Что ответить дарвинисту? Часть II
Шрифт:
Из графика видно, что тли этого подвида:
1) Неплохо прижились на растении Anthriscus (красная линия внизу). Хорошо видно, что смертность тлей на этом растении – минимальна (это контрольная группа, которая никуда не пересаживалась).
2) При прямом пересаживании тлей с растения Anthriscus на растение Ch. maculatum – тли данного подвида не питались, не размножались и гарантированно (100 %) гибли (верхняя оранжевая линия).
3) Зато тли оказались способны «пересесть» c растения Anthriscus на Сh. bulbosum (синяя линия на графике). Причем до 8-го поколения наблюдались резкие колебания плодовитости и смертности, но после 8-го поколения – тли прижились на новом растении,
4) Более того, тли, прижившиеся на новом растении (Ch. bulbosum), почему-то потеряли способность питаться на старом растении (Anthriscus). Из графика видно, что после всё того же восьмого (опять восьмого!) поколения – смертность этих «новых» тлей на старом растении резко повышается, достигнув к 11 поколению отметки в 100 % (темно-красная линия на графике, резко ползущая вверх).
5) В то же время, тли, прижившиеся на новом растении (Ch. bulbosum) – неожиданно приобрели способность питаться и размножаться на растении Ch. maculatum, которое изначально было вообще непригодным для исходных тлей данного подвида. Хорошо видно, что зеленая линия (смертности тлей) на графике крайне резко «падает» вниз на 10–11 поколениях. Что говорит о весьма синхронном «переключении» тлей. Это выяснилось после того, как тлей с Ch. bulbosum начали регулярно пересаживать на Ch. maculatum. В результате этих «тренировок», уже на 8–9 поколениях тли получили способность питаться на новом для них растении Ch. maculatum (причем дружно), а с 10–11 поколений уже нормально размножались на этом растении.
В итоге получилось, что тли необратимо «пересели» с одного растения на другое… всего за 11 поколений. Необратимо потому, что тли перестали питаться на старом растении. Более того, Шапошников провел скрещивания между полученными линиями тлей, и выяснил, что даже жизнеспособность оплодотворенных яиц между этими линиями упала чуть ли не до нуля, в то время как внутри линий – с жизнеспособностью яиц всё было хорошо (Шапошников, 1961). То есть, возникла, по сути, еще и репродуктивная изоляция.
Более того, при переходе тлей с одного растения на другое произошли еще и морфологические изменения тлей. Причем изменения весьма интересные – тли, перешедшие на новые растения… стали напоминать два других вида тлей (из этого же рода), всегда питавшихся на этих растениях. Например, проявилось сходство в строении хоботка и трубочек (Шапошников, 1965). То есть, получилась еще и определенная конвергенция форм (за 10 поколений).
Другой подвид тлей (Dysaphis anthrisci chaerophyllina) тоже повел себя весьма характерным образом: [37]
37
Для краткости цитирую просто из википедии, из статьи «Опыты Г. Шапошникова по искусственной эволюции»: https://ru.wikipedia.org/wiki/Опыты_Г._Шапошникова_по_искусственной_эволюции
В опытах с A. chaerophyllina тли для формирования контрольной группы были пересажены на Ch. maculatum (вторичный хозяин), где прижились и до осени 1958 года дали на этом растении 47 поколений. Из контрольной группы насекомые пересаживались на новое кормовое растение (Ch. bulbosum), где также прижились, хотя до 8-го поколения их жизнедеятельность была неустойчивой из-за резких колебаний смертности.
И опять обратим внимание на назойливую цифру «8». Я затрудняюсь подробно интерпретировать эти результаты. Картина получается сложной, возможных вариантов объяснений много, и в них можно запутаться. Заострю внимание только на наиболее ярких деталях:
1. Мы опять наблюдаем очень быструю «эволюцию». Что довольно странно в рамках постулата о «случайных мутациях».
2. «Эволюция» успешно завершается каждый раз за 8 поколений, несмотря на очень малый биологический материал (около десятка «тренируемых» тлей). Что еще более странно для предположений о «случайных мутациях».
3. Наблюдается синхронность переходов тлей с одного пищевого объекта на другой. Постоянно фигурирует цифра – восемь (или около того). Это уже совсем противоречит предположению о «случайных мутациях». [38]
38
По сути, данная синхронность является нарушением известного теста Лурии-Дельбрука. Этот тест как раз и демонстрирует случайный характер мутаций, именно тем, что соответствующие мутации в разных колониях бактерий возникают в очень разное время, настолько разное, что каких-либо закономерностей (и тем более, синхронности) там вообще не просматривается.
Возможно, все эти странности и можно как-то уместить в рамках постулируемого механизма «случайные мутации + естественный отбор». Но гораздо удобнее эти факты объясняются в рамках представлений о всё той же скрытой изменчивости (или даже о скрытых «переключателях» в геноме тлей), позволяющих им весьма быстро переключаться с одного субстрата на другой.
Интересно, что обсуждая полученные результаты, сам Шапошников в одних случаях пишет о «пищевых настройках» и «пищевых предпочтениях». Это когда пищевые изменения были обратимы (например, тли D. anthrisci chaerophyllina, перейдя на растение Ch. bulbosum, тем не менее, не потеряли возможность жить на исходном Ch. maculatum). А в других случаях Шапошников пишет о «пищевых адаптациях», в том числе, глубоких. Которые приводят к освоению нового растительного субстрата тлями, но с потерей способности питаться на прежнем субстрате. И далее рассуждает, являются ли «пищевые настройки», «пищевые предпочтения» и «пищевые адаптации» – проявлением неких скрытых потенций, то есть, возможностей, уже имевшихся у этих видов? Или же здесь имеет место изменение самих этих возможностей? Шапошников склоняется к тому, что в случае «пищевых настроек и предпочтений» реализуется первый вариант, а в случае «пищевых адаптаций» (во всяком случае, глубоких), реализуется второй вариант (Шапошников, 1961). То есть, Шапошников задаётся теми же вопросами, которыми сейчас задаёмся и мы. А что это такое продемонстрировали нам тли? Свои возможности по освоению новых видов кормовых растений, которые у них уже имелись в скрытом виде? Или же всё-таки настоящее изменение (эволюцию) своих пищевых адаптаций?
Более того, Шапошников приводит ряд других научных публикаций, где были зарегистрированы примеры таких же быстрых переходов насекомых фитофагов с одного растения на другое, которые тоже происходили за считанное число поколений. Например, установленные примеры с виноградной филлоксерой и т. п. (см. Шапошников, 1961). Получается, что такие быстрые переходы, возможно, достаточно широко распространены в природе. И является ли такой акт перехода насекомого-фитофага (с узкой специализацией) на новое (более-менее подходящее) растение – эволюционным актом? Или же эти насекомые «всегда так умели», то есть, такая способность (к быстрым пищевым переходам) исходна заложена в их геномах в виде «скрытых эволюционных потенций» – этот вопрос до сих пор висит в воздухе и «требует будущих исследований».
4.8. Зубастые куры
И в заключение темы скрытой изменчивости я приведу еще один пример. Выше я уже привёл: 1) возможные примеры реализации скрытой изменчивости, 2) явные примеры скрытой изменчивости, 3) самые яркие примеры скрытой изменчивости.
А теперь приведу самые необъяснимые примеры скрытой изменчивости. Авторы работы (Harris et al., 2006) умудрились пронаблюдать… зубастого цыпленка. Они выяснили, что у цыпленка имеется в скрытом состоянии некая генетическая программа развития зубов – челюсти птицы имеют скрытую способность участвовать в зубном морфогенезе (в той или иной степени). Поскольку эта генетическая программа восприимчива к определенным воздействиям, то в ответ на эти воздействия у цыпленка могут начать формироваться зубы.