Неотрицаемое. Наш мир и теория эволюции

Най Билл

Не слишком отдаленное будущее сулит возможность другого пути изменения генов. Ученые работают над генной терапией – способностью менять ДНК для устранения или предотвращения заболеваний, корректировки или улучшения генов. Когда-нибудь ученые смогут производить изменения так называемой зародышевой линии, что в свою очередь приведет к появлению у ваших детей новой ДНК. Что это – кошмар или мечта? Бред или спасение? Возможность генетических модификаций немыслима без научно грамотной общественности. Пожалуйста, следите за новостями и голосуйте!

Итак, вернемся к нашим жирафам в их естественной среде обитания. Я не раз бывал в Африке и наблюдал за жирафами в природе – так вот могу сказать, что не нужно быть слишком наблюдательным, чтобы заметить, что жирафы едят листья с ветвей, находящихся

довольно высоко от земли. Они используют свои шеи, чтобы достать листья, до которых другим животным добраться намного сложнее. Если бы вы были кошкой, вы могли бы забраться по тем ветвям и начать свою трапезу. Хотя это было бы гораздо сложней. И кстати кошки, как правило, питаются другими животными, а не сочными листьями акации. Жирафы обладают другой весьма примечательной особенностью, о которой я даже не знал, пока мне на нее не указали. У этих животных очень жесткие язык и губы. Они могут ухватиться ртом за толстую ветку акации и просто проехаться губами по всей длине, по пути собирая все растущие на ней листья. Но дело-то вот в чем: африканские акациевые деревья имеют крупные и острые шипы. Мы даже руками не сможем схватиться за эти ветви, не говоря уже о языке – такое даже представить страшно! А вот жирафы смогут.

Рассуждая подобно Ламарку, можно предположить, что жирафы, которых мы видим сегодня, получили свои длинные шеи в результате растягивания соответствующих мышц. Можно подумать, что просто вытягивая шею в поисках еды, жирафы естественным образом делали их длиннее – и это передавалось и их потомству. Но не тут-то было. Правильный ответ на этот вопрос нашел Дарвин: предки наших современных жирафов, шеи которых были длиннее, чем у их современников, могли добираться до чуть более высоких ветвей акаций по сравнению с другими членами жирафового стада. Жирафы с более длинной шеей были успешнее – пусть даже чуточку успешнее – в получении необходимого пропитания. А значит, они оказались успешнее и в вопросе потомства.

Эволюционное давление, в данном случае обусловленное более длинной шеей, вероятно, стало более заметным в условиях, когда запасы продовольствия оскудевали. Представьте себе засуху в саванне – африканский пейзаж, который для европейца или американца будет выглядеть как нечто среднее между лесом и степью. В период засухи листья на деревьях становятся более мелкими и менее сочными по сравнению с периодом дождей. В этой ситуации все животные, которые питаются листьями акации, начинают объедать листья с нижних веток деревьев. И только жирафы, которым повезло с чуть более длинной шеей, могут продолжать питаться листьями с высоких веток, до которых другие, не такие рослые животные их окружения, достать не могут. Поэтому, когда скудный запас листьев с нижних веток подходит к концу, низкие животные начинают голодать, в то время как высокие члены стада получают большее количество пищи вместе с возможностью иметь более здоровое потомство.

Теперь представьте, что такая засуха случается каждый год на протяжении, скажем, десяти лет. Климатические явления Африки, как и Северной Америки, зависят от действия феномена Эль-Ниньо [4] в западной части Тихого океана. Такие явления могут длиться в течение многих лет. На протяжении нескольких сезонов стадо (популяция) жирафов будет испытывать проблемы с пропитанием. В этом случае выжить смогут только высокие особи. Давление отбора станет максимально высоким. Здесь высоким животным не нужно будет стараться быть лучшими, чтобы выжить, – они просто будут единственными, кто выживет в условиях засухи. Более низкие члены стада вымрут всего за несколько лет. И гены их тоже исчезнут.

4

Эль-Ниньо – глобальное атмосферно-океаническое явление, влияющее на климат Южного полушария.

Эта идея в упрощенном виде показывает, как изменения в окружающей среде удивительно быстро могут произвести отбор подходящих генов. Вы не можете растянуть себе шею, чтобы потом передать эту особенность своим детям. У вас должны быть гены длинной шеи (или более длинной шеи), чтобы они могли отразиться в вашем потомстве. Бедный Ламарк, каким бы умным он ни был, так и не смог понять, как на самом деле работает этот процесс. И тем не менее сегодня мы не можем не отдать должное Ламарку хотя бы за его интерес к этой проблеме, за его размышления на эту тему.

Если уж мы говорим о жирафах, то нам следует отметить еще один замечательный и важный момент, имеющий большое значение для эволюции и выживания «пригодных» особей. Это прискорбное языковое совпадение, что «выживание наиболее приспособленных» звучит так хорошо, поскольку в задачи произвольного естественного варьирования не входит создание идеально или лучше приспособленных особей. Эволюцией движет идея «приспособления к лучшему» или «к достаточно хорошему».

Если взглянуть на анатомическое строение жирафа, можно заметить множество весьма интересных особенностей. Во-первых, несмотря на то что у жирафа очень длинная шея, позвонков у него всего семь, как у вас или у меня. По сути, его шея ничем не отличается от нашей. Это говорит о нашей общей родословной. Когда-то давным-давно на Земле обитали позвоночные (то есть имеющие позвоночник) млекопитающие, которые стали предками как для жирафов, так и для нас с вами. Семь позвонков – не так уж много для такой длинной шеи, как у жирафа. Малое количество позвонков компенсируется их размером, и в результате большие кости значительно ограничивают гибкость самого животного. Но эволюция заставляет всех нас жить с тем, что мы имеем.

И в результате нерв, связывающий ваш мозг с гортанью – возвратный гортанный нерв, – идет от мозга вниз, проходит вдоль самой гортани, словно тротуар вдоль автострады, спускается к сердцу, огибает аорту, а затем возвращается обратно в шею, где наконец соединяется с гортанью. Да, он действительно идет именно так. Такой же нерв есть и у рыбы, но у нее, в связи с отсутствием шеи, он проходит совсем коротким маршрутом. С течением эволюции шеи некоторых животных становились длиннее. Жабры видоизменялись так, что могли получать кислород из атмосферы, а не из воды. При этом нерв сохранил свое положение и свой маршрут – вниз от мозга, вокруг сердечной артерии и обратно к гортани. И это еще одно следствие эволюции: каждое последующее поколение является прямой модификацией того, что было прежде.

У жирафа вообще кошмар: нерв идет от мозга вниз, спускаясь в грудную клетку, такую же, как и у нас с вами, огибает сердце животного и возвращается к его гортани. Можете себе представить длину такого маршрута? По прямой он составляет не более пяти сантиметров! Но раз уж и мы, и жирафы происходим от одного предка с определенным строением нервных соединений, то в конечном счете мы получаем систему, которая на первый взгляд для нашего организма выглядит довольно странно. Хотя, если рассуждать логически, ничего странного в этом нет.

Как и с шеей жирафа, механизм естественного отбора должен работать и в отношении его языка и губ. Язык каждого поколения протожирафа – предка современного жирафа – становился все более жестким. Жесткий язык позволял протожирафу добывать больше листьев с высоких ветвей акаций. В результате появилось поколение жирафов, которые могли питаться самыми верхними и колючими листьями акации.

Чтобы как следует разобраться в этом механизме, попробуйте провести небольшой мысленный эксперимент. Представьте себе велосипед. А теперь представьте двухколесную тележку типа той, с которой покупатели иногда ходят на рынок или в магазин. Вообразите, что эта тележка должна превратиться в велосипед, изменяясь в соответствии с эволюционными принципами, – как будут выглядеть эти изменения? Сначала каркас тележки придется растянуть, придав ему форму параллелограмма или чего-то подобного: колеса при этом должны располагаться друг перед другом, а не параллельно. К тому же колеса нужно увеличить, а шины наполнить воздухом. Возможно, придется как-то изменить ось, чтобы добавить цепь. Вероятно, верхняя жердь ручки должна каким-то образом превратиться в перекладину велосипедной рамы. И вообще, весь каркас тележки должен стать толще, превратившись в велосипедную раму, поскольку ему придется выдерживать вес человека и неравномерную нагрузку, когда тот будет скакать на велосипеде по неровной дороге.