Эволюция для всех, или Путь кентавра - Александр Гангнус

Представь себе деревню, все жители которой носят одну и т уже фамилию, например, Кузнецовы. Даже в нашей стране, по которой всякого рода Мамаи огнем и мечом проходили столько раз, такие деревни существуют. В Китае, где в глубинке есть целые многотысячные поселки, которые без больших перемен стоят на одном месте до пяти тысяч лет, такое бывает сплошь да рядом. Фамилия — это тоже признак, наследуемый только через одного родителя — почти у всех народов — отца. Конечно же, в принципе можно высчитать «поселкового Адама», первого носителя этой фамилии, но не нужно. Он лишь один из многих прародителей жителей этого местечка, вот только в силу случайности или наследственности в его потомстве на доли процента рождалось или выживало меньше девочек — «тупиковых» только по этому признаку ветвей. Рано или поздно его фамилия стала монопольной, притом, что генов, фамильных черт он своим потомкам передал не больше, чем любой из его сверстников или сверстниц… Один из современных генетиков по этому поводу написал во вполне серьезном издании, что когда-нибудь, при определенных условиях, все жители Земли будут носить одну фамилию, допустим, Адам, но это вовсе не будет значить, что все они на самом деле произошли от одного человека, Адама.

Вот почему эта захватывающая история, хотя и меняет кое-что в старом споре о моно— и полицентрическом происхождении рода людей (род сапиенсов, несмотря на расы, оказывается все-таки более монолитным, чем полагали крайние полицентристы), но не отменяет его вовсе. И Y-хромосома рассказывает лишь кое-что, а не все приключения человеческих генов и хромосом в последние сотню тысяч лет, и митохондриальная ДНК, даже и раскрыв кое-что из своей собственной истории, возможно, искусно скрывает гораздо более важные и таинственные вещи из истории наших предков, эректусов и сапиенсов…

ЕЩЕ РАЗ ОБ ИСКУССТВЕННОМ И ЕСТЕСТВЕННОМ ОТБОРЕ

Помнишь, размышляя над поразительными изменениями, происходящими с домашними животными буквально на глазах людей, Дарвин догадался, что подобные же изменения, только более медленные, могли происходить и в дикой природе.

Кажется, что общего между смешной болонкой и волком? Догадались бы палеонтологи будущего, что болонка и волк — это один и тот же вид животного?

Довольно долго ученые не верили, что все домашние собаки произошли от волка, думали — от шакалов или каких-то помесей между шакалами и волками. Но современная наука, проникнув в хромосомный аппарат наследственности, смогла твердо сказать: собака — это видоизмененный серый волк.

Первое время дарвинисты верили, что породы домашних животных нашими предками выведены очень просто. Достаточно, думали они, резко увеличить требования к тем или иным нужным свойствам животных, увеличить давление отбора — и все в порядке.

Сразу же возникла мысль: опытом, экспериментом подтвердить догадку Дарвина. И тут начались странные неудачи.

Ученые знали: у высоких, рослых родителей и дети обычно крупнее нормы. А что будет, если все время отбирать для потомства только самых рослых? Можно, значит, вывести породу каких-то Гулливеров, великанов!

Кто-то догадался обратиться к медицинской статистике. Ведь среди нашего вида — людей — часто бывает такое… Рослая женщина предпочитает выйти замуж за рослого мужчину. Их рослые потомки с большой вероятностью сделают то же самое. А низкорослым людям как-то удобней (не всегда, но в среднем) жениться на маленьких же. Ты помнишь, это называется половой отбор, и, по мнению Дарвина, в истории рода человеческого половой отбор играл, может быть, даже более важную роль, чем обычный естественный отбор на выживание приспособленных.

Спрашивается: почему же все человечество не разделилось давно на великанов и карликов?

В прошлом веке картотеки английских врачей подверглись тщательному исследованию. Оказалось, у высоких родителей в среднем действительно более высокие дети, а у низкорослых — более низкие. Но если средний рост обоих родителей больше «среднего общечеловеческого» (или меньше) на 4–5 процентов, то средний рост их детей отличается от среднего на величину, вдвое меньшую!

Практики-селекционеры давно заметили, что отклонения от среднего при самом старательном отборе в потомках как бы затухают, и очень быстро, уже в третьем-четвертом поколениях «прирост признака» сводится к нулю, а потом даже испытывает тенденцию вернуться к первоначальному среднему.

Но если это так, то как же образуются разновидности, а из них виды?

Каким образом из волка получилась собака?

Современная биология все ближе подходит к ответу на этот вопрос. Ты знаешь, в генной записи каждого организма могут происходить мутации. Мутации происходят самопроизвольно, неожиданно. Но их частоту можно увеличить с помощью химических веществ или облучения.

Мутация может произойти внутри молекул ДНК-носителя наследственности. Один из участков этой нити-молекулы перестраивается, там появляется какая-то новая или исчезает старая группа атомов. Иногда просто сдвигается на одно деление «рамка считывания». Генная запись почти та же, а белок получается с совсем другими свойствами, для другого пригодный (или не пригодный вовсе). Пример такой мутации — серповидная анемия, тяжелая наследственная болезнь, о которой мы уже говорили. Эта мутация произошла давным-давно в каком-то из наших предков, и с тех пор она живет в скрытом виде в генном фонде человечества, иногда проявляясь и явно.

Большая перестройка наследственности, вроде мутации, может произойти в строении хромосом (каждая хромосома состоит из белков и нитей ДНК, у человека 46 хромосом). Иногда участок одной хромосомы меняется местами с участком другой хромосомы, и это тоже влияет на свойства организма. Может измениться число хромосом: например, оно может удвоиться, учетвериться. Такие полиплоидные мутанты часты в мире растений и редки среди животных. При скрещивании разных видов и родов хромосомные наборы иногда как бы складываются. Образуется совершенно новый вид и даже род организмов. Таким новым родом стал знаменитый капустно-редечный гибрид-кентавр Карпеченко. В 1998 году по всей земле 2,9 миллиона гектаров было засеяно полиплоидным злаком тритикале — пшенично-ржаным гибридом-кентавром, необыкновенно урожайным и стойким против всяких вредителей. Уже задним числом ученые обнаружили, что с незапямятных времен растущая в садах, но отсутствующая в лесах слива — это тоже кентавр, бессознательно нащупанный нашими предками-садоводами полиплоид, сложение хромосомных наборов диких терна и алычи…

Есть и другие интересные возможности для эволюционных перестроек на уровне генов. Подробнее о них — в последней главе этой книги.

Мы с тобой уже говорили и о том, как много препятствий стоит на пути генной мутации. Для того чтобы такая мутация в наследственности стала признаком, а дальше свойством целого вида или рода животных, нужно еще очень многое.

Чаще всего мутация попадает в запас — в скрытом виде тысячи таких мутаций присутствуют в генном фонде сообщества организмов, время от времени «всплывая на поверхность» в виде новых признаков. Но чаще всего такой новый признак у хорошо приспособленного к определенной жизни существа оказывается нелепостью, уродством, которое удаляется из жизни либо сразу, с помощью убийственного естественного отбора, либо во втором поколении, под действием полового отбора: урод, особенно в мире высших животных, имеет меньше шансов вступить в брачный союз и оставить потомство. Скрытые мутации становятся явными, если скрещиваются организмы, у каждого из которых в генах сидит такая мутация. Это должны быть близкие родственники. И потому часто уроды появляются в таких сообществах, где из-за изоляции или по другой причине должны вступать в брачные отношения близкие родственники.

Мутация может дождаться своего часа — стать полезной на каком-то уровне развития вида. Может быть, при одомашнивании выявление скрытых мутаций происходило чаще, чем на воле, отчасти потому, что в древности около человека жило мало животных, и они должны были чаще вступать в близкородственные скрещивания. Частый инбридинг (так называют близкородственные скрещивания) мог устанавливаться иногда и в диких популяциях животных. Ведь палеонтологи утверждают, что иногда важные ветви эволюции начинались с небольшой, крохотной даже группы предков, долго оторванной, изолированной от всей массы прочих родственников

Но тут возможен совершенно новый поворот проблемы…

Удивительные опыты по одомашниванию пушных зверей — норок, лис — проводили ученые Сибирского отделения Академии наук под руководством академика Д. К. Беляева. Ученые долго гадали, почему нашим предкам так хорошо удалось видоизменить собаку и других домашних животных, приспособив их для самых разных надобностей. Вот если бы так же изменить лису! Вывести массу пород всех окрасок меха, чтобы щенят больше приносили, и не раз в год, а два.