Спонтанная эволюция: Позитивное будущее и как туда добраться
Шрифт:
Вайсман не считал, что участвующим в его эксперименте мышам необходимы хвосты… но он не спрашивал у самих мышей, что они думают по этому поводу. Тем не менее эксперименты Вайсмана способствовали утверждению теории Дарвина и развенчали Ламарка, сделав его сначала посмешищем, а затем вообще стерев из общественного сознания.
Результатом изысканий Вайсмана стало то, что биологи начали отрицать влияние среды как на генетические мутации, так и на эволюционное развитие. Однако в свете недавних исследований в сфере эпигенетики и адаптивных мутаций взгляд Ламарка на эволюцию как на целенаправленный процесс представляется более оправданным, чем это виделось прежде. В то же время другие эксперименты демонстрируют, что эволюция также использует
При жизни ни Ламарк, ни Дарвин не имели возможности подтвердить собственные теоретические взгляды на эволюцию и наследственность, поскольку тогда еще не было соответствующих технологий. То, что эволюция согласуется и с ламаркизмом, и с дарвинизмом (скоро мы поговорим об этом подробнее), доказали позднейшие поколения ученых.
Экспериментальная генетика как наука официально зародилась в 1910 году (столетие спустя после того, как Ламарк выдвинул свою теорию), когда Томас Хант Морган обнаружил, что мутировавшая белоглазая фруктовая мушка способна производить в популяции красноглазых мушек белоглазое потомство. В ходе своих исследований Морган установил, что управляющие чертами гены представляют собой обособленные элементы внутри хромосомы, а факторы среды (такие, как радиация или токсины) способны стимулировать генетические мутации. Морган пришел к выводу, что никакие из внешних воздействий не могут точно предопределять тот или иной конечный результат мутации. Позже более сложные исследования окончательно убедили ученых в том, что генетические изменения непредсказуемы, — в точности как и полагал Дарвин.
В 1943 году генетические исследования, произведенные Сальвадором Лурия и Максом Дельбрюком, вроде бы раз и навсегда доказали, что мутации представляют собой чисто случайные события. Сначала ученые вырастили в питательном бульоне колонию генетически идентичных бактерий. Затем они разделили бактерии на равные части и поместили в разные чашки Петри для культивирования. Чашек получилось много. В эти идентичные культуры были внедрены бактериофаги — вирусы, которые заражают и убивают бактерии. Большинство бактерий погибло, однако некоторые продемонстрировали достаточную сопротивляемость вирусу, выжили и сформировали новые колонии. Чтобы определить, случайны ли эти мутации или же они являются результатом целенаправленного клеточного ответа на угрозу среды, Лурия и Дельбрюк проверили, насколько различаются по численности колонии выживших бактерий в разных чашках Петри. Ученые рассудили так: если мутации обусловлены целенаправленной адаптивной реакцией на новые условия среды, тогда колонии выживших бактерий в каждой чашке должны быть примерно одинаковыми по численности. Если же мутации — результат случайных процессов, размеры колоний в разных чашках будут значительно различаться.
Эксперимент показал, что численность выживших колоний в разных чашках Петри значительно различается. Лурия и Дельбрюк сделали вывод, что мутации происходят случайным образом, независимо от стимулов среды, и бактерии, которым посчастливилось выжить, приобрели нужную мутацию по чистой случайности. В течение последующих 45 лет было проведено множество экспериментов, подтвердивших результаты Лурии и Дельбрюка. В результате в науке утвердилось мнение, что все мутации случайны, а не направлены на обеспечение конкретных задач выживания в той ситуации, с которой столкнулся организм.
Итак, основываясь на своих наблюдениях, биологи сделали, казалось бы, неопровержимый вывод: мутации совершенно непредсказуемы; они никоим образом не связаны с настоящими или будущими потребностями организма. А поскольку эволюция происходит исключительно путем мутаций, они заключили, что у такой случайной эволюции нет никакой цели. Этот вывод наилучшим образом вписывается в концепцию сугубо материальной Вселенной, проповедуемую научным материализмом. В общем, теория осознанного Творения отступила перед теорией генетической «игры в кости». Было решено, что человек — всего лишь очередной случайный турист, материализовавшийся в биосфере в результате беспорядочных наследственных процессов.
Однако в 1988 году всемирно признанный генетик Джон Кэйрнс оспорил это научное верование в случайную эволюцию. Результаты оригинальных исследований Кэйрнса (он тоже работал с бактериями) были опубликованы в престижном британском журнале Nature в статье под названием «Происхождение мутантов». Кэйрнс взял бактерии, у которых был поврежден ген, отвечающий за производство энзима лактазы, необходимого для усвоения лактозы — сахара, присутствующего в молоке. Затем он поместил эти бактерии в культуры, где единственным питательным веществом была лактоза. Неспособные усваивать эту пищу, бактерии не могли ни расти, ни размножаться, поэтому ожидалось, что их колонии в ходе эксперимента не возникнут. Однако, как ни странно, во многих культурах бактериальные колонии все же образовались.
Повторно исследовав бактерии, с которых начинался эксперимент, Кэйрнс обнаружил, что в исходном посевочном материале мутировавших форм не было. Следовательно, заключил ученый, мутация гена, отвечающего за выработку лактазы, произошла после помещения бактерий в новую среду, а не до этого. Но если Лурия и Дельбрюк использовали в своих экспериментах вирусы, которые убивали бактерии почти мгновенно, то в экспериментах Кэйрнса микроорганизмы гибли от голода медленно. Иными словами, поместив бактерии в стрессовую ситуацию, Кэйрнс дал им достаточно времени для активизации внутренних механизмов мутации, чтобы они попытались выжить.
В экспериментах Кэйрнса мутации, способствующие выживанию, выглядят как прямая реакция организма на неблагоприятные условия среды. Любопытно, что в ходе дальнейших исследований выяснилось: мутации затронули лишь те гены, которые отвечают за метаболизм лактозы. Кроме того, из пяти возможных механизмов мутации все голодающие бактерии реализовали мутацию одного и того же типа. Очевидно, что результаты этого эксперимента не подтверждают предположение о совершенно случайных мутациях и бесцельной эволюции!
Кэйрнс назвал открытый им механизм направленной мутацией. Но сама идея, что стимулы среды могут управлять изменениями генетической информации, в корне противоречит центральной догме, поэтому официальная наука ответила быстро и враждебно. Как в журнале Nature, так и в американском научном журнале Science были напечатаны передовицы с гневными выпадами против выводов Кэйрнса. Редакционная статья в Science называлась «Ересь в эволюционной биологии». Заглавие было набрано огромными буквами жирным шрифтом. Это ясное свидетельство того, что облаченные в белые халаты жрецы научного материализма готовы были сжечь Кэйрнса на костре. Никто не смеет выступать против догмы!
В течение следующего десятилетия результаты Кэйрнса воспроизводились и другими исследователями, что, по идее, должно было увеличить доверие к его работе. Однако научное сообщество все равно считало идеи Кэйрнса возмутительными и неприемлемыми. Чтобы не раздражать коллег, ведущие исследователи-генетики сменили название этого явления с «направленная мутация» на более мягкое «адаптивная мутация», а затем и вовсе «благоприятная мутация». Более того, научное сообщество настаивало на том, чтобы Кэйрнс предложил другое объяснение механизма таких мутаций — как бы их ни называли.