Пожалуй, пока ничего. Будем надеяться, что в умах широкой общественности отложится хотя бы, что «гены — это очень сложно», вместо нынешней — «ген — всему голова». Ген ведь все-таки не хлеб.
Владимир Черданцев
Пух и кролик:
Два взгляда на изменчивость и эволюцию биологических форм
Рисунки Ольги Кругловой
— Кролик — он умный!
— сказал Пух в раздумье.
—Да, — сказал Пятачок.
— Кролик — он хитрый.
— У него настоящие Мозги.
—Да, — сказал Пятачок,
— у Кролика настоящие Мозги.
Наступило долгое молчание.
— Наверно, поэтому,
— сказал наконец Пух,
— наверно, поэтому-то он
никогда ничего не понимает!
Если просто сказать, что эволюция биологических форм основана на случайном поиске подходящих для данной среды фенотипических признаков, то никто из эволюционистов с этим не согласится, хотя бы потому, что это несолидно звучит и, главное, Где же туг наука? Они возразят с полным на то основанием, что любой организм — это исторически сложившаяся динамическая структура, для которой одни изменения естественны, другие — затруднительны, даже если очень нужны для выживания, а третьи — просто невозможны, потому что разрушат саму структуру.
Все это — чистая правда, но дело в том, что современная теория эволюции работает не со структурами, а с признаками. Признаки же при удачном выборе позволяют различать объекты независимо от их структуры, и, по-видимому, именно так поступает отбор. По сути это означает, что отбор работает не с природными, а со знаковыми системами, скорее, с именами предметов, чем с самими предметами.
У любой, даже очень простой структуры, например, у спичечного коробка, имеется потенциально бесконечное множество признаков, которые можно измерить, а потом, с тем или иным успехом, изучать их изменчивость (коробки редко имеют вполне прямоугольную форму), наследственность (на разных фабриках делают немного разные коробки) и отбор (коробки, сделанные на разных фабриках, могут быть немного разного качества). Все это можно было бы делать и в случае, если бы коробки были круглыми, то есть если бы это был другой тип структуры — просто в этом случае какие-то признаки было бы труднее измерить, а другие — легче. Современная теория эволюции не дает оснований считать, что если бы коробки были круглыми, то механизм их эволюции был бы иным, чем у прямоугольных коробков, потому что — и это главное ее положение — выбор признаков, по которым будет идти или вестись отбор, не зависит не только от структуры подлежащих ему объектов, но и от их физической природы, и даже от того, есть она или нет. Замечательно, что такой взгляд на природу биологической эволюции — назовем его взглядом Кролика — вполне обоснован, потому что отбор именно так и действует, и не всегда понятно, как он ладит с реальным миром, то есть с миром Пуха.
На взгляд Кролика (неодарвинизм, современный синтез и пр.), единственным признаком фенотипа, по которому может идти отбор, является приспособленность, состоящая из потенциально бесконечного множества компонент, каждой из которых соответствует бесконечное же множество потенциально измеримых фенотипических признаков. Поскольку при таком взгляде на веши любое взаимодействие компонент приспособленности порождает новый фенотипический признак, множество признаков не только бесконечно, но и несчетно. Множество же биологических структур, способных к физическому существованию (необязательному для признаков), является мало того что счетным, но и, вероятнее всего, конечным множеством. Из несоизмеримости этих множеств следует, что сами структуры не могут иметь определенного вклада в общую приспособленность организма, оставляя это признакам.
Говоря о приспособленности структуры, Кролик имеет в виду вовсе не структуру, а «иллюзию единства» признаков, возникающую из-за того, что они нужны для какого-нибудь действия, имеющего адаптивный смысл. Например, чтобы зажечь спичку, одной деревяшки мало, нужна еще фосфорная головка. Глядя на спичку, Пуху совершенно ясно, что палочка и головка — это признаки, которые нужны, чтобы разжечь огонь, но они не нужны самой спичке. Это совсем не то, что ладонь и пальцы, которым ладонь нужна не только для того, чтобы что-нибудь схватить, но и для того, чтобы сделать пальцы, то есть для того, чтобы такая структура, как рука, вообще могла существовать. Кролику, вместе с отбором, не нужно знать, в чем разница между рукой и спичкой, и по-своему он совершенно прав. С. Райт, благодаря которому понятие отбора приобрело точный (в духе Кролика) смысл, отсутствовавший у Дарвина (бывшего скорее Пухом), сравнивал отбор с корзиной для бумаг, «вбирающей в себя любые причины направленного изменения генных частот». В частности, отбору все равно, каким образом делаются признаки, нужные для выполнения какой- либо биологической функции, тем более что признаки вообще не делаются, а выбираются. Со структурами отбор сталкивается только тогда, когда нечего или не из чего выбирать. У генетиков это называется «морфогенетическими ограничениями», и русский язык выдает бессмыслицу такого сочетания слов, звучащего по- английски вполне невинно.
Такое различие взглядов становится особенно очевидным, когда речь идею возникновении в эволюции новых структур, более сложных, чем их предшественники. Кролик сразу начинает с генов, поскольку не видит различия между новой структурой и новой комбинацией признаков исходных структур. Представим себе, что в лабораторной популяции мы ведем отбор на увеличение числа щетинок, развивающихся на мушином брюхе. Такой отбор обычно эффектавен, и за несколько поколений среднее значение отбираемого признака — числа щетинок — увеличивается не менее, чем на 20 процентов. При этом, естественно, в популяции появляются мухи с таким обилием щетинок, какие в исходной популяции просто не встречались. Спрашивается, откуда взялись такие мухи?
Ответ хорошо известен и достаточно подробно изложен в любом учебнике количественной генетики. В исходной популяции имеется множество генов и их аллелей, влияющих на число щетинок в (+) и (-) направлениях. Поскольку в ходе отбора среднее число (+) генов в каждом генотипе увеличивается, увеличивается и вероятность того, что после очередного скрещивания любой данный (+) ген соединится в новом генотипе с другим (+) геном. Кролик заметит, что то же самое могло бы произойти случайно и в исходной популяции, без всякого отбора, и не происходит только потому, что эта популяция недостаточно велика. Исходная и прошедшая отбор популяции различаются всего лишь вероятностью заранее известного события — соединения в одном генотипе почти всех имеющихся в популяции (+) генов, то есть новое значение признака ничего нового, кроме вероятности, в себе не заключает. Из этого следует, что тиражируемое в учебниках (у русских это повелось с И.И. Шмальгаузена) понятие о «творческой роли отбора», мягко говоря, некорректно — Пуха еще можно провести, но не Кролика.
Именно поэтому Кролик и говорит, что действительно новые признаки появляются только с возникновением новых генов, причем неважно, получаются ли эти гены путем старых добрых мутаций или, скажем, изменением генов за пределами хромосом. Кролик не спорит с тем, что сегментация мезодермы у кольчатых червей представляет собой нечто новое по сравнению с несегментированной мезодермой круглых червей, он просто ищет — и обычно находит — ген, который работает в мезодерме зародышей кольчатых червей и которого нет у круглых червей. И наоборот, если оказывается, что при образовании головы у насекомых и позвоночных имеется некоторое сходство в расположении зон экспрессии одних и тех же генов, то делается вывод, что голова насекомых и позвоночных развивается по одинаковым правилам, каковы бы они ни были. Вообще же Кролик не видит особой проблемы в том, каким образом первоначально одинаковые части становятся различными.