Демон Дарвина. Идея оптимальности - Горбань А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Итак, пойдем по встречному пути. В первом приближении полагаем: наследуемая единица - то, что в естественных условиях передается из поколения в поколение, от родительских организмов потомкам, мало изменяясь.
Замечание: так может получиться, что любая часть наследуемой единицы тоже является наследуемой единицей. Поэтому “определение” надо дополнить условием максимальности: “и не является частью другой такой единицы”. Словосочетание “является частью” при дальнейшем анализе заведет нас в огромный провал. Чтобы выбраться из него, потребуется более последовательная формализация. Остановимся поэтому на таком приближении.
126
Необходимо ввести время Т, в течение которого рассматриваемые наследуемые единицы мало меняются, и сформулировать, что такое “малость изменений”. “Мало меняются” значит: изменения либо редки, либо несущественны и за время Т не успеют заметно накопиться. В конкретных случаях это смутное представление должно уточняться и получать количественную формулировку.
Масштаб времени Т очень важен. Его можно назвать временем отбора: на протяжении Т меняются поколения, одних наследуемых единиц становится больше, других - меньше, но их совокупность (список) не увеличивается, новых практически не появляется, точнее, вероятностью того, что появятся существенно новые единицы, можно пренебречь.
Начнем со стандартных примеров наследуемых единиц, имеющих очевидные аналоги в материале ДНК. В первую очередь это снова фрагменты ДНК, передаваемые потомству как единое целое в том смысле, что их изменениями на данном времени Т в заданном диапазоне условий можно с заранее фиксированной точностью пренебречь.
Количество, размеры, характерная форма хромосом также передаются по наследству. Описание особенностей хромосомного набора называются кариотипом. Различные элементы кариотипа являются наследуемыми единицами. Число и форма хромосом могут сохраняться и при изменении генов. С другой стороны, одни и те же гены (“кусочки ДНК”) могут находиться в хромосомах различной формы, при различном их числе.
Число хромосом наследуется обычно очень хорошо - для него характерное время Т наверняка больше, чем для отдельных генов. Что же касается остального кариотипа, то чем детальнее составлено описание, тем меньше для таких единиц будет соответствующее время Т, тем быстрее изменчивость осилит передачу по наследству.
От выбранной точности зависит, какие единицы на данном масштабе времени считать наследуемыми! В первой главе мы уже говорили о существующей в биологии иллюзии “присутствия всего объекта”. Возможно, что именно эта иллюзия часто мешает признать зависимость выявляемых структур от точности рассмотрения. А без учета такой зависимости и без явного введения представлений о точности и ошибке невозможно построить развивающуюся систему моделей, постепенно охватывающую объект. Схватить же сколько-нибудь адекватно и полно объекты теории эволюции с помощью одной модели вряд ли удастся.
Теперь - несколько более странная единица. Наследуется принадлежность к репродуктивно изолированной группе: популяции, разновидности,... . Характерное время здесь определяется степенью изолированности (которая редко бывает полной). Оно зависит от ответа на вопрос: на каких временах притоком новых особей и скрещиванием с “посторонними ” можно пренебречь?
127
Эта наследуемая единица имеет своим аналогом в ДНК классическую компоненту, соответствующую данной группе, но связь между ними не обязана, конечно, быть взаимно однозначной.
Если у некоторых живых существ потомки селятся обычно недалеко от предков, можно говорить о наследовании места жительства. Если при этом воздействие особи на среду или на других особей простирается достаточно далеко (велик радиус поисковой или охотничьей активности и т.п.), то отбор по месту жительства приведет к созданию достаточно редких поселений. Отобранные места жизни образуют совместно оптимальную систему.
А вот совсем экзотический пример. В качестве наследуемой единицы может выступать и фаза клеточного деления. Пусть в данных условиях для некоторых микроорганизмов период деления примерно постоянен. Обозначим его w . Если клетка разделилась в момент времени W, то ее потомки разделятся в момент t + w , следующее деление произойдет еще через интервал w и т.д. Дробную часть t / w можно назвать фазой деления. Она будет одинакова для клетки и всех ее потомков, пока не накопится заметная ошибка за счет разброса в периодах.
“Отбор” по фазе может приводить к автосинхронизации деления [35]: если в начальный момент в системе много микроорганизмов с большим числом различных фаз, то со временем выживает небольшой набор фаз -может быть, одна. Если автосинхронизация деления не происходит, то можно попытаться вызвать ее периодическим воздействием [88].
Не исключено, что периодические приступы некоторых инфекционных болезней вызваны именно отбором по фазе деления (размножения), идущим среди их микроскопических возбудителей. Синхронное размножение возбудителей (или одновременное изменение их состояния) и вызывает приступы. Дополнительное синхронизирующее воздействие может оказывать изменение среды в суточном ритме (день -ночь - день ...).
