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

Время перемен?

Все большее число биологов сходится во мнении о том, что пришла пора расширить наши представления о работе эволюции. Это убеждение подкреплено накопленными доказательствами того, что гены не обладают единоличным контролем над развитием и наследственностью, а сами организмы играют ключевую роль в собственной судьбе и судьбе своего потомства. Биологи запустили масштабную исследовательскую программу, направленную на поиски обоснования так называемого расширенного эволюционного синтеза (РЭС). Одна из целей программы состоит в выявлении концептуальных различий между РЭС и ортодоксальным мышлением и в проверке специфических прогнозов.

Например, традиционная парадигма видит в биологической новизне результат случайной генетической мутации, поэтому прогнозирует, что такие новые формы редко оказываются полезными. Однако РЭС предсказывает, что новые формы часто бывают адаптивными, ведь новизна, как правило, является результатом приспособляемости особи к условиям среды в процессе своего развития. РЭС изучает степень возникновения адаптивной новизны на основании статистического анализа опубликованных результатов, в которых описываются реакции организмов на изменение условий среды.

Другая группа ученых сосредоточится на коралловых рифах и попытается понять причины возникновения биоразнообразия. Традиционное мышление гласит, что естественный отбор приводит к созданию организмов, приспособленных к различным экологическим условиям: чем более разнообразна окружающая среда, тем большее количество видов в ней появляется. РЭС предполагает, что разнообразие зависит и от свойств организмов, то есть их эволюционируемости. Организмы создают собственные среды обитания через конструирование ниш, а к новым условиям они могут приспосабливаться, благодаря пластичности развития. Исследователи планируют подсчитать, какое количество биоразнообразия фауны коралловых рифов можно объяснить благодаря эволюционируемости, а какое – обусловлено факторами, не подвластными кораллам.

Суть эксперимента состоит в том, чтобы разработать новые способы моделирования процессов, лежащих в основе эволюции. Это поможет нам понять, как наследуемые гены связаны с демонстрируемыми признаками, то есть как генотип связан с фенотипом. Параллельно будет проводиться коллективная работа философов и биологов по обновлению определений эволюции, наследственности и приспособленности.

Ч тобы отметить двухсотлетие со дня рождения Чарльза Дарвина в 2009 году, New Scientist попросил выдающихся биологов обозначить ключевые пробелы эволюционной теории. И вот что они сказали.

«Какие факты об эволюции должны были оказаться правдой и какие в итоге оказались? Должен ли генетический код быть цифровым, чтобы на него подействовал естественный отбор? Может ли какой-либо другой класс молекул заменить белки? Насколько неизбежной была эволюция полового размножения? Глаза? Интеллекта? Языка? Сознания? Было ли само зарождение жизни закономерным событием и есть ли жизнь во Вселенной?»

Ричард Докинз – биолог-эволюционист из Оксфордского университета.

«Я не считаю, что в эволюции есть огромные «пробелы». Эта теория подкреплена на удивление гибкой научной базой, блестяще приспосабливающей под свои нужды новые данные и даже новые области науки (например, молекулярную генетику). Тем не менее самой значимой из нерешенных проблем в биологии является происхождение самой жизни. Нам многое известно об изобретательных химических опытах древней Земли, однако для решения проблемы этого пока что недостаточно».

Кеннет Миллер – профессор биологии из Университета Брауна (Провиденс, штат Род-Айленд).

«Почему люди краснеют? Мы – единственные из приматов, кто так реагирует на неловкие ситуации (чувство стыда) или уличение во лжи (вина). Возникает вопрос: для чего нам нужен столь явный сигнал, демонстрирующий это чувство неловкости? Человек краснеет, и это мешает ему бессовестно пользоваться окружающими. Подвергались ли древние люди давлению отбора, направленному на поддержание честности? Какова ценность данного чувства для выживания?»

Франс де Вааль – профессор по поведению приматов Чарльза Говарда Кандлера из Университета Эмори (Атланта, штат Джорджия).

«Дарвин поведал нам, как популяции адаптировались к окружающей среде. Но Земля – это движущийся объект, который, к тому же, постоянно меняется в ответ на физические и биологические воздействия. Динамические взаимодействия между формами жизни и окружающей средой не совсем понятны. Однако они лежат в основе истории Земли и определяют мир, который унаследуют наши внуки. Для решения проблемы потребуется включить физиологию (то есть некую границу между организмом и окружающей средой) в изучение того, как изменения окружающей среды влияют на жизнь на Земле».

Энди Нолл – профессор естествознания Фишера из Гарвардского университета.

«Каким образом отбор оставляет свои отпечатки на геноме? А еще как отбор работает с частями, не кодирующими белок, и какие варианты со временем исчезают: несколько общих генов с небольшими эффектами или множество редких генов с масштабными эффектами? Нам нужно знать это для понимания того, как именно мы отличаемся от шимпанзе и друг от друга, а также почему мы наследуем болезни».

Стивен Пинкер – профессор психологии из Johnstone Family в Гарвардском университете.

«Самым крупным пробелом в эволюционной теории так и остается происхождение жизни. Теперь мы знаем, что жизнь, скорее всего, зародилась вблизи вулканически активных зон порядка 3,8–3,5 миллиарда лет назад, когда в атмосфере не было свободного кислорода. Нам удалось воспроизвести те же условия в лаборатории, а также получить аминокислоты, примитивные мембраноподобные структуры и даже некоторые строительные блоки ДНК и РНК. Совсем недавно было обнаружено, что помимо белковых ферментов РНК может катализировать химические реакции и даже создавать молекулы РНК, способные скопировать части себя. Но разрыв между этим набором молекул и даже самой примитивной клеткой так и остается огромным».

Крис Уиллс – профессор биологии из Калифорнийского университета в Сан-Диего.

«Способна ли эволюция посредством естественного отбора объяснить сложное мышление? Мы знаем, что в процессе развития и обучения на наш мозг действует определенная форма отбора. Как итог, хорошо работающие синаптические связи и пути укрепляются, а слабые варианты вырождаются.