О природе живого: механизмы и смысл - Ичас М.
ISBN 5-03-002805-6
Скачать (прямая ссылка):
S = А + В + (18 + F).
Если в части F будут происходить изменения, то в результате могут появляться новые разновидности самовоспроизводящихся машин, причем сложность их устройства может возрастать. Говоря на биологическом языке, это означает, что такие машины способны мутировать и претерпевать эволюцию, т. е. их потомки могут отличаться от родителей.
Но сказанного недостаточно, чтобы удовлетворить Палея, не говоря уже о современных биологах. Если самовоспроизводящиеся
машины будут просто изменяться случайным образом в результате мутаций, то это не приведет к их направленной эволюции; Чтобы появилась устрица, которую Палей признал бы аналогом часов, у организмов должны были “спонтанно” выработаться такие сложные особенности, как жабры, кишечник, раковина, целенаправленное поведение и т. п., что кажется просто невероятным.
Идея естественного отбора
В 1959 г. Дарвин и Уоллес направили в лондонское Линнеев-ское общество совместный доклад, в котором шла речь о механизме, обеспечивающем направленность эволюции и придающем ей смысл. В этом докладе была высказана идея естественного отбора.
Несколько столетий назад китайцы одомашнили золотую рыбку. Наблюдая за ее-популяциями, они отметили, что среди рыб иногда появляются “спорты”, или, как мы сегодня говорим, мутанты. Мутации всегда происходят внезапно, по всей видимости случайным образом и спонтанно. Возникнув, новые признакй передаются потомству. Используя их в селекции, за относительно короткое время китайцы и японцы вывели удивительно разнообразные породы рыбок с плавниками и хвостами причудливой формы и расцветки. Точно таким же способом были выведены из волкоподобных предков бульдоги и пудели. Если бы мы обнаружили эти формы в природе, мы, несомненно, сочли бы их отдельными видами (рис. 3-1). Таким образом, виды способны изменяться.
Конечно, отбор этих новых форм собак и рыб производился человеком. Что же нового предложили Уоллес и Дарвин? Их гипотеза заключалась в том, что если некоторые из естественно возникающих “спортов” окажутся лучше приспособленными к условиям жизни, чем “нормальные” особи, то выживать будут преимущественно первые, постепенно вытесняя со сцены обычные формы. Такой естественный отбор будет играть роль сита и повышать приспособленность организмов, создавая видимость целенаправленного процесса.
Крупномасштабная эволюция (например, переход от рыб к амфибиям) требует времени, и ее ход можно проследить только по ископаемым остаткам. Более ограниченные эволюционные события происходят гораздо быстрее и позволяют непосредственно наблюдать то, о чем Уоллес и Дарвин заключили на основании весьма косвенных данных.
Приведу такой пример. Для живущего в озерах крошечного
д
Рис. 3-1. Эффективность отбора. А-Б. Превращение волка в пуделя. В. Дикий карп. Г. Одомашненный карп. Д. Золотая рыбка — декоративная форма, также полученная в результате отбора.
рачка циклопа (Cyclops, рис. 3-2) характерны суточные вертикальные миграции в толще воды: ночью он питается у поверхности, а днем опускается на глубину. Делает он это для того, чтобы не стать добычей некоторых рыб, питающихся циклопами только в хорошо освещенных водах.
Эти миграции требуют затрат энергии, а циклопц во время таких передвижений не питаются. В горных озерах польских Татр, где опасных рыб никогда не было (в данном случае “никогда” означает время с момента образования этих озер несколько тысяч лет назад, после оледенения), миграция рачков не наблюдается или
Г паз
Рис. 3-2. Циклоп — крошечный рачок с одним глазом посередине. Обычно встречается в озерах, где служит кормом для многих рыб.
выражена очень слабо. Недавно, однако, в некоторые их этих озер попали рыбы, и спустя примерно 25 лет у циклопов начались заметные миграции. Сильно выраженные миграции обычно появляются лишь после нескольких столетий преследования рачков хищниками. В этом случае мы наблюдаем естественный отбор в действии; у циклопов есть изначальная склонность к миграции, и рыбы поедают тех, у которых она выражена слабее, и тем самым отбирают для производства нового поколения тех особей, которые мигрируют активнее.
Другое эволюционное изменение, которое происходит быстро, в широких масштабах и имеет большое практическое значение, — это выработка устойчивости к антибиотикам. В популяции туберкулезных бактерий большинство клеток чувствительно к стрептомицину, однако в ней всегда найдется несколько мутантных клеток, устойчивых к нему. В отсутствие антибиотика это не дает им никаких преимуществ; более того, устойчивые клетки растут несколько медленнее нормальных, и доля таких клеток в популяции значительно меньше одной на миллион, порядка 10"9~или около того. Но в присутствии стрептомицина выживут лишь устойчивые мутанты, а обычные клетки погибнут, и из выживших клеток образуется популяция, устойчивая к антибиотику.
О некоторых особенностях естественного отбора
1. Для того чтобы естественный отбор проявил свое действие, вовсе не обязательно, чтобы менее приспособленные особи преждевременно гибли. Вполне достаточно, если они будут размножаться медленнее, чем более “удачные” организмы. Если “джентльмены
