Коллектив авторов - Эволюция. От Дарвина до современных теорий [litres]

Биологи-эволюционисты уже давно обсуждают, что случится, если отмотать назад и заново воспроизвести ленту жизни: получатся ли те же результаты или же итог будет зависеть от случайных событий, которые могли бы повести ход эволюции совершенно другим путем?

Две противоположные точки зрения предлагают совершенно разные взгляды на историю развития жизни на Земле. При этом Саймон Конвей Моррис и другие выдающиеся биологи считают, то неизбежным продуктом эволюции должно было стать развитие разумных человекоподобных существ.

Другие ученые, как, например, палеонтолог Стивен Джей Гулд, который популяризировал метафору ленты жизни, утверждают, что будь у нас возможность повернуть время вспять, история жизни не повторилась бы. Мир был бы совершенно другим, и люди в нем, скорее всего, отсутствовали бы.

Многочисленные исследования проверяли воспроизводимость эволюции на генетическом уровне. В одном исследовании международная команда прибегла к естественному эксперименту. В какой-то момент эволюции три разные группы земноводных млекопитающих заселили океан, образовав ныне известных нам китов, моржей и ламантинов. Сравнение генетических изменений в трех линиях, по мнению ученых, должно было показать, каким путем шла эволюция: одинаковым или совершенно разным.

Они секвенировали геномы ламантинов, касаток и афалин. Сравнительный анализ показал, что в каждой линии многие гены изменялись независимо. Это указывало на то, что случайность действительно играла важную роль в эволюции.

Но в 15 генах естественный отбор вызвал одинаковые изменения во всех трех линиях. Получается, что некоторые специфические проблемы морского образа жизни эволюция решала примерно одинаково. То есть многократная перемотка ленты действительно дала бы один и тот же результат. Это воспроизведение ленты с высоким разрешением, которое показывает нам «судьбу» отдельных линий, а не конечный результат общего развития биоразнообразия, который виделся Гулду.

Однако такой результат может указать не столько на прогнозируемую изобретательность эволюции, сколько на нехватку жизнеспособных вариантов. При проведении схожего анализа геномов собак, слонов и коров – родственных млекопитающих, оставшихся жить на суше, – отмечалась та же степень конвергенции в мутациях, даже несмотря на существенные отличия в образе жизни животных.

Это говорит о том, что подавляющее большинство мутаций – смертельны. Поэтому эволюция снова и снова находит одни и те же жизнеспособные варианты. Возможно, существует не так уж много вариантов, которые могли бы изменяться и продолжать функционировать.

В другом исследовании предсказуемости эволюции изучались популяции бактерии Pseudomonas fluorescens , которые выращивались в пробирке и под влиянием мутаций и отбора быстро разделялись на различные типы, или морфы. Было установлено, что если эти мини-миры заселялись крупными популяциями (от 1 миллиарда клеток на миллилитр) генетически идентичных микробов, то эволюционные изменения в каждом «воспроизведении» демонстрировали чрезвычайно схожие закономерности. Всего через неделю P. fluorescens эволюционировала в две новые морфы с «морщинистыми» и «размытыми» распространителями. Но этого не происходило при ограничении частоты мутации с уменьшение ее значения более чем на два порядка. Эволюция повторяется лишь в том случае, когда определенные фенотипические новшества имеют высокую вероятность возникновения и хорошо поддерживаются отбором.

Бактериальные колонии, которые начинаются как идентичные клоны, развиваются по разным путям и достигают общей конечной точки. Но как эволюционируют изначально разные колонии? С этой целью проводилось другое исследование стартовых культур P. fluorescens с удаленными генами, кодирующими важнейшие компоненты распространителей морщинистости, а затем позволяющими этим «дефектным» колониям эволюционировать. Постепенно во всех примерах возникали распространители морщинистости, которые образовывались путем поглощения альтернативных генетических систем и структурных компонентов, необходимых для осуществления изменений. Так что при равных условиях отбора разные линии могут находить схожие решения одинаковых проблем.

Попробуйте воспроизвести ленту жизни. Быть может, Homo Sapiens так и не эволюционирует, но зато велика вероятность того, что в ней появятся другие двуногие организмы со склонностью к интроспекции и бинокулярным зрением.

Альтруизм – это одна из сложнейших загадок эволюции. А вопрос о том, почему животные так добры друг к другу, продолжает вызывать жаркие споры. Если вы признаете, что эволюция – это выживание эгоистичных генов, то какую роль в ней должна играть группа? Выживание сильнейших означает выживание наиболее приспособленных ДНК, что делает всех нас не более чем механическим транспортом, доставляющим наши гены к своему потомству. А может и нет…

Т еория естественного отбора четко объясняет, как развивались такие признаки, как острые зубы тигра, густой мех белого медведя и камуфляжный окрас моли. Однако у многих социальных видов есть некие признаки, приносящие благо другим или всей группе, часто за счет их обладателя. Гораздо труднее понять, как развивались данные признаки. Дарвин предположил, что они развились в результате выживания наиболее приспособленных групп, а не особей. Групповой отбор, как мы знаем, имеет долгую и запутанную историю, оставаясь одним из самых противоречивых вопросов эволюционной биологии. В блоке «Что делает животных альтруистами?» (см. ниже) Дэвид Слоан Уилсон, главный сторонник группового отбора, описывает историю этой научной области и объясняет, почему групповой отбор является мощным эволюционным фактором. Далее приводится интервью с пионером в социобиологии и сторонником группового отбора Эдвардом Уилсоном. В конце главы мы узнаем, почему с ними не согласны другие биологи, а Ричард Докинз расскажет, как генно-ориентированный взгляд на эволюцию может объяснить альтруизм.

Животные способны помогать другим членам группы, зачастую в ущерб собственным нуждам. Эволюционный биолог Дэвид Слоан Уилсон объясняет, как развиваются эти признаки и для чего нужен групповой отбор.

Волки делятся едой с другими членами стаи. Верветки издают сигналы тревоги, рискуя привлечь к себе внимание хищников. Пчелы жертвуют собой для защиты улья. Но зачем? Довольно трудно понять, как такие признаки смогли развиться под влиянием естественного отбора. Ведь в отличие от более эгоистичных представителей той же группы, особи с альтруистичным поведением снижают свои шансы на выживание и воспроизведение потомства.