознавание беременности - это только около 50% от всех зачатий. А остальные 50%? тут следующее: либо оплодотворение яйцеклетки было неполноценным (фактически - нет оплодотворения), либо произошло раннее прерывание беременности, замаскированное под так называемую задержку менструации. Отбор? Да, отбор: жизнеспособной оказалась только половина зигот (эмбрионов). Другую же половину скосил мутационный процесс: генные (точечные) и хромосомные (крупные) приводящие к патологии изменения в гаметах, зиготах, а также в эмбрионах на самых ранних стадиях их развития.

Но и это не все. Почти 15% всех зарегистрированных беременностей (то есть начиная примерно с 4-5-й недели) прерываются спонтанными абортами. Да, не во всех случаях здесь, так сказать, повинна генетика, однако частота одних только хромосомных аномалий, ставших причиной выкидыша, впечатляет не в меньшей степени: треть от упомянутых 15%.

Еще факт. Более 5% всех зигот гибнут из-за несовместимости соединившихся яйцеклетки и спермия по антигенам системы АВО. Да-да, это те самые, всем известные антигены, определяющие основные группы крови человека. А помимо подобной антигенной несовместимости известны и многочисленные другие: ведь антигенов различных классов и видов - огромное количество. И вот если подвести черту под всеми этими, а также не упомянутыми здесь процентами, то выяснится: лишь одно зачатие из семи приводит в конце концов к рождению ребенка. Одно из семи, 15%... Выходит, в остальных шести случаях наша приводящая к зачатию счастливая деятельность по воспроизводству потомства заканчивается ничем. Никем, точнее.

Вот вам и отбор. Мощный, беспощадный. Все нежизнеспособное или мало жизнеспособное - вон! Это брак. Брак, и в него попадает и то, что представляет собой, по сути, пробы, поиски эволюции, такие, которым места под солнцем сегодня пока нет.

О последнем - пробах эволюции - мы еще поговорим, а сейчас отметим напоследок главное. Сущность человека - всегда в его биологии. И освободиться от действия естественного отбора человеку не удастся никогда. К счастью или к сожаленью. К счастью - для вида, к сожаленью - для индивида. Вечный парадокс!

Продолжение в № 2, 1997 г.

http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/NATURE/VV_SC10W.HTM

№ 2, 1997 г.

Этюды по теории и практике эволюции

А.А.Травин

Продолжение. Начало в N 1, 1997 г.

2. Мужчин беречь можно, но не нужно

Всем известно, что мужчина и женщина отличаются друг от друга вполне определенными привлекательными внешними особенностями. Однако уверен, лишь немногие знают, насколько различия между полами вообще и у человека в частности - разнообразны и глубинны. Удивительно: чтобы создать еще один способ размножения - половой, природа сотворяет разнополых существ, однако, не остановившись на этом, продолжает заниматься дальнейшей дифференцировкой своих чад столь тщательно и по многим направлениям, что впору спросить - зачем? Ведь основная цель - дать животному царству новый способ размножения - давно и успешно достигнута!

Две необходимые оговорки. Фразы типа "природа создала", "природа занималась" здесь и далее употребляются мной исключительно в образном, метафорическом, если вновь вспомнить Ч.Дарвина, смысле. На самом деле действия природных сил не направлены на решение какой-то задачи и, конечно уж, лишены конкретной цели - тут я решительный противник телеологического принципа Ламарка. Что есть, так это реальные, материальные физико-химические процессы, эффекты которых способствуют поддержанию наследственной изменчивости, а появление самих новых форм (или признаков) на основе этой изменчивости есть следствие случайных природных событий.

Оговорка вторая. Основополагающий принцип анализа явлений в эволюционной биологии, да и не только в ней, состоит в необходимости последовательной постановки трех главных вопросов и ответа на них: что, как (почему) и зачем (для чего). То есть на первом этапе следует выделить и всесторонне описать явление, на втором - исследовать его генез и механизмы развития, а на третьем - понять, для чего это явление возникло, чему оно служит, способствует. Без ответа на этот последний вопрос анализ будет всегда неполным - соответственно неполным останется познание сути анализируемого явления. Собственно, все изложенное и есть причинный стиль, или способ, мышления (Галилей: "Истинное знание есть знание причин"!), дефицит которого, и не в одной биологии, неизбежно приводит к регрессу, который, впрочем, в силу отсутствия того же причинного стиля мышления, долго не осознаваем.

Итак, разнополость у человека: что, как, для чего? Ну, ответы на первый и второй вопросы сегодня во многом даны вполне исчерпывающие, причем на разных уровнях - генетическом, биохимическом, морфологическом и так далее, даже психологическом. К примеру, известно, что по изначальной сути мужчина отличается от женщины следующим: в его геноме не две Х-хромосомы, а одна Х-- и одна Y-хромосома. Вот и вся разница. Казалось бы - всего лишь. А из-за этого "всего лишь" какие могучие различия! Во внешности, адаптации, жизнеспособности, стиле мышления, поведении... Кстати, о последних. Вероятно, многие уже запамятовали, что до недавнего времени наша отечественная (советская) наука была вынуждена отрицать тот факт, что психология и интеллектуальный уровень мужчин и женщин значимо различны. Понятно, в социалистической державе все обязаны быть равны. Поэтому помню, как в середине 70-х годов один из наших ведущих психологов, тогда занимавшийся адаптацией знаменитого американского теста MMPI для советского населения, рассказывал мне, что при подготовке монографии, дабы не раздражать высоких рецензентов, ему пришлось подравнивать статистические показатели, четко указывавшие на различия между полами по ряду интегральных, то есть обобщенных, психологических, поведенческих характеристик. Однако подравнивай или нет, а эти различия, как говорится, налицо. Зачем они?

Вот мы и подошли к третьему вопросу, главному, самому интересному. Зачем в ходе своего развития человек как вид, получив в наследство от эволюционных предков все разнообразие и всю глубину различий между полами, не только откорректировал их, но кое в чем и усилил? Ведь, повторяю, главное - половой способ размножения - было изобретено много раньше и досталось нам в качестве приданого!

Обратимся к фактам.

Женщины живут дольше. В пользу этого печального для противоположного пола заключения - вся мировая статистика, а что до времен "достатистических", то о том же говорят археологические находки. А вот данные самые современные: в США, Канаде, Франции, Германии, Японии и других развитых странах продолжительность жизни женщин в среднем на 5-6 лет выше, чем мужчин. В нашей, не слишком развитой стране этот разрыв в пользу женщин еще больше - свыше 13 лет. В общем, какую статистику ни глянь - закономерность четкая. Так было, так будет. Почему? Зачем?

Но если от стадии финальной, когда, по завершении жизни, фиксируют число прожитых лет, обратиться, напротив, к истокам жизни, то картинка получится с точностью до наоборот. Соотношение полов при рождении - в пользу мальчиков. По данным той же мировой статистики, в среднем на 100 рождающихся девочек приходится 106 мальчиков; иначе говоря, соотношение полов при рождении 1,06:1 в пользу мужского пола. Но это - так называемое вторичное соотношение полов. А что есть первичное? Первичное - то, которое при зачатии. Так вот, первичное соотношение полов - уж и вовсе предпочтительно мужское. Ну, со статистических позиций, конечно. Оценки тут разные, носящие экстраполяционный характер (на основе анализа соотношения полов среди выкидышей на разных сроках беременности), однако все говорит о том, что преобладание мужского пола при зачатии можно оценить соотношением 2:1. (Гипотез, в том числе неожиданных и остроумных, за счет чего происходит именно так, достаточно много, однако здесь не место их излагать, поэтому, как говорят в подобных случаях, я отсылаю читателя к соответствующей литературе - например, к классической монографии Курта Штерна "Основы генетики человека", М.:"Медицина", 1965.)

Итак, констатируем: мальчиков при зачатии - существенно больше (2:1), при рождении - ненамного, но тоже достоверно больше, к 50 годам соотношение мужчин и женщин выравнивается (около 1:1) и затем, после 50, начинает изменяться в пользу женщин, что в конечном счете и приводит к отмеченным выше показателям средней продолжительности жизни. А именно: женщины живут дольше. Почему? Потому что, как вы уже легко догадались, мужчины умирают чаще. На всех - подчеркиваю, всех - стадиях жизни: эмбриональной, в младенчестве, детстве, юности и так далее. Это - факты. И держа их в уме, не худо бы еще раз вопросить: почему? Почему мужчины умирают чаще? А более строго (более биологично) - почему существует предпочтительная смертность полов? И главное - зачем? На эти "почему" и "зачем" я непременно отвечу, но чуть ниже. А сейчас - еще немного прелюбопытной генетической статистики.

Речь пойдет о так называемых пороках развития, конкретно - о врожденных пороках сердца. Их частота в популяциях человека, с позиций медицинской генетики, не так уж низка - около 6 на 1000 новорожденных, однако, поскольку смертность детей с такими аномалиями высокая, то к 10-летнему возрасту частота врожденных пороков сердца составляет уже 1 на 1000. И среди детей с этой патологией преобладают... конечно, мальчики. Наследуются ли врожденные пороки сердца? Сложный вопрос. Наследуются, но не по Менделю, то есть не подчиняются законам наследования моногенных признаков. Вероятнее всего, эти аномалии связаны с изменениями нескольких или многих генов, а плюс к тому - с некими внешними или внутренними факторами. В результате генетик, анализирующий семьи, в которых родился ребенок с каким-либо врожденным пороком сердца, отмечает такую картину: среди близких родственников таких детей частота различных врожденных пороков сердца в 10 и более раз выше, чем в популяции (среди новорожденных). В подобных случаях говорят о так называемом семейном накоплении патологии, конкретные причины которого до сих пор не ясны.

Зато ясно другое, и вот именно это нам сейчас наиболее интересно. Оказывается, врожденные пороки сердца можно разделить, хотя и условно, на мужские и женские. То есть одни из этих пороков предпочтительнее встречаются у родившихся мальчиков, другие - у девочек. Начнем с последних, и неспроста.

К наиболее "женским" порокам сердца относят следующие. Это - незаращение, или дефект, межжелудочковой перегородки (в нашем четырехкамерном сердце между предсердиями, равно как и между желудочками, - плотные перегородки, чтобы артериальная кровь не смешивалась с венозной). Этот дефект - вообще наиболее частая аномалия среди врожденных пороков сердца, и девочки здесь встречаются раза в три чаще мальчиков. Очень значимое различие, согласитесь!

Не менее значимо оно и при другом дефекте - и тоже незаращении, на сей раз боталлова протока сердца, соединяющего аорту с легочной артерией. В норме у человека после рождения этот проток наглухо закрывается, и смешения артериальной крови с венозной не происходит. В противном случае - порок, соотношение полов при котором - 3:1 в пользу новорожденных девочек. Поэтому к "женским" порокам его относят с полным основанием.

А "мужские" пороки? Вот они. Первый - это коарктация аорты: стеноз (сужение) просвета аорты в месте перехода ее дуги в нисходящую часть, после отхождения основных артерий, питающих голову (сонных артерий) и верхнюю часть тела. В результате такого стеноза резко усиливается кровоток и повышается артериальное давление в сосудах головы, в то время как "низ" тела крови явно недополучает.

Близкие, по сути, пороки, преобладающие у мальчиков, - это стеноз аорты (в месте ее выхода из сердца), а также стеноз легочной артерии. И наконец, еще один относительно "мужской" порок, который следует упомянуть, связан с транспозицией (смещением положения) магистральных сосудов сердца, из-за чего происходит смешение артериальной крови с венозной, иногда вплоть до того, что аорта вместо артериальной крови несет венозную; понятно, в последнем случае порок несовместим с жизнью. Итак, мы поделили врожденные пороки сердца на "мужские" и "женские", поделили условно, конечно, на уровне статистики. Но поделить - еще не значит что-то обнаружить. Хотя, не сомневаюсь, кое-кто кое о чем уже догадался. Как впервые догадались еще в начале 70-х годов генетик В.А.Геодакян и клиницист А.А.Шерман. Все ведь действительно достаточно просто.

"Женские" пороки - вы обратили внимание? - это, как правило, недоделка того, что человек как вид успешно доделал, выходя из своего эволюционного прошлого. Незаращение межжелудочковой перегородки, незаращение боталлова протока... Незаращение! А должно быть, если говорить о норме, и именно человеческой, - заращение! Это, скажем, для амфибий, у которых открыто окно между предсердиями, - норма: смешение артериальной крови с венозной не грозит их благополучию. А человеку - грозит. Вот и получается: кое-что из того, что для наших эволюционных предков - норма развития, для нас - уже порок развития, и тут начинает жестко действовать отбор, чтобы убрать из человеческой популяции носителей этих эволюционно древних, ставших для человека вредными признаков. Вот потому-то столь высока смертность детей с врожденными дефектами развития. Недаром я упоминал о том, что эти дефекты могут наследоваться. А раз так, выносит свой приговор природа - они наследоваться, то есть передаваться дальше, не должны... Делаем предварительное заключение. "Женские" пороки сердца - это филогенетически древние состояния, не отвечающие тому, что для человека является нормой. Используя образ, скажем короче: "Женские" пороки - древние пороки. И вправду - так.

Остается разобраться с мужчинами - с их порочностью, точнее. В предыдущем этюде, где речь шла об отборе, я намеренно вскользь упомянул о том, что среди новых форм и признаков, возникающих в ходе эволюции, были и есть такие, которые можно рассматривать как пробы или поиски эволюции. Идет наработка - постоянно, впрок, потому что условия среды меняются, и вот может статься так, что кое-какие формы, прежде невостребованные, вдруг придутся в самый раз. А не придутся - значит, это брак, и отбор их безжалостно отринет. Но не странно ли, что уже в следующем поколении ситуация повторится: опять новая мутация и опять отбор? Не странно: это и есть равновесие между мутационным давлением и отбором (принцип, открытый нашим соотечественником В.П.Эфроимсоном еще в 1932 году).

Так вот, о пробах эволюции. Начну с ситуации трагикомической. В начале 80-х годов, в разгар застоя и повсеместного дефицита не только разума, но и самых необходимых продуктов питания, в ведущую медико-генетическую консультацию Москвы обратилась супружеская пара, пятилетний ребенок которой страдал каким-то непонятным врожденным нарушением обмена веществ. Тонкая биохимическая диагностика в конце концов дала ответ: это - новый, доселе не описанный дефект жирового обмена, проявляющийся конкретно в том, что организм ребенка не переносит... сливочного масла. Да, новая мутация, однако (если в таком деле дозволено пошутить) пришедшаяся на сей раз очень кстати: сливочное масло в то время исчезло с полок магазинов напрочь... Ну, шутка шуткой, а представьте себе ситуацию, когда в популяции появляются люди, которым масло не просто не нужно - оно им вредно! Выигрыш вдвойне: во-первых, такие индивиды, понятно, за маслом охотиться не будут (конечно, если пройдут диагностику и выяснят, отчего возникают симптомы болезни), а во-вторых, в отличие от нас, в масле нуждающихся, они в конце концов получат определенное селективное преимущество - то есть их жизнеспособность и воспроизводство себе подобных будут получше, чем у нас.

Ну, а что же пороки сердца? Удивительно или нет, но с некоторыми из них, и конкретно - "мужскими", ситуация в принципе та же. И наиболее зримо это проявляется в отношении упомянутого выше такого "мужского" порока, как коарктация аорты. Его особенность, если помните, в том, что вследствие стеноза определенного участка аорты существенно усиливается кровоток в системе сонных артерий. В организме происходит заметное перераспределение объема циркулирующей крови: "верх" получает больше, "низ" - меньше... Догадываетесь, куда я клоню? В процессе эволюции, как нам известно, объем и масса головного мозга человека заметно наросли, в то время как мышечная масса, напротив, уменьшилась. И ясно почему: эволюция вела человека вовсе не под лозунгом "сила есть ума не надо"; скорее под таким: "главное - ум, а сила - дело десятое". Вела под этим лозунгом, ведет и будет вести. А растущий мозг надо обеспечивать питанием во все большем количестве. За счет чего? За счет увеличения объема циркулирующей крови...

Вот и возникает из поколения в поколение с определенной частотой порок - коарктация аорты. Порок - на день сегодняшний (и вчерашний, понятно), но кто знает - может быть, вовсе не порок на день завтрашний. В копилке наследственной изменчивости припасено впрок многое - такое, о чем мы даже и не догадываемся. Припасено - и ждет своего часа. Возможно, он наступит; другой вариант - не наступит никогда. Но для вида в целом лучше так, чем оказаться неподготовленным к вдруг резко изменившимся условиям среды, в том числе социальной. Ну, а сегодняшняя расплата за возможный выигрыш в эволюционном завтра - гибель части вида, случайно получившей от природы такой "подарок".

Теперь вам ясно, зачем коарктация аорты? Для чего она нужна - точнее, будет нужна? Вот именно. Как заметил Эйнштейн, природа изощренна, но не злонамеренна. А один наш современный поэт уточнил: "В природе все случайно неспроста" (см. "Химию и жизнь ХХI", 1996, № 2).

Ну, а зачем, спросите вы, такие "мужские" пороки, как стеноз аорты, стеноз легочной артерии или транспозиция магистральных сосудов сердца? Не знаю. Пока не знаю. А гадать не хочу. Но "если звезды зажигают..." Делаем еще одно предварительное заключение, параллельное предыдущему. "Мужские" пороки сердца - это эволюционно новые состояния, в отличие от "женских" - филогенетически древних. Отдельные "мужские" пороки представляют собой пробы эволюции, и мутации, которые их определяют, резервируются для будущих эволюционных приобретений Homo sapiens.

Но это еще отнюдь не все ответы на поставленные вопросы, на наши "зачем". Например: зачем природа отдала древние пороки преимущественно женщинам, а пороки-пробы - преимущественно мужчинам? А затем, что каждому полу - свое, эволюционно и видово запрограммированное. Женский пол, по своей сути, - консервативный, сохраняющий эволюционный status quo вида. В видовой генетической памяти женщины - все эволюционное прошлое; изредка возникающие ошибки в подобной программе приводят к возврату, к возрождению пройденных человеком этапов эволюции. Так проявляются филогенетические древние состояния, которые для человека уже не что иное, как аномалии, пороки развития.

У мужчины роль принципиально другая. И это понятно, потому что природа (которая, по Эйнштейну, изощренна) не только эволюционно-биологические, но и социальные роли полов жестко дифференцировала. Как говорится, разделение труда. И какой же труд достался мужчине? В отличие от консерватора (женщины), - быть поисковиком. Уточню: добытчиком и - обязательно - поисковиком. Ибо если оставаться только добытчиком (добытчиком мамонта в первобытную эпоху или добытчиком денег - в эпоху нынешнюю), то рано или поздно ресурсы на территории проживания иссякнут и кормить семью станет нечем. Постоянное пополнение ресурсов (сегодня - доходов) возможно только путем поиска и освоения новых территорий, новых контактов и дел, новых сфер влияния и тому подобного. Да, в эволюционном вчера нужно было иметь сильное тело, но со временем, и, кстати, очень скоро, в главное вышла голова - ум. Постоянно искать и добывать следовало уже знания, ибо знания давали все - от хорошего урожая до... до чего угодно, до власти например. А кроме собственно знаний (практики) следовало еще и познавать - расширять представления не только о доме родном, но и о мире вообще, и о своей, человеческой, сути. Стало быть, пришел черед наукам и искусствам. И мог ли, спрошу я вас, поспеть за всем этим, стремительно происходившим, мозг мужчины, которому природа отдала роль поисковика, если бы время от времени она же, природа, не подбрасывала ему некие варианты наследственной изменчивости, облегчавшие выполнение основной (после необходимости участия в процессе размножения) эволюционной задачи - прогрессивно умнеть?

Вот потому-то мы и видим (хотя бы на примере врожденных пороков сердца), что у пола-поисковика даже пороки во многом тоже поисковые. Пробы. Ошибки и пробы. Перебор случайных вариантов развития для отыскивания новых эволюционных приобретений... Поэтому поисковик, мужчина, творя настоящее, по сути, устремлен в будущее. В отличие от консерватора, женщины, его эволюционная память коротка.

(Читателю ясно, что здесь представлены средние, типичные эволюционные портреты мужчины и женщины. Их, типичных, конечно, большинство, иначе вид как таковой не мог бы сохраняться и прогрессировать. А большинство - это и есть норма, и именно как норму такие типажи мы психологически воспринимаем. Поэтому промежуточные или крайние варианты, коих тоже хватает, зачастую вызывают у нас негативную реакцию. Например, женщины с выраженным мужским характером. Как правило, негативное отношение к подобным дамам - вовсе не иррационально. Ведь, по сути, дело вот в чем: недодав им в первом, то есть базисном, сугубо женском, природа недодала им и во втором, мужском: да, активность, работоспособность, энергичность, деловитость, нацеленность на результат, однако интеллектуальная основа - критичность, аналитичность, видение конечной цели - чаще всего недостаточна. Конечно, исключения были, есть и будут. Но все-таки... Даже великая Елизавета I, королева Англии, раздражала большинство своих современников тем, что оставалась девственницей. Не закономерно ли, что наши симпатии на стороне "полноценной" Марии Стюарт?)

Однако, как вы понимаете, за возможность получить надежный пропуск в эволюционное будущее виду приходится расплачиваться. И расплата эта шла всегда, причем самой дорогой ценой - повышенной смертностью тех же поисковиков (повышенной по сравнению с консерваторами). Почему - ясно: поисковик всегда пребывает в зонах повышенного риска. Он и охотник, и воин, и первопроходец, и первооткрыватель, и правдоискатель, и еретик, и преступник, и... ну, перечислять можно до бесконечности. А кроме того, оказывается, он в большей, чем женщина, степени подвержен многим болезням. И вот все это вместе взятое и приводит в результате к тому, что смертность мужчин выше и жизнь их более коротка, чем у женщин. Об этом, приводя цифры, я говорил выше. И там же, если помните, упоминал о том, что и в дородовой период мужские эмбрионы и плоды погибают куда чаще женских. Почему? Да потому, что природа ставит свои эволюционные эксперименты преимущественно на всем, что имеет отношение к мужскому полу, даже на спермиях. Можно сказать, мужчина еще не родился, а на нем уже пробы негде ставить. Эволюционные, я имею в виду.

Однако ж предпочтительную смертность мужского пола в дородовом периоде необходимо каким-то образом компенсировать, чтобы вторичное соотношение полов (к моменту родов) было близко к 1:1 - в противном случае есть риск недополучить нужную численность следующего поколения, поскольку в современном поколении будет явное преобладание женщин детородного возраста, оказавшихся "без пары". Это понятно. И природа решает такую задачу самым простым способом: делает так, что первичное соотношение полов (в момент зачатия) становится 2:1 в пользу мальчиков. Этой компенсации вполне достаточно, чтобы возместить повышенную убыль эмбрионов, плодов, младенцев и детей мужского пола. Главное - то, что к брачному возрасту оба пола подходят в численностях, необходимых и достаточных для воспроизводства необходимой и достаточной для сохранения вида численности потомков.

Вот вам и ответ на еще одно "зачем". Зачем (не почему, а именно зачем) первичное и вторичное соотношение полов у человека именно такие.

Завершая этот этюд, хочу обратить ваше внимание на его название. Оно совершенно серьезное. С эволюционных позиций, конечно. Ведь мужчины - это авангард вида. Поисковики. А то могу сказать и так: это - разведбат. Короче говоря, выжить - проблема. Но ведь без разведки ни из окружения не выйти, ни победы не одержать. Так же и в эволюции. Жалеть мужчин, конечно, можно, н не нужно. Поэтому прав был поэт военной эпохи Семен Гудзенко, сказавший:

Ему, поэту, видней...

Продолжение в № 3, 1997 г.

http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/NATURE/VV_SC12W.HTM

№ 3, 1997 г.

Этюды по теории и практике эволюции

А.А.Травин

Окончание. Начало - в № 1, 2.

3. Гены добрые, гены злые...

Вероятно, поначалу это покажется не только парадоксальным, но и неприемлемым. Вот положение: добра и зла по отдельности не существует, одно может плавно перетекать в другое, и границы между ними столь размыты, что в конце концов и не знаешь, как оценить результат содеянного. Однако тут необходимо уточнение: содеянного - кем или чем?

Это принципиально важно. Ведь если мы оцениваем нечто содеянное кем (то есть человеком), то в этом случае оперируем категориями нравственными, этическими, даже правовыми; здесь все более или менее четко, во всяком случае для большинства, и на вопрос, что такое хорошо и что такое плохо, мы отвечаем, как правило, однозначно. Почему?

Все просто: этические нормы и догматы, выработанные и закрепленные в ходе социальной эволюции, требовали однозначного толкования поступков людей. А это - минимизация степеней сложности в системе с огромным числом переменных. Ведь ситуация читается (читалась, если о начальной стадии) так: поведение любого индивида - в силу высокой сложности его организации - может быть в принципе непредсказуемым, однако сообщество таких индивидов (организация еще более сложная) не должно от этого страдать - сообщество должно быть стабильным и продуктивным. Следовательно, чтобы выполнялось последнее (стабильность системы), необходима упорядоченность, стабильность первого - то есть составляющего системы, индивида.

Возник, казалось бы, парадокс: в самое сложное, высокоорганизованное и прогрессивное - головной мозг человека (детище эволюции!) - необходимо вносить какие-то поправки? Именно так. И этот парадокс можно было разрешить только за счет упрощения: в сложной, в том числе конкурентной, системе взаимоотношений между людьми оценки их поступков должны быть не только однозначными, одинаково трактуемыми, но и полярными (да - нет, хорошо - плохо, можно - нельзя). Нюансы уходят: чем проще, тем лучше, надежней для системы в целом. Более того, чтобы окончательно закрепить подобный механизм выживания и стабильности вида, человек в ходе эволюции наделяется еще и способностью к самооценке (в дальнейшем - к тому, что называют рефлексией). Вот стандартное, используемое теперь всяким цивилизованным человеком психологическое построение: я еще не совершил нечто, только задумал совершить, а уже могу оценить свой будущий поступок, да и самого себя, с позиций морали, нравственности, этики. Таким образом, оценочный механизм продублирован: оценка со стороны дополняется оценкой внутренней, и, как правило, упрощенно-альтернативной. В общем, механизм с двойной страховкой...

Конечно, это - схема, а любая схема - тоже упрощение. Но с помощью такого упрощения легче понять, зачем эволюция "упрощала" человека, чтобы он - как предельно социализированный вид - мог успешно прогрессировать. Ведь, сотворив человека, природа, образно говоря, сотворила монстра. Быстро, в эволюционно сжатые сроки, это далеко не могучее четвероногое, притом травоядное существо становится двуногим, прямоходящим, всеядным властелином мира - познающим, самопознающим, создающим, разрушающим, любящим, ненавидящим. Да, эволюция от предков к человеку была действительно очень быстрой, и потому на всяческие тщательные поделки и проверки у природы просто не хватило времени.

И результат: монстр получился порядком эклектичным, и намешано-перемешано в нем оказалось довольно многое. Но все это странным образом притерлось и ужилось. Именно все, даже, казалось бы, изначально несопоставимое - например, могучие древние инстинкты, диктующие агрессивное поведение с целью самосохранения, и такой в эволюции принципиально новый, сугубо человеческий признак, как совесть. А совесть - она, напротив, самосохранению индивида не очень-то способствует...

Вот и вышло так, что в человеке, говоря опять же образно, оказались гены злые и добрые, если под злом в данном случае понимать комплекс эволюционно древних и именно эгоистических форм поведения, а под добром - то, что связано с альтруизмом. Когда это было понято (не в наших современных терминах, конечно), тогда и возникли зачатки морали и права. А зачем возникли, мы уже знаем: жизнь сообщества с такой высокосложной (и эклектичной!) организацией каждого из его индивидов надлежало жестко регламентировать, чтобы свести к минимуму непредсказуемость поведения людей (то есть хаос) или их излишнюю агрессивность. А проще и надежнее всего регламентировать посредством выработки и передачи из поколения в поколение четких, достаточно простых, всем понятных правил, причем еще лучше, если каждое из них дается, так сказать, в двоичном коде - парой альтернативных оценок (те же самые "можно - нельзя"). В генетике, кстати, подобное называют аллельностью: в силу того, что в норме каждая хромосома имеет свою пару (за исключением Y-хромосомы), любой ген может быть представлен двумя альтернативными вариантами. Как видите, эта же схема была использована и для выстраивания первичной системы морали и права. Схема простая, но эффективная. И эффективность как раз за счет упрощения, простоты.

Не сомневаюсь, кому-то покажется, что высокие принципы человеческой морали, этики, нравственности я не только вульгарно биологизирую, но еще и принижаю. Что до первого, то именно так: биологизирую, притом в полном смысле этого слова вульгарно (vul-- garis, напомню, значит "обыкновенный"). И биологизирую потому, что сущность, истоки всего, что есть в человеке, в том числе и самого в нем высокого, - всегда в его биологии, и об этом уже шла речь в первом из моих этюдов. Ну, а что касается того, будто это высокое здесь каким-то образом принижено, опрощено, то давайте держать в уме следующее. Есть позиция наблюдателя и есть позиция участника.

Это принципиально. И исследователь, тем более эволюционист, как показывает история этой области знания, может докопаться до сущностных вещей чаще всего лишь тогда, когда ему удается выйти за рамки категорий типа "хорошо - плохо" и оперировать на уровне не индивида, а вида. Именно в этом случае он становится не участником происходящего (происходившего), а наблюдателем, одна из задач которого - холодно отследить, что виду для его стабильности и прогресса было выгодно, а что нет. И вот здесь, именно на уровне вида, его выгоды - увы, далеко не все симпатично и гуманно. Потому что на этом уровне, оказывается, вовсю процветают правила типа "цель оправдывает средства" или "мы за ценой не постоим". И балом правит именно выгода - выгода для вида в целом. Вне такого подхода вида не будет. Да и не было бы никогда.

Вот потому-то для Homo sapiens на ранних этапах его социальной эволюции выгодной оказалась достаточно простая по своей конструкции программа морально-этических установок. Простая по конструкции (двоичность, альтернативность), но жесткая по жизненной сути. Догматы. И эти догматы четко и однозначно разводили в стороны такие ставшие для человека принципиальными понятия, как добро и зло. Добро и зло в человеке и для человека слиться или явить нечто промежуточное не могли уже никак. Это - как белое и черное, свет и тьма, Бог и Дьявол. Короче, опять гены добрые и гены злые.

Но так - в человеке. А в природе? А в природе добра и зла по отдельности не существует - именно с этого я и начал настоящий этюд. Добро и зло - понятия нашенские, сугубо человеческие и, простите, в полном смысле слова выдуманные. В природе (по Пушкину, равнодушной) система оценок иная, там главное - результат, а способы его достижения не взвешиваются на весах морали и нравственности. Там весы другого сорта. Главное - результат - оценивается лишь одним: степенью выгоды, выгоды для вида в целом (в пределе - для сообщества видов). И если за это надо заплатить жизнями какой-то доли индивидов (особей), природа на подобное идет не раздумывая.

Один из типичных примеров такого высшего обустройства миропорядка был приведен мною в предыдущем этюде, где речь шла о так называемых пробах эволюции. Ради будущей выгоды - новых эволюционных приобретений человека - природа постоянно проводит свои эксперименты, апробируя на эмбрионах, младенцах, детях различные модели совершенствования. А то, что из десятков или сотен таких моделей действительно выгодной когда-то окажется лишь одна или две, природу не волнует напрочь. Если ее что и волнует, так только то, чтобы человечество расплачивалось за это не абы как, а вполне определенной долей своих смертников. Именно вполне определенной - иначе, если эта квота окажется чрезмерной, возникнет угроза уже для вида как такового. Это и есть "высший договор", который, впрочем, в переводе на биологический язык формулируется так: принцип равновесия между мутационным давлением и отбором - раз, принцип взаимозависимости приспособленности и отбора - два (под приспособленностью, напомню, в генетике понимают вероятность передать свои гены следующему поколению; подробнее об этом - см. в первом из этюдов).

И вот о чем еще следует непременно поведать. Этот договор в неявном виде (тайный протокол!) содержит следующую статью: природа должна постоянно подбрасывать человечеству задачки, только и решив которые оно может успешно существовать и прогрессировать. И действительно: смотрите, какой складывается интересный замкнутый, но отнюдь не порочный, круг!

Скажем, возникает нечто, становящееся фактором отбора, - то есть фактором, который снижает приспособленность части популяции. Примеры: грозные инфекции типа чумы или оспы, злокачественные новообразования, СПИД. Плохо? С точки зрения непосредственно пострадавших - конечно. Однако, хотя в природе, как было уже сказано, оценок "хорошо - плохо" не бывает, можно доказать, притом вовсе не кощунствуя, что это "плохо" - с иных позиций - есть "хорошо". Ибо выходит так, что человеку (виду) оно необходимо. Для чего?

Первое. Болезни, в том числе смертельные, до поры неизлечимые, - это факторы отбора, благодаря которым сдерживается избыточный демографический рост популяции. Поэтому, как это ни печально, надо знать: победив одни болезни, человечество непременно столкнется с другими, новыми. Не сомневейтесь - природа подкинет! Вот как в нынешнем столетье: победили чуму и оспу (а какие это были мощные факторы отбора!) - на смену пришли, в числе прочего, различные формы рака (точнее, резко возросли их частоты по сравнению с прошлыми временами) и, наконец, СПИД.

Второе, и, конечно, главное. Побеждая какую-либо болезнь, мы тем самым познаем причину ее возникновения, и вот это-то колоссально важно для общего познания сути живого, в том числе биологии человека. Оказывается, патология - это очень удобная модель изучения нормы, о чем, кстати, однозначно свидетельствует вся история медицины. И рак со СПИДом - из той же категории: модели. Да, на сегодня это - головоломные задачи, однако решив их (в чем нет сомнений: иного выхода просто нет!), мы не только спасем тысячи жизней, но и поймем очень-очень многое. А речь ведь не о пустячках, а, по сути, о главном: о взаимодействии генов и о геноме в целом, о роли вирусов и их генетике, о наследственности вообще и о системе "геном - внешняя среда", в частности. И эти знания пойдут на пользу виду. Ведь надо не только выживать во все усложняющемся окружающем мире, но и прогрессировать.

Эволюция человека, то есть его биологическое развитие в историческом времени, - вовсе не пройденный этап, а имманентное свойство вида, постоянная практика, тяжелая, но в итоге благодарная. Ибо награда - будущее: дальнейшая жизнь.

Вот и получается как-то так, что в конце концов плохое оборачивается хорошим. Точнее, полезным, выгодным. Для вида. Что тут зло, что добро? А ни то, ни другое: в природе, повторяю, их по отдельности нет. Добро и зло - категории философские, идеальные, а природа, она - отпетый материалист. И уж если вновь использовать образ, то как тут не вспомнить знаменитые строки из "Фауста" - те именно, которые М.А.Булгаков взял в качестве эпиграфа к "Мастеру и Маргарите":