Книга Неотрицаемое. Наш мир и теория эволюции - Билл Най

Я жил на северо-западном побережье Тихого океана довольно долго. Я до сих пор частенько туда приезжаю. Один только запах вызывает во мне прилив воодушевления, не говоря уже об альпийских просторах и плодородных бухтах и заливах. Так вот в какой-то момент в отношении одной птицы, не представлявшей особой экономической и какой-либо иной ценности для людей, намеревавшихся спилить старинные деревья и пустить их на пиломатериалы, велись ожесточенные споры. Предки этих птиц долгое время жили в хвойных лесах и питались полевками и мышами. Затем появились люди и начали как оголтелые рубить деревья. Людям нужна была древесина для постройки домов и разных сооружений. Старый строевой лес – это лучшие пиломатериалы из всех возможных. Бревна получаются гладкие, мелкозернистые, с небольшими выщерблинами. Они великолепны с эстетической стороны и идеально подходят для строительства крепких домов – достаточно плотные, чтобы противостоять сильным ветрам и в то же время вполне эластичны, чтобы сохранить конструкцию во время мощных землетрясений.

Итак, если вы одна из пятнистых сов, Strixoccidentaliscaurina, то для вас это плохая новость… Кое-кто хочет уничтожить ваш дом. Вам либо придется смириться с этим и продолжать размножаться, приспосабливаясь к новым условиям, либо вас ждет вымирание, которое действительно очень скоро постигнет северо-западную пятнистую сову. Мы меняем окружающую среду по всему миру. Мы меняем климат Земли. Мы провоцируем вымирания огромного числа видов. Вглядываясь в толщу веков, мы, конечно, можем предположить, что на освободившиеся места придут новые виды, но только появляться они будут в масштабах геологического времени. А мы – единственное животное, которое может предотвратить эти быстрые изменения.

Популяции живых организмов, как правило, стремятся сохранять равновесие, но экосистема и так работает с горящим табло «Внимание, опасность!»; на некоторых представителях и популяциях уже можно ставить точку. Это может очень быстро изменить привычное положение вещей. История эволюции – это история равновесий, прерываемых большими изменениями. Нам очень важно минимизировать эти «точки», сохранив «бессоюзное повествование» жизни, ради всех живых существ, которые пока не настолько эволюционировали, чтобы самим влиять на сохранность и здоровье мира – нашего и наших потомков.

17. Непредвиденные обстоятельства, бутылочное горлышко и основатели видов

Как появляются разные виды? Это фундаментальный вопрос. Когда Чарлз Дарвин формулировал свои идеи, никто даже понятия не имел о ДНК или генах. Ученый был в состоянии вывести принципы естественного отбора, но он был практически полностью ограничен внешними и внутренними формами жизни. Сегодня мы можем заглянуть в код жизни, скрытый внутри каждого живого существа. Мы можем понять механизм эволюции. Мы можем посмотреть на молекулярные записи, свидетельствующие о том, как зарождаются новые виды и как через какое-то время они разделяются. Революция в генном картировании породила революцию в эволюционной теории.

В 1973 году американо-украинский генетик Феодосий Добржанский составил убедительное эссе «Ничто в биологии не имеет смысла, не будучи рассмотренным в свете эволюции». Ему, как правило, приписывают начало дискуссии или интеллектуального диалога, который часто называют «новым синтезом» эволюции. Добржанский ввел биохимические подробности и роль технического описания гена: специфическую последовательность нуклеотидов (также известную как генетический код), которые составляют часть хромосомы. Описанный таким образом, ген представляет собой строительный чертеж, который в конечном счете определяет порядок аминокислот, необходимых для создания специфического белка. Достаточно понятно? На самом деле это фантастически сложно, и биологи до сих пор изучают подробности того, как это работает. Тем не менее эта молекулярная точка зрения абсолютно, полностью, всячески согласуется с наблюдениями и выводами, которые сделал Дарвин: ДНК направляет строительство последовательностей химических веществ; эти химические вещества влияют на конфигурацию всего организма; эта конфигурация влияет на то, насколько вероятно, что организм будет воспроизводить и продолжать распространять все больше копий кода.

Влияние Добржанского было настолько глубинным, что мы часто о нем забываем. Он связал явление мутации гена – природных ошибок, которые случаются при создании копий сложных или комплексных молекул – с счастливыми случайностями, которые, в терминологии Дарвина, становятся привилегией некоторых потомков. Если мутация имела ценность для потомков, то она будет передаваться дальше и дальше.

До этого синтеза, способ, которым вид становился обособленным или появлялись новые виды, был не совсем ясен. Исследователи вполне резонно предполагали, что каждый представитель определенного вида имеет довольно много общих генов. Отличия одного представителя от другого они связывали с генами, пусть даже вариации в пределах одного рода были не особенно многочисленны. Согласно их рассуждениям, разный цвет волос у детей, рожденных от одних и тех же родителей, был обусловлен генетическим и в меньшей мере наследственным фактором. Благодаря «современному синтезу XX века» стало ясно, что каждый признак представителя вида заложен в его генах. В настоящее время мы принимаем эту идею как должное. Именно она дала ученым понимание того, что нужно, чтобы стать видом. Гены мутируют из поколения в поколение, и в результате мы получаем представителей, утративших способность спариваться с особями их изначального вида; так вид становится самостоятельным.

Наиболее важным следствием современного синтеза является то, что он позволяет ученым понять, как популяции разделяются на различные виды. Он определяет один из ключевых механизмов, работающих за кулисами разнообразия жизни. Давайте копнем поглубже и рассмотрим это на примере популяции жуков – их на свете более чем достаточно. На данный момент известно 350 тысяч видов, и наверняка осталось еще немало популяций, с которыми нам только предстоит познакомиться. Предположим, они живут в лесу. В какой-то момент в горах, у подножия которых находится наш лес, в результате обильного снегопада осадков выпадает больше, чем обычно, в предыдущие десятилетия. Снег тает, и вниз устремляются более мощные потоки воды, прокладывая русло новой реки прямо через долину – естественную среду обитания жуков. Жуки, обитающие в лесной почве у подножия деревьев, оказываются разделенными на две группы левобережных и правобережных жителей. Они больше не могут общаться, не могут заниматься совместными делами, в том числе откладыванием яиц.

Продолжая несовершенное копирование генов в обеих популяциях, передавая их из поколения в поколение, в конечном итоге левобережные и правобережные жуки получают совершенно отличный друг от друга набор генов и больше не могут иметь общее потомство. Две популяции в нашем упрощенном, но вполне закономерном примере превратились в разные виды. Меж тем в силу вступают и другие природные селективные факторы. Левобережники живут на том берегу реки, где роковой снегопад затопил почву и тем самым погубил обширную полосу деревьев – в результате затопления корни деревьев лишились доступа кислорода. Некоторым особям из популяции левобережников может посчастливиться иметь чуть отличающиеся челюсти или мандибулы, которые будут позволять им немного лучше пережевывать сухую древесину погибших деревьев. Они будут питаться лучше. Их яйца будут выдерживаться в лучших условиях – более приспособленные мандибулы также позволят жукам выгрызать в древесине более удобные «колыбельки», сохраняющие подходящую для яиц температуру лучше, чем у их сородичей. Так, на свет будет появляться все больше левобережников с более приспособленными мандибулами и способностью выгрызания колыбелек. Тем временем правобережники живут точно так же, как жили до наводнения. Их среда почти не изменилась, но тем не менее лево- и правобережные популяции расходятся.