Джерри Койн - Эволюция: Неопровержимые доказательства

Поскольку пляжные хомячки со своим светлым окрасом уникальны, то, вероятнее всего, они развились из коричневых континентальных хомячков, возможно, сравнительно недавно, около 6000 лет назад, когда их белые дюны были впервые изолированы барьерами от материка. Вот тут и начинает действовать естественный отбор. Окрас континентального хомячка варьирует, и среди тех, кто переселился в светлые дюнные пески, шансы на выживание выше у хомячков со светлым, а не с темным окрасом, поскольку темных хомячков быстрее замечают хищники. Нам также известно, что между темноокрашенными и светлоокрашенными хомячками есть генетические различия: пляжные хомячки несут «светлые» формы нескольких генов пигментации, которые в совокупности и придают светлый окрас их шерсти. Темные континентальные хомячки – носители «темных» альтернативных форм тех же генов. Со временем вследствие дифференцированного хищничества светлоокрашенные пляжные хомячки передали бы больше копий своих «светлых» генов (у них выше шансы на выживание и размножение), и если бы этот процесс продолжался поколение за поколением, то окрас у популяции пляжных хомячков эволюционировал бы от темного к светлому.

Что здесь произошло? Естественный отбор, воздействуя на окрас животного, просто изменил генотип популяции, увеличив пропорцию «светлых» аллелей генов, которые повышают шансы на выживание и воспроизводство. И, хотя я написал, что естественный отбор действует , но выразился не вполне точно. Отбор – не механизм, навязанный популяции извне, скорее, это процесс, описание того, как частота встречаемости генов, которые порождают лучшие адаптации, со временем увеличивается. Когда биологи говорят, что отбор действует на какой-то признак, они используют это выражение для краткости и подразумевают, что данный признак проходит процесс естественного отбора. В том же смысле биологические виды не пытаются адаптироваться к своему окружению: тут не вовлечена чья-либо воля или желание, нет сознательных попыток. Адаптация к окружению неизбежна, если у вида есть правильный тип генетической изменчивости.

Естественный отбор создает адаптацию, опираясь на три основных условия. Первое – изначальная популяция должна быть изменчивой: так, хомячки внутри популяции должны как-то различаться по вариантам окраса. Иначе данный признак не сможет эволюционировать. В случае с хомячками мы знаем, что это так, потому что хомячки в материковой популяции проявляют изменчивость окраса.

Второе условие осуществления процесса адаптации таково: вариация должна опираться на изменения генов, т. е. у нее должен быть генетический базис ( наследуемость ). Если бы между светлоокрашенными и темноокрашенными хомячками не было генетической разницы, то светлые бы все равно лучше выживали в дюнах, однако разница в окрасе не передалась бы следующему поколению и эволюционные изменения не произошли бы. Мы знаем, что генетическое условие в случае этих хомячков также соблюдено. На самом деле нам в точности известно, какие именно два гена больше всего влияют на разницу между темным и светлым окрасом. Один из них называется Agouti (агути), и это тот же самый ген, мутации которого порождают черный окрас у домашних кошек. Второй ген называется Mc1r , и одна из его мутантных форм у людей, особенно часто встречающаяся в ирландской популяции, порождает веснушки и рыжие волосы {28}.

Откуда берутся эти генетические вариации? Мутации – случайные изменения в последовательности нуклеотидов ДНК, которые обычно возникают как ошибки, когда молекула копируется во время деления клеток. Генетическая изменчивость, вызванная мутациями, широко распространена: например, мутантные формы генов объясняют вариации нашего цвета глаз, групп крови и значительную часть нашей (и не только нашей, но и других видов) изменчивости таких признаков, как рост, вес, биохимия и множество других.

Основываясь на многочисленных лабораторных экспериментах, ученые пришли к заключению, что мутации происходят случайно. Термин «случайный» здесь имеет особое значение, которое даже биологи зачастую понимают неверно. Он означает, что мутации происходят независимо от того, будут ли они полезны данной особи . Мутации – это просто ошибка в репликации ДНК. Большая их часть вредна или нейтральна, но некоторые могут оказаться полезными. Полезные мутации становятся сырьем для эволюции. Однако нет никакого известного науке биологического способа повысить вероятность того, что мутация будет отвечать текущим адаптивным нуждам данного организма. Хотя для хомячков, обитающих в дюнах, лучше иметь светлый окрас, их шанс заполучить такую полезную мутацию не выше, чем у хомячков, живущих в темной почве. В таком случае, вместо того чтобы называть мутации случайными, точнее будет назвать их нейтральными: шанс, что мутация появится, не зависит от того, будет ли она полезной или вредной для данной особи.

Третье и последнее условие естественного отбора заключается в том, что генетическая изменчивость должна влиять на шансы данной особи оставить потомство. В случае хомячков эксперименты Кауфмана с хищниками показали, что лучше замаскированные хомячки оставят больше копий своих генов. Таким образом светлый окрас пляжных хомячков отвечает всем трем критериям развития в качестве адаптивного признака.

Следовательно, эволюция путем естественного отбора представляет собой комбинацию случайности и закономерности. Это процесс сначала случайный (или нейтральный) – появление мутаций, которые порождают набор генетических вариантов, как плохих, так и хороших (в нашем примере с хомячками это варианты нового окраса шерсти); а затем «закономерный» – естественный отбор, который распоряжается этими вариациями, сохраняя хорошие и отбрасывая вредные (при обитании в дюнах частота встречаемости генов светлого окраса увеличивается за счет генов темного окраса).

Отсюда прямой путь к самому распространенному заблуждению, касающемуся дарвинизма: идее, что в эволюции «все происходит случайно». Это распространенное утверждение, несомненно, совершенно ошибочно. Ни один эволюционист, и уж точно не Дарвин, никогда не заявлял, что естественный отбор основан на случае или стечении обстоятельств. Совсем наоборот. Мог ли совершенно случайный процесс сам по себе породить дятла, долбящего дерево, или изощренную орхидею, напоминающую пчелу, или закамуфлированного кузнечика и пляжного хомячка? Конечно, нет. Если бы эволюцию внезапно заставили зависеть только от случайных мутаций, виды бы вскоре выродились и вымерли. Случайность сама по себе не может объяснить чудесное соответствие между особью и ее окружением.