Знание-сила, 2008 № 07 (973)

Внутреннее строение глаза

Таким образом, по мнению большинства ученых, эволюция на молекулярном уровне (в том числе и у человека) происходит всегда и отнюдь не требует тысячелетий, а в определенных условиях вполне может ускоряться за счет роста популяции и разнообразия условий ее обитания. Но такое молекулярное понимание эволюции не совпадает с обыденным. Обычно люди понимают под эволюцией продиктованную естественным отбором череду превращений более простых видов в более сложные, и такое понимание затрудняет многим принятие идеи эволюции вообще.

В самом деле, если человек «произошел от обезьяны», то почему нынешние обезьяны не превращаются в людей? И если эволюция идет путем скачков, то как может «разом» появиться такая сложная система, как глаз, — ведь случайное сложение всех нужных для этого деталей имеет столь малую вероятность, что ее появление требует больше времени, чем существует Вселенная? А если даже, как говорил Ч. Дарвин, все происходит путем накопления мельчайших новшеств, то как может какое бы то ни было «новшество» встроиться в такую предельно согласованную систему, как клетка или любой сложный процесс в организме, не нарушая его и не разрушая там самым всю клетку или организм в целом? И почему тогда мы не видим эти промежуточные формы?

Таких вопросов много, и не все из них так просты, как первый (человек не произошел от обезьяны, а они оба «произошли» от более древнего общего предка) или последний (как раз в случае глаза — но и не только глаза — в природе найдены многочисленные промежуточные формы, начиная от самой примитивной, недавно обнаруженной у глубоководной ыбы-«ведьмы», и вплоть до самого совершенного, как у нас).

Новейшие эволюционные теории пытаются дать ответ на вопрос: происходит эволюция путем накопления мелких в основном нейтральных изменений или является пунктирной (то есть периоды стазиса чередуются в ней с периодами бурных изменений), а может, она идет путем скрытого накопления, которое время от времени проявляется внезапным скачком. Аналогично идет разработка все более убедительных, экспериментально-обоснованных объяснений того, как могут новые элементы, вызванные изменениями ДНК, встроиться в живую систему, не нарушая ее согласованности.

Последним по времени примером такого обобщенного объяснения является «теория облегченных вариаций», выдвинутая в 2005 году американцами Марком Киршнером и Джоном Герхартом, где утверждается, что подавляющее большинство эволюционных «новшеств», будучи «точечными» (как описанные выше «снипсы»), не влекут за собой разрушительных глобальных перемен ни в клетке, ни в организме. А потому что меняют характер клеточных и организменных процессов исподволь, посредством небольших изменений структуры и количества белков, участвующих в этих процессах, причем это происходит уже на стадии эмбрионального развития.

Более того, самые фундаментальные элементы организма и его клеток (например, механизмы работы ДНК и т.п.) природа защитила так надежно, что они вообще практически не подвергаются превращениям, а остаются неизменными на протяжении миллионолетий и одинаковы у всех появляющихся за это время видов. Их смена происходит внезапно, в виде «биологических революций», как это было, например, в Кембрийский период (550 миллионов лет назад), когда «разом» появились принципиально новые формы телесной организации.

Что до других, более «пластичных», то есть поддающихся изменению элементов клетки (или организма в целом), то они, как предполагают авторы, связаны системой «сигнализации», которая позволяет клетке или организму несколько перестраиваться при появлении каждого такого изменения, каждый раз восстанавливая свою самосогласованность. Возможно, как считают Киршнер и Герхарт, такое восстановление обеспечивается тем, что фундаментальные элементы клетки и организма координируют с помощью этой системы «сигнализации» процесс «интеграции нового», а также тем, что отдельные системы клетки (или организма в целом), возможно, представляют собой почти независимые модули, например, изменения глаза могут не влиять на работу других органов.

Таким образом, современный дарвинизм, в противоположность скептикам, считает принципиально возможной (хотя еще не до конца понятой) не только эволюцию вообще, но также и быструю эволюцию живых существ, вплоть до человека, в частности. И эмпирические данные, судя по открытиям последних лет, этот вывод как будто бы убедительно подтверждают. Вот лишь несколько примеров такого рода подтверждений. В 2005 году известный генетик Брюс Лан опубликовал работу, в которой показал, что два гена человека, микроцефалин и ASPM (оба связаны с объемом мозга), отличаются от аналогичных генов у обезьян вариациями, которые появились относительно недавно, один — примерно 37 тысяч лет назад, в период так называемой «палеолитической культурной революции», а другой — и того меньше, 5 — 6 тысяч лет назад, в период массового перехода человечества к городской цивилизации.

При этом любопытно, что самая «молодая» вариация, едва появившись, стала стремительно распространяться: сегодня ее имеют 80% европейцев и азиатов, но только 20% африканцев. Сам Лан сделал из этого вывод, что поскольку объем черепа как-то связан с уровнем интеллекта, то носители «молодого» гена имеют повышенный интеллект. Но на самом деле функция обоих генов пока неизвестна, и открытие Лана свидетельствует только о недавнем появлении у людей неких эволюционных изменений непонятного назначения.

Другое эволюционное изменение, приобретенное европейцами примерно в то же время, но более очевидное по смыслу, обнаружила в 2007 году Хезер Нортон из Аризонского университета. Вместе с Китом Ченгом она изучала ген SLC24^ делающий кожу белой (для белых людей белок этого гена отличается от белка у черных всего одним звеном), и показала, что это отличие возникло 5300 — 6000 лет назад. Это открытие подкрепляет выдвинутое 30 лет назад предположение известного антрополога Луиджи Кавалли-Сфорца, что примерно 6 тысяч лет назад люди в Европе и Азии, перейдя к сельскохозяйственному пропитанию и отказавшись от охоты, потеряли источник витамина Д и вынуждены были восполнять его недостаток большим поглощением солнечного света (чему способствовала белая кожа). Карта распространения цветов кожи по Земному шару наглядно демонстрирует эту эволюцию, показывая, как этот цвет меняется по мере географического (и, стало быть, также хронологического) удаления племен Гомо сапиенс от «страны Исхода», то есть от Африки, и по мере изменения условий их обитания в этих новых регионах.