Йорг Циттлау - Странности эволюции-2. Ошибки и неудачи в природе

Студенты-биологи уже через несколько семестров забывают, что дрозофила существует еще и в природе. Ведь плодовая мушка (иногда ее называют еще уксусная муха, потому что она всегда там, где что-нибудь забродило) является любимым объектом исследования генетиков. Ее можно вывести с розовыми, коричневыми, белыми глазами или глазами цвета красной киновари. Ее можно отучить летать или превратить в агрессивную жалящую муху. Некоторые даже заучивают буквы (и это не шутка!). Но миллионы дрозофил платят за свои способности к изменениям скучной и печальной жизнью в лаборатории. А начиналось ведь все совершенно безобидно.

Родина плодовых мушек — тропики. Как и когда они попали к нам, непонятно, но, возможно, их завезли с собой «белые господа», возвратившиеся из своих колоний. Ученые-энтомологи впервые описали дрозофилу в 1830 году. Ее лабораторная карьера началась в 1910 году в лабораториях американского генетика Томаса Ханта Моргана.

Для исследования уксусная мушка очень удобна. Во-первых, она крохотная — самая крупная особь достигает размеров двух с половиной миллиметров, поэтому выращивать ее можно в очень маленькой емкости. Во-вторых, дрозофила неприхотлива в еде. «Достаточно половины пакета молока и кусочка подгнившего банана, чтобы двести дрозофил могли замечательно жить целых четырнадцать дней», — пишет британских журналист Мартин Брукс в своей книге «Дрозофила. История успеха плотоядной мушки». Генетикам особенно важно, что, имея три набора парных хромосом и половую хромосому, дрозофила дает большое разнообразие мутаций и ее гены отчасти удивительно схожи с генами человека. Уже через несколько дней после рождения дрозофила способна к размножению — и ее используют, чтобы образовывать все новые и новые генерации мушек. В то время как Грегору Менделю приходилось ждать, чтобы выяснить будет его горох желтым или зеленым, смена поколений дрозофил происходит за несколько дней. Немного терпения — и перед нами насекомые с белыми глазами.

Но самая большая удача для генетиков состоит в том, что у дрозофил всегда возникают необычные мутации. Как будто эволюция, создавая уксусных мушек, никогда не была до конца уверена, какими же она их в действительности хочет видеть. Иногда у них ноги растут из головы, а голова там, где должна быть противоположная часть туловища. Если развивается какой-то новый признак, то через несколько поколений он может вдруг исчезнуть. Группа исследователей из университета Калифорнии проводила эксперименты в течение ни много ни мало двадцати пяти лет над дрозофилами-бананоедами, в результате которых были выведены особи с удивительными свойствами.

Так, например, были выведены мужские особи, которые в преклонном возрасте были особенно плодовиты и сравнительно легко переносили отсутствие пищи. Около ста поколений имели такие свойства, но у следующих пятидесяти они отсутствовали. Иногда большинство приобретенных признаков исчезало уже через двадцать генераций. Можно было бы возразить: они исчезли, потому что не использовались при первоначальных условиях жизни. С другой стороны, стоит задуматься: хорошая плодовитость в старости или, например, способность выживать в условиях нехватки пищи, собственно говоря, никогда не помешает. Тот, кто может производить в старости потомство и обходиться без пищи долгое время, всегда будет иметь преимущество при выживании вида. И не имеет значения, кто он.

Нестабильность генетических признаков дрозофилы указывает скорее на другой факт. Она, так сказать, лабораторное доказательство тому, что речь в эволюции идет не о прогрессе, а о многообразии. Признаки появляются и исчезают, и не всегда их появление и исчезновение имеет смысл. Природе часто приходят на ум бессмысленные идеи (как, например, розовые глаза). Они, что удивительно, остаются. А разумные мысли (как, например, плодовитость в старости), к сожалению, задерживаются ненадолго. Конечный результат в эволюции часто не качество, а многообразие.

Дрозофила, конечно, очень удобна для исследования, но существует так называемый закон природы, аксиомы которого, а именно что секс сохраняет молодость и продлевает жизнь, она опровергает. При спаривании необходимы не только движение и калории, но и стимулирующие и тонизирующие гормоны. У плодовой мушки дело обстоит по-другому. Обычно дрозофила живет от пятидесяти до шестидесяти дней. Но если самочка за свою жизнь часто спаривается, живет она меньше. Причина в том, что самцы при совокуплении выделяют ядовитое вещество, уничтожающее спермы клетки, сохранившиеся у самки от ее предыдущего партнера или которые она получит от следующего самца. Понятно, какую цель преследуют самцы таким коварным способом: они хотят повысить успешность продолжения своего рода. Цена этого — сокращение жизни самки. Таким образом, царство дрозофил никак не подтверждает тезис «секс — источник вечной молодости». Как раз напротив, очень сомнительно, что тому, кто слишком грубо передает свои гены, удастся продолжить свой род.

Тот, кого называют в области музыки поденкой, не может чувствовать себя польщенным, ведь это значит, что он лишь кратковременный феномен, который очень скоро исчезнет, не оставив ничего потомкам. Нечем гордиться. Ни упомянутому музыканту, ни насекомому, которое носит такое название.

Вообще-то жизнь мухи-поденки не такая уж и короткая. В зависимости от вида ее личинки могут жить до четырех лет. И не обязательно в огнях рампы, а просто в грязи какой-нибудь лужи. Тем не менее четыре года для насекомого — не так уж и плохо. С другой стороны, стадия развития мухи, напротив, действительно короткая. Она длится всего несколько часов. Но с точки зрения эволюции по-другому невозможно: она сделала так, что мухи должны совокупляться в полете. По этой причине самцы и самки после последнего превращения и выхода из кокона сразу же вместе взлетают и приступают к делу. Преимущество такой воздушной камасутры в том, что жужжащую парочку не так-то легко поймать охотникам на мух. Но есть и недостаток. Тому, кто хочет совершать эротические трюки в воздухе, необходимо быть легким и устойчивым. Поэтому у поденок кишечник начинает выполнять другую функцию: обеспечение устойчивости. Он наполнен воздухом и утолщен по краям. Теперь поденки больше не могут есть и переваривать пищу — и, как следствие этого, их жизнь стремительно движется к своему концу. Все это, конечно, имеет последствия для их повседневной жизни, цель которой — в размножении. Единственная задача поденок — как можно скорее найти партнера и отложить яйца, потому что их энергетические резервы неизбежно заканчиваются. Несмотря на это, в процессе эволюции им всегда это удавалось. Первые поденки предположительно появились двести миллионов лет назад и до сегодняшнего дня образовали две тысячи восемьсот видов. Можно с уверенностью сказать: секс в воздухе — модель успеха.