Джерри Койн - Эволюция: Неопровержимые доказательства

Адаптации всегда упрочивают приспособленность особи , но необязательно группы или вида. Идея о том, что естественный отбор действует «на благо видов», широко распространена и при этом ошибочна. На самом деле эволюция способна породить черты, которые, помогая отдельной особи, вредят биологическому виду в целом. Например, если какая-то группа львов-самцов изгоняет постоянных самцов из прайда, это зачастую сопровождается кровавой бойней, уничтожением маленьких львят, уже отлученных от матери. Такое поведение вредно для вида, потому что сокращает общее число львов и увеличивает шансы на их вымирание. Однако оно идет на пользу львам-захватчикам, поскольку они получают возможность быстро оплодотворить самок (которые, перестав кормить львят, снова возвращаются в состояние эструса – течки). Получается, что львы-захватчики заменяют убитых львят своим потомством. Легко увидеть (хотя и неприятно), как ген, вызывающий детоубийство, распространяется за счет «хороших генов», которые бы заставили львов-захватчиков просто нянчиться с чужими, неродными львятами. Как и можно предсказать, опираясь на теорию эволюции, в природе не увидишь адаптацию, которая приносит виду пользу за счет отдельной особи, а именно такого явления можно было бы ожидать, если бы организмы были созданы заботливым творцом.

Позволю себе несколько отклониться от темы, поскольку чрезвычайно важно объяснить читателю, что естественный отбор – это не единственный процесс, обуславливающий эволюцию. Большинство биологов определяют эволюцию как изменение в соотношении аллелей (разных форм генов) в генофонде популяции. Например, вспомним нашего пляжного хомячка. По мере того как частота «светлых» форм гена Agouti в популяции хомячка возрастает, популяция и окрас меха развиваются и меняются. Но подобная перемена может произойти и иными путями. У каждой особи есть два экземпляра каждого гена (аллели), которые могут быть идентичными или разными. Каждый раз, когда происходит половое размножение, один из аллелей каждой пары генов передается от родителя потомству, а другой аллель приходит от другого родителя. То, какой именно из пары родительских генов передастся потомству, чистая лотерея. Например, если у вас четвертая группа крови (комбинация аллельных генов A и B) и вы произвели на свет только одного ребенка, то вероятность, что ребенок получит аллель A, составляет 50 % и аллель B – тоже 50 %. Если в семье один ребенок, то один из ваших аллелей неизбежно пропадет. В результате в каждом поколении гены родителей принимают участие в лотерее, выигрыш в которой – то, будет ли ген передан следующему поколению. Поскольку количество потомства ограничено, частота генов, представленных у потомства, не будет совпадать с частотой генов, представленных у родителей. Этот «отбор» генов в точности напоминает подбрасывание монетки – «орел или решка». Хотя при любом таком броске вероятность выпадения «орла» будет составлять 50 %, но если вы сделали лишь несколько бросков, то велика вероятность, что возникнет отклонение от ожидаемого результата (например, если подбросить монетку четыре раза, у вас вероятность того, что все четыре раза выпадет только «орел» или только «решка», будет составлять 12 %). Таким образом в маленьких популяциях частота разных аллелей со временем может меняться исключительно по воле случая. И в игру могут вступать новые мутации, и их частота будет расти или повышаться также по воле случая. В конечном итоге эта генетическая игра в «орла или решку» может даже привести к тому, что гены окажутся зафиксированы в популяции (т. е. их частота поднимется до 100 %) или, наоборот, полностью исчезнут.

Подобные случайные изменения, со временем происходящие в частоте генов, называются дрейфом генов . Это автоматический эволюционный процесс, поскольку он включает изменения, происходящие со временем в частоте аллелей, но они вызваны не естественным отбором. Одним из примеров эволюции путем генетического дрейфа могут послужить необычные частоты групп крови в религиозных американских общинах амишей [37]и данкеров [38]. Это маленькие, изолированные религиозные общины, члены которых роднятся между собой браками, т. е. здесь создаются самые подходящие условия для быстрой эволюции путем генетического дрейфа.

Случайный отбор также может произойти, когда популяция берет свое начало всего от нескольких иммигрантов, как происходит в ситуации, когда отдельные особи колонизируют острова или новую территорию. Например, практически полное отсутствие генов третьей группы крови (аллель B) у коренных американцев, возможно, отражает утрату этого гена малочисленной популяцией людей, которые колонизировали Северную Америку примерно 12 000 лет назад, прибыв из Азии.

И дрейф генов, и естественный отбор порождают генетические изменения, которые мы считаем эволюцией. Но между ними есть существенная разница. Дрейф генов – процесс случайный, в то время как отбор – противоположность случайности. Генетический дрейф может изменить частоту аллелей независимо от того, насколько они полезны для своего носителя. Естественный отбор, наоборот, всегда избавляется от вредных аллелей и повышает частоту полезных.

Будучи абсолютно случайным процессом, генетический дрейф не может порождать эволюционных адаптаций. Он никогда не смог бы создать крыло или глаз. Для этого нужен неслучайный естественный отбор. Зато генетическому дрейфу под силу повлиять на эволюцию признаков, которые для организма ни вредны, ни полезны. Дарвин, который, как всегда, оказался пророком, выдвинул эту идею в «Происхождении видов»:

Сохранение благоприятных индивидуальных различий и вариаций и уничтожение вредных я назвал естественным отбором, или выживанием наиболее приспособленного. Вариации бесполезные и безвредные не подвергаются действию естественного отбора; они сохраняются как колеблющийся элемент, как это наблюдается у некоторых полиморфных видов, либо же, в конце концов, закрепляются в зависимости от природы организма и свойств окружающих условий.

По сути, генетический дрейф не только бессилен породить адаптации, но на практике способен победить естественный отбор. Эффект случайной выборки, особенно в маленьких популяциях, может оказаться столь масштабным, что повышает частоту вредоносных генов, хотя естественный отбор работает в противоположном направлении. Именно это почти наверняка и служит причиной огромной распространенности генетических заболеваний в изолированных человеческих сообществах, включая болезнь Гоше у северных шведов, болезнь Тея – Сакса у луизианских каджунов и пигментную дистрофию сетчатки у жителей острова Тристан-да-Кунья.