Георгий Гамов - Мистер Томпкинс внутри самого себя

— А сколько времени уходит на создание нового вида? —поинтересовался мистер Томпкинс.

— В среднем около миллиона лет, если вы говорите о высших животных, таких, как млекопитающие и птицы. Взять хотя бы один весьма типичный пример: чтобы эволюционировать из совершенно другой формы, человеку понадобилось полмиллиона лет.

— Не кроется ли здесь некоторая трудность? — усомнился мистер Томпкинс. — Гены одного вида отличаются от генов другого вида не одним или двумя, а десятками или сотнями видов. Поэтому эволюции приходится очень долго ждать, пока носитель одного благоприятного гена в результате мутации обзаведется вторым благоприятным геном, потом третьим и т. д. Такие события очень мало вероятны, поэтому их серия должна была бы занимать очень долгий период. Но из того, что вы мне рассказали следует, что эволюция происходит (в геологическом масштабе времени) очень быстро.

— Вы совершенно забыли о существовании пола, — отметил английский натуралист.

— Пола? — удивленно воскликнул мистер Томпкинс. — А какое отношение пол имеет к эволюции?

— Биологическая функция пола заключается в том, чтобы обеспечить потомству рекомбинацию генов двух родителей. При таком способе репродукции новые мутации, где бы они не произошли в популяции, перемешиваются и подвергаются испытанию в различных комбинациях. Поэтому вовсе не нужно ждать, пока редкая мутация произойдет у какого-нибудь вполне определенного индивида — носителя другого гена, который может образовать с первым геном благоприятную комбинацию. Перемешивание и испытание генов, осуществляемое при половом размножении, позволяет весьма значительно ускорить эволюцию у высших организмов.

— А разве большинство организмов не делится на мужских и женских особей?

— Нет. Как вы знаете, большинство бактерий размножаются просто делением пополам, хотя некоторые бактерии используют и способы обмена генами, напоминающие половое размножение. Но бактерии производят за короткое время так много поколений (иногда они делятся пополам каждые 20 минут), что для поддержания генетической приспособленности, позволяющей реагировать на изменения окружающей среды, рекомбинация становится не столь необходимой. Существуют также более сложные организмы, размножающиеся неполовым путем.

У таких организмов яйцеклетка развивается и без оплодотворения сперматозоидом. Таким способом размножаются, например, коловратки и некоторые растения. В этих случаях эволюция происходит гораздо медленнее. Однако такие организмы оставили привычку размножаться половым путем совсем недавно и, вероятно, обречены на вымирание, так как их эволюция не поспевает за изменениями окружающей среды.

— Все, о чем вы говорите, звучит, как хорошая теория, — не мог не признать мистер Томпкинс. — А не могли бы вы привести какие-нибудь примеры того, как реально происходит эволюция?

— Ну конечно, — ответил английский натуралист. — Очень хорошим примером может служить эволюция глаза. Меня довольно часто спрашивают об эволюции, и я счел полезным изобразить эволюцию глаза на диаграмме.

Сравнивая глаза различных животных, мы можем изучать эволюцию глаза несколько подробнее. Простейший глаз представляет собой одну-единственную клетку, чувствительную к свету. Такого рода глазом обладают многие примитивные животные, например, медузы. С таким глазом медуза не может различать форму, но может отличать свет от тьмы, а это уже очень полезная информация. Например, умение отличать ночь от дня позволяет знать, когда охотиться за жертвами.

Глаз ленточного червя состоит уже из группы светочувствительных клеток, отчего глаз становится более надежным, что единичная клетка, но на следующем этапе эволюции в строении глаза происходит настоящее усовершенствование. У наутилуса светочувствительные клетки располагаются в небольшом углублении под наружной поверхностью, образуя «оптическую чашу», действующую как примитивная фотокамера с отверстием размером с булавочную головку в качестве объектива.

Такое устройство глаза позволяет наутилусу определять направление, откуда исходит свет. Еще один шаг, и утолщение прозрачной кожи, покрывающей оптическую чашу, становится линзой. Изображение образуется на сетчатой оболочке, или сетчатке, как называется слой из светочувствительных клеток. Такой глаз позволяет организму не только отличать свет от тьмы и определять направление на источник света, но и различать форму предметов. Как вы видите, глаз возник в результате естественного отбора — последовательных мелких усовершенствований, производимых то тут, то там, — из очень простого начала.

Правило игры очень просто: любой частичный успех идет в счет, любая мутация, приводящая к небольшому улучшению сохраняется, после чего производятся дальнейшие усовершенствования организма.

— Очень интересно, — вежливо произнес мистер Томпкинс, — но вы не совсем поняли мой вопрос. Не могли бы вы привести примеры, когда мы можем, что называется своими глазами наблюдать, как реально происходит эволюция, или эволюционные процессы протекают слишком медленно для этого?

— В ряде случаев эволюцию удается наблюдать, и некоторые из таких случаев имеют для нас практическое значение. Очень хорошим примером могут служить бактерии, которые еще несколько лет назад были весьма чувствительны к антибиотикам, но теперь эволюционировали и легко сопротивляются некоторым антибиотикам. Врачи не собственном опыте ощутили этот эффект. Вам, несомненно, приходилось слышать рекламу средств от мух, действующих и против ««нечувствительных к ДДТ мух», мухи и многие другие насекомые за несколько лет эволюционировали в формы, не чувствительные к действию ДДТ.

— Наконец-то я понял! — воскликнул мистер Томпкинс. — Под действием естественного отбора все живое постоянно совершенствуется, становясь все лучше и лучше, по крайней мере со своей собственной точки зрения. Естественный отбор действует как джин из волшебной лампы Аладдина, его возможности беспредельны.

— К сожалению, а может быть и к счастью, вы заблуждаетесь. Немного поразмыслив, вы поймете, что у естественного отбора существует вполне определенный предел возможного. Естественный отбор может приводить к почти сказочным результатам, но только при условии, если он осуществляется малыми шагами и каждый шаг полезен и означает какое-то улучшение по сравнению с предыдущим.

Естественный отбор происходит не по заранее известному плану и осуществляется не через промежуточные шаги, бесполезные сами по себе, но ведущие к полезной конечной цели. И вследствие такой недальновидности эволюция произвела не только новые виды, но и сотни миллионов вымерших видов.