Теория эволюции одновременно удивительна и не так уж удивительна
С одной стороны, теория эволюции довольно предсказуема и убедительна. С другой, потрясает новизной. Как это чаще всего бывает в науке, открытие само по себе не оказывает большого влияния на жизнь. Вспомним, например, о спорах геоцентристов и гелиоцентристов. Для повседневного существования неважно, что вокруг чего обращается – Солнце вокруг Земли или Земля вокруг Солнца. Однако очевидно, что эта разница принципиальна.
Когда впервые была выдвинута гелиоцентрическая теория, мир ополчился против нее, т. е. против изменения. Европейцы в те времена считали мир статичным, неподвижным. В этой идеализированной картине наша планета находилась в центре Вселенной. Возможно, это идеально согласовывалось со средневековой идеей оседлой жизни. Поскольку человек – совершенное творение в этом мире, то и мир, в котором он живет, Земля, должен быть совершенным. Соответственно, Земля заняла идеальное место, а Солнце, Луна и звезды двигались вокруг нее в поисках своего идеального места. Такой была геоцентрическая картина мира. Предположение гелиоцентристов, что именно Земля вращается вокруг Солнца, подразумевало, что место обитания человека, вершины мироздания, вовсе не совершенно. Земля уже не была центром Вселенной, а такая мысль опасна.
В своей основе теория эволюции имеет нечто общее с гелиоцентрической теорией: как гелиоцентризм предполагает, что Земля не центр Вселенной, так и теория эволюции предполагает, что человек не центр мироздания. Галилео Галилей, выступивший против идеи о том, что мир, где мы обитаем, находится в центре Вселенной, попал в руки инквизиции. На Чарльза Дарвина, предположившего, что люди несовершенны, что они не результат божественного творения и не вершина всех жизненных форм, обрушилась яростная критика и нападки коллег-ученых. Его теория естественного отбора потрясла основы европейской средневековой картины мира. Неудивительно, что Чарльз Дарвин долго – 23 года, если быть точной, – не решался опубликовать свой труд «Происхождение видов» (1859).
Идея Дарвина о том, что люди приспосабливаются к условиям среды так же, как и все остальные живые существа, противоречила традиционному представлению о центральном положении человека в мире и превращала человека просто в часть природы. Принять эту идею означало признать, что все в мире, даже животные, со временем меняется и ни животные, ни люди не являются совершенными божественными творениями. Хотя многим было трудно принять такой мировоззренческий сдвиг, он согласуется с восточной философией. Возможно, поэтому в Азии теория эволюции не встретила сильного противодействия.
Основы теории эволюции
Теория эволюции опирается на две фундаментальные концепции. Во-первых, эволюции нужно сырье, роль которого играет генетическое изменение в форме мутации. Когда возникает отличие от существующих генов – новшество, в генофонде появляется изменчивость. Простой пример: в популяции, где все особи имеют округлые уши, происходит мутация, обусловливающая остроухость, как у мифических эльфов. До этого существовал лишь один вариант формы ушей – округлые, теперь имеются два варианта такого признака, как форма ушей, – округлые и заостренные.
Во-вторых, морфологическая изменчивость связана с репродуктивной изменчивостью. Вернемся к предыдущему примеру. Если способность производить потомство одинакова у особей с округлыми и с заостренными ушами, ни та, ни другая форма ушей не дает эволюционного преимущества. Если же особи с заостренными ушами с большей вероятностью оставляют потомство, то постепенно их становится все больше. Частота мутировавшего гена, вызвавшего остроухость, со временем возрастает. Речь идет не об абсолютном числе индивидов в любой момент времени, а об относительном преобладании, о «рыночной доле» гена, обусловливающего определенный признак. Эволюция, в сущности, является популяционным понятием, причем относительным.
Почему особи оставляют потомство с разной вероятностью? Индивид, лучше приспособленный к среде обитания и имеющий больше шансов дожить до репродуктивного возраста, с большей вероятностью оставит потомство, чем индивид, умерший до половозрелости. Именно это различие лежит в основе «естественного отбора», самого известного эволюционного механизма, открытого Дарвином.
Бывает, что признак, не дающий преимущества с точки зрения выживания или вроде бы идущий во вред, выбирается особями противоположного пола, и его частота в последующих поколениях растет. Это явление называется половым отбором. Всем известный пример – павлиний хвост. Длинный великолепный хвост самца павлина не способствует выживанию и даже может стать губительным. Его длина ограничивает подвижность, когда нужно спасаться от хищника, а яркий цвет привлекает внимание и выдает присутствие птицы. Казалось бы, столь очевидно бесполезный и потенциально вредный признак, не способствующий выживанию и репродукции особи, должен быстро исчезнуть из генного пула. Однако вышло иначе. Все павлины-самцы имеют этот «необъяснимый» признак – длинный эффектный хвост.
Для объяснения этого кажущегося парадокса Дарвин предложил понятие полового отбора. По какой-то причине павы выбирают павлинов с самыми заметными хвостами, чтобы спариться и отложить яйца. Возможно, большой яркий хвост служит показателем здоровья или свидетельством храбрости и сообразительности самца, сумевшего спастись от хищников, несмотря на эту помеху. Почему павы клюют на броские хвосты – их тайна.
Дарвин включил половой отбор в свою теорию естественного отбора. Основная предпосылка любого отбора, естественного и полового, одна и та же. Индивида с положительным признаком выбирают из тех, кто демонстрирует набор признаков, по которым возможен отбор. Осуществлять такой отбор может природа или противоположный пол. Дарвин сформулировал принципы естественного и полового отбора и представил их как основные механизмы эволюции. Теория Дарвина появилась до того, как мы узнали о биологии клетки, наследовании и генетике. Он логически выстроил и вывел свою схему только лишь из наблюдения природных явлений. Потрясающе!
Эволюция теории эволюции
К 1960-м гг., примерно через 100 лет после выхода в свет шедевра Дарвина «Происхождение видов», отбор перестал восприниматься как убедительное объяснение эволюционных процессов. Сомнения вызвал кажущийся парадокс: на подавляющую часть мутаций, источник изменчивости, отбор не влияет. Положительные мутации передаются всем особям популяции, что никак не сказывается на изменчивости, а отрицательные элиминируются из генного пула, следовательно, также не влияют на изменчивость. Остаются лишь те, что не являются ни положительными, ни отрицательными, но и они постепенно распространяются на всю популяцию или исключаются в силу случайных процессов. Иными словами, мутации, значимые для эволюции или отбора, ненаблюдаемы, а наблюдаемые мутации нейтральны для отбора.
На этой идее строится теория нейтральных мутаций, согласно которой только случайные процессы во времени или размере популяции, а не отбор, служат основным механизмом эволюции (см. главу 18). В результате получила развитие популяционная генетика, а на роль отбора стало обращать внимание слишком мало ученых. В XXI в. отбор снова оказался в центре нашего внимания. Развитие теории прошло полный круг.
