Неидеальный человек: Почему эволюция оставила нам болезни, ошибки ДНК и уязвимости - Лоуренс Херст

лосося дожить до возраста размножения? Учитывая, что у рыб гораздо меньше мутаций и ошибок в распределении хромосом, причина, похоже, не в генетике. Например, у лабораторных рыб данио-рерио пик смертности приходится на момент перехода к самостоятельному питанию: не поймал добычу — погиб. А сами эмбрионы при этом вполне здоровые.

Эти странности нашей генетики нельзя просто так списать со счетов, назвав их условными несовершенствами или альтернативной стратегией, оптимальной для нашей экологической ниши. Лучшие варианты существуют — просто мы к ним не пришли.

Ни одно из приведенных выше объяснений не помогает понять природу этих особенностей. Их нельзя списать на ограничения развития — ведь механизмы, отвечающие за производство половых клеток, обработку генов, копирование ДНК и прочие процессы, у нас примерно такие же, как у других видов. Не похоже это и на проблему неподходящей среды обитания — хотя бы потому, что те же сложности испытывают и другие млекопитающие. Не подходит сюда и модель прыжков между пиками приспособленности — скорее наоборот, похоже, что мы движемся под уклон. Получается, что мы вовсе не венец эволюции, а скорее пример некоторого регресса. И если виды, производящие огромное количество потомков, из которых выживают единицы, существуют благодаря такой жизненной стратегии, то мы выживаем вопреки нашим особенностям.

Похоже, мы упускаем из виду какой-то важный аспект эволюции. Дальше я попробую объяснить, почему мы — как и все млекопитающие — устроены именно так. По большому счету все сводится к двум факторам: крупным размерам тела и наличию матки. У крупных видов популяции немногочисленны, а в малых популяциях совершенствующая сила естественного отбора работает куда слабее. Тем временем наличие матки и необходимость постоянно кормить детенышей — сначала в утробе, потом после рождения — создает массу проблем. В том числе, как ни парадоксально, некоторым генам становится выгодно портить процесс производства половых клеток. Если смотреть на вопрос с этой точки зрения, просто удивительно, что мы вообще существуем.

Однако прежде чем двигаться дальше, нам нужно еще раз разобраться в том, как работает естественный отбор. Поняв этот механизм, мы сможем объяснить, почему отбор не единственная движущая сила эволюции и почему он не всегда делает организмы совершеннее их предков. Об этом пойдет речь в следующей главе.

3

Начнем с начала…Как работает адаптация

В свободные от работы дни я особенно люблю ходить в местные школы и рассказывать детям о том, как прекрасна эволюция. Мы часто проводим с младшеклассниками эксперимент, основанный на истории березовой пяденицы. Вооружившись пинцетами, ребята представляют себя птицами, которые охотятся на бабочек — их роль играют бумажные фигурки черного и белого цветов, разложенные на черном фоне. Дети подсчитывают бабочек до и после «охоты» и с удивлением обнаруживают, что черных бабочек остается больше.

Рассказав о том, как в XIX веке промышленное загрязнение окрасило деревья в черный цвет, я задаю вопрос ребятам: почему бабочки тоже стали черными? Частый ответ: они покрылись сажей — точно так же, как и деревья. Ответ неверный, но логика в нем безупречная. И правда: если деревья почернели от сажи, почему бы тому же самому не случиться с бабочками?

Дальнейшие расспросы показывают любопытную картину. Дети прекрасно понимают, что черных бабочек труднее заметить и поймать, — принцип отбора как природного фильтра им вполне ясен. Но вот связать это напрямую с тем, почему постепенно черная форма вытесняет белую, получается не у всех.

Они упускают из виду самое важное — наследственность. И наш эксперимент, хоть и задуман с благими намерениями, может даже усиливать их заблуждение: какое уж тут размножение, когда речь идет о кусочках бумаги? Чтобы действительно понять, как работает естественный отбор, нужно разобраться в той части истории, которая часто остается за кадром, — в генетике.

Мы, ученые, так увлекаемся объяснением механизма отбора, что часто забываем упомянуть важное: сам по себе отбор не может обеспечить эволюцию. В самом деле, если бы окраска бабочек не передавалась по наследству, естественный отбор никак не мог бы объяснить изменение соотношения черных и белых особей. Представьте: если бы при каждом размножении бабочек доля черных и белых потомков оставалась неизменной, то, какое бы жесткое давление ни оказывал отбор в одном поколении (пусть даже выживали бы только черные особи), в следующем поколении все начиналось бы с той же пропорции заново. При отсутствии наследственности скрещивание белых с белыми, черных с черными и черных с белыми давало бы одинаковое соотношение потомков разного цвета. В таком случае никакой естественный отбор не мог бы со временем увеличить долю черных бабочек. И тогда версия о бабочках, покрывающихся сажей, оказалась бы самым логичным объяснением.

На самом деле эти принципы характерны не только для биологии. Если вы, как и я, болеете за какую-то спортивную команду (мне выпала незавидная участь быть преданным фанатом «Лидс Юнайтед»), то наверняка замечали: позиции команд в турнирной таблице из сезона в сезон часто остаются примерно одинаковыми. Взять хотя бы английскую Премьер-лигу: последние несколько сезонов верхние строчки делят между собой одни и те же команды. Сейчас это «Манчестер сити», «Манчестер Юнайтед», «Ливерпуль» и «Челси». «Арсенал» и «Тоттенхэм» тоже обычно где-то рядом (а вот «Лидс», увы, нет). И дело не просто в том, что эти команды богаты, — здесь работает принцип «качество порождает качество». Отчасти потому, что состав команд и руководство между сезонами меняются мало. Богатые клубы могут удержать своих лучших игроков. А если взять шире — их благосостояние позволяет не только сохранять, но и привлекать лучших футболистов, обеспечивая своего рода «наследование» качества от сезона к сезону, даже несмотря на некоторые изменения составов.

А теперь представьте, что в начале каждого сезона всех игроков и тренеров распределяли бы по командам случайным образом. Богатство клубов утратило бы значение — даже самые обеспеченные не смогли бы удерживать или привлекать лучших игроков. В таком случае успех команды в прошлом сезоне никак не гарантировал бы ей высокие результаты в нынешнем. Исчезло бы «наследование» качества от сезона к сезону. Команда, блестяще выступившая в этом году (как черные бабочки на черном фоне), в следующем сезоне получила бы состав, никак не связанный с прежним успехом. Мораль проста: ни в биологии, ни в спорте конкуренция сама по себе не обеспечит долговременного преимущества — для этого нужен механизм передачи качества. В биологии эту роль выполняет ДНК.

Сохранение составов команд между сезонами и передача ДНК между поколениями в целом похожи, но у генетической наследственности есть свои особенности.