Версия для печати

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ИЗ ЗАКОНОВ МЕНДЕЛЯ

В школьном учебнике приводится описание опытов Менделя по скрещиванию различных сортов гороха и его результаты. Главный общий вывод, который следует из этих опытов, состоит в том, что все признаки потомков являются следствием различных комбинаций признаков родительских. В генах родителей может присутствовать значительно больше информации, чем ее проявляется внешне (фенотипически), и то, что было у родителей "записано", но не проявлялось, может проявиться у их потомков. Однако не бывает так, чтобы самопроизвольно появился у организма наследственный признак, никак не присутствовавший ранее в генах родителей. (Хотя при этом бывает возможна такая комбинация родительских признаков, которая внешне проявляется уже новым признаком. Примеры этого явления: гороховидный гребень у кур, форма колосьев пшеницы — вошли в школьные учебники. Но опять же такой новый признак — это лишь комбинация старой информации).

Эти выводы классической генетики, не учитывающие мутаций, то есть порчи самой генной информации, бывают верны в большинстве случаев по причине редкости мутаций. Они не разрешают одним видам "плавно перетекать" в другие путем беспредельного изменения наследственных признаков под действием отбора, как этого требует классический дарвинизм. Именно за это генетика и была объявлена в СССР буржуазной лженаукой. "Менделизм-морганизм" громили с высоких трибун, утверждая, что и без всяких хромосом могут передаваться наследственные изменения. Теперь довольно забавно читать эти пожелтевшие страницы сталинской старины, но в свое время такие обвинения в идеализме и "буржузной лженаучности" звучали весьма сурово и влекли за собою тяжкие последствия хорошо известного рода...

Когда инквизиторские методы научного поиска стали исчерпывать себя, атеистам удалось взять на вооружение понятие о мутациях. Об этом мы скажем чуть ниже, а пока подчеркнем, что главный способ образования разновидностей, пород, сортов — это различная перетасовка (по-научному — рекомбинация) генной информации, присутствовавшей в исходной прародительской паре. На этом стоит вся селекция культурных растений и животных.

В природе имеются виды с более или с менее богатым генофондом — то есть совокупностью признаков, которые обычно мало проявляются, но все же присутствуют и при необходимом скрещивании и отборе могут быть выведены фенотипически и стать основными для той или иной породы (сорта). Работа селекционера, упрощенно говоря, состояла в том, чтобы сначала выбрать из дикого вида (селекция и означает в переводе выбор) те особи, у которых желаемый признак наиболее проявлен, и далее, сводя их в пары, постоянно выбирать и допускать к размножению те особи, которые обладают признаком в наиболее выраженном виде. Именно так, без всякого знания генетики и селекции, искусственным отбором только по интересующему признаку, люди издревле выводили различные породы домашних животных. Таким образом из богатого генофонда дикого вида выбирается малая, но интересующая селекционера часть, которая и обусловливает качество породы — например, рост, или цвет, или что-то иное.

Если далее перестать тщательно соблюдать чистоту породы и позволить различным породам беспорядочно скрещиваться между собой (если они еще к этому способны), то в нескольких поколениях все породы возвратятся к исходному состоянию дикого вида. Например, если породистым собакам позволить скрещиваться как попало, они очень скоро вернутся к состоянию дворняжек, хотя ни одна из них первоначально не походила на дворняжку. Генофонд дворняжки включает в себя все генофонды породистых собак, все их признаки, но не все в выраженном виде. Обратимость селекции и естественное возвращение к исходному виду служат доказательством устойчивости исходных видов, а следовательно, отсутствия тенденции к эволюционному образованию новых таксономических единиц.

Оговоримся здесь, что обратимость селекции неполная. Это связано с тем, что часть исходной информации дикого вида утрачивается все-таки безвозвратно. На нашей схеме (рис. 17) под изображениями пород собак показан условно "объем" их генной информации. Самая большая в исходном виде, после беспорядочного скрещивания разделившихся пород эта информация во всей своей полноте уже не восстанавливается — в полном соответствии с законами передачи информации. И все же "смешанная" из всех остальных "порода" ближе прочих пород становится к дикому виду.

Чистота аллелей, иными словами, аналогична малой энтропии, а гетерозиготные формы — ее увеличению. Смешение пород стремится к повышению энтропии. Это, конечно, лишь аналогия, но она здесь применима, так как и статистика генетическая, и статистика молекулярная опираются на одни и те же принципы теории вероятности.

В школьном учебнике показаны основные технические способы селекции, но не подчеркивается, что всякий раз мы выбираем из исходного, как бы достаем разные карты из одной и той же колоды. Эволюция же предполагает, что в процессе такой перетасовки в колоду неизвестным способом подбрасывается новая карта.

Из дворняжки за сто поколений можно вывести дога или болонку, но тот и другая останутся собаками и будут воспринимать друг друга, как собака собаку. Но кошку (или вообще какую-либо не-собаку) из дворняжки получить еще никому не удалось.

На эту фразу дарвинисты обижаются. Действительно, ведь они полагают, что семейства псовых и кошачьих разделились полсотни миллионов лет назад, происходя от общего предка, которого нигде не найти, а теперь уж, конечно, невозможно, чтобы кто-либо из современных тварей стал похож на другую ныне живущую. Конечно, у эволюции все концы в воде, именуемой неполнотой летописи. Но почему самую мысль об искусственном получении одного вида из другого, в рамках одного отряда, освистывают, как вопиюще безграмотную, а мысль о самопроизвольном происхождении всех зверей от одного (или очень немногих) первопредка отстаивают, как неколебимую истину?

ПРИРОДНОЕ ВИДООБРАЗОВАНИЕ

Значит ли это, что все виды были созданы совершенно неизменными, и все примеры идиоадаптации, приводимые в учебнике, выдуманы? Нет, в отличие от ароморфоза (восходящего усложнения), примеров которому никто нигде реально не наблюдал, примеры идиоадаптации (приспособительного наследственного изменения) в природе часты. В школьном учебнике приводится пример различных видов синиц, которые все похожи друг на друга, но занимают разные экологические ниши — прежде всего кормовые. Приспособление к несколько разным условиям обитания не привело к образованию принципиального нового вида клюва, к примеру, или формы тела, но позволило выбрать из исходного генофонда более удачные для данных условий признаки. Вот к чему сводится роль естественного отбора: закреплению некоторых адаптаций на основе исходной генной информации. В итоге образуются, если так можно выразиться, "дикие породы" или различные виды в пределах одного общего рода.

Точно так же образовались и различные виды галапагосских вьюрков, которых описал Дарвин, специализированные по роду корма и среде обитания. Совершенно верно, что далекие предки этих вьюрков были, вероятно, одинаковыми, но с точки зрения наследственной информации, предки содержали в себе все нынешние разновидности, не приобретя никаких добавлений в свою "генную книгу".

Точно так же различаются близкие родственники других видов: волки, койоты, динго, собаки, относящиеся к одному роду. Вполне возможно, что первозданный собачий генофонд содержал признаки всех этих видов, но потом в связи с разной средой обитания, часть исходной генной информации закрепилась у одних, а другая часть у других представителей рода. Кроме того, наверняка значительная часть исходной информации во всех нынешних видах уже утрачена, почему довольно редко бывает возможным скрестить два близких вида и еще реже такие гибриды бывают плодовитыми. Виды, как говорят, стали дискретными, в отличие от пород и сортов.

Ученые-креационисты, выделяют первозданный род организмов, используя особое название: барамин (от еврейских слов: бара — творить, мин — род, слово употребленное в Библии, когда говорится, что каждая тварь была создана по роду своему). Иногда этот барамин в точности соответствует виду в современной классификации, иногда роду, иногда, возможно, даже семейству, но не выше. Ясно, что в первом случае исходный генофонд не был разнообразным и все потомки почти в точности похожи на предка. Во втором и особенно в третьем случае исходный генофонд был богатым, дав возможность организмам приспособиться к разной среде и в широком диапазоне использовать первоначально заложенные возможности к изменениям.

Что касается конкретно псовых, то известны плодовитые гибриды волка и собаки, шакала и собаки. Значит, скрещивания в пределах одного рода все еще возможны. Но опыты показали, что когда потомство от таких гибридов скрещивается между собой, то в третьем поколении (почти как в опытах Менделя) происходит снова расщепление на "чистых волков" и "чистых собак". Что здесь считать исходным видом? Вопрос спорный и в литературе есть разные мнения. Некоторые полагают, что собаки и волки исходят из общего рода, другие настаивают, что это совершенно разные виды, устойчивые каждый в самом себе.

Очень вероятно, что один из самых богатых генофондов был у первозданной лошади, почему он мог дать сразу такую богатую серию разновидностей. Биологи отмечают, что мелкая популяция, попавшая в существенно новые условия обитания дает быстрые изменения, потому что в ней эффективно действует отбор. Это верно, но необходимо помнить, что речь по-прежнему идет лишь о выборке наиболее подходящего наследственного признака из уже имеющегося генного материала. Полагать, что таким образом могут приобретаться принципиально новые структуры у организма — как это предлагает рассмотренная выше теория "прерывистого равновесия" — есть некорректное обобщение результата наблюдений, обобщение, противоречащее самим наблюдениям — отсутствию переходных форм между высшими таксонами.

Итак, природное видообразование не является созданием новой наследственной информации, но вызывается лишь различным перебором имеющейся в некотором избытке первоначальной генной информации исходного рода (барамина).

Разные школьники несколько по-разному делают конспект одной и той же лекции или одной и той же книги. Все конспекты немного различаются, каждый школьник выбирает то, что ему более понятно или больше нравится, но эти изменения ограниченны, в конспект никак нельзя написать то, чего не было в самой книге, иначе это уже будет не конспект, а совершенно оригинальное сочинение. Подобно сему и природное видообразование ограничено заранее заданными первоначальными рамками.

МУТАЦИЯ — ГЕННАЯ ДИВЕРСИЯ

Итак, естественный или искусственный отбор может предпочесть одну генную информацию другой, выбрать одну, отвергнув другую. Этим способом никогда не удастся получить бесконечно широкого разнообразия. Более того, желание выбрать самый лучший возможный признак, который интересует селекционера, приводит к снижению общей жизнеспособности породы, потому что отвержение исходной информации не проходит даром. Так выводятся, например, желтые или зеленые семена Менделевского гороха, так раскладывается пасьянс исходной колоды "генных" карт. Но возможно ли поменять карты самой колоды: подбросить лишнюю карту, выбросить какую-либо из карт, наконец испортить саму карту (методом крапления) ?

Оказывается, такое возможно, и такие операции с генной информацией называются мутациями. Мутации возникают при копировании генной информации: при удвоении ДНК, при делении половых клеток — мейозе, при оплодотворении, когда парные хромосомы отца и матери соединяются между собой. (Могут возникнуть ошибки и при "списывании" кода ДНК на белок, но в этом случае портится только молекула белка, которая тут же разлагается, и на наследственность такая ошибка не повлияет). Итак, мы имеем дело с копированием и передачей информации, причем огромного объема, так что здесь очень кстати будет вспомнить законы передачи информации из четвертого урока.

При передаче информация не улучшается, а в лучшем случае остается постоянной или же, что более вероятно, портится в той или иной степени. Порча же бывает двух видов: утрата части информации (сигнала), и появление информационного "шума" — лишних бессмысленных сигналов. Таков общий закон информатики и он совершенно четко выполняется в живых системах — первоначальная генная информация утрачивается и портится любыми видами мутаций. Все факты наблюдений и экспериментов в генетике подтверждают это правило.

Обратим внимание, что генная информация великолепно защищена от всяких ошибок при копировании. Образование одного нуклеотида в клетке происходит со скоростью 100 раз в секунду, при этом подсчитано, что ошибки такого быстрого копирования исходной ДНК происходят со средней частотой один раз на сто миллиардов (1011) нуклеотидов. Но в этих случаях в действие вступают особые ферменты — энзимы, которые исправляют испорченные нуклеотиды. Если бы такого контроля не было, ни один вид не смог бы сохраниться даже в нескольких поколениях.

И все же, ошибки при копировании в генах иногда возникают, особенно при использовании мутагенных препаратов или при облучении. В дело вступает вторая ступень контрольной защиты от мутаций — такой ген не способен функционировать, с него не "списывается" действующий белок. Если порченный ген унаследован от одного из родителей, то обычно, необходимый белок "списывается" с парного (аллельного) гена другого родителя и мутация никак не проявляется, то есть оказывается рецессивной. (Впрочем, здесь возможен и более сложный механизм, когда белок все же "списывается" с порченого гена, но не включается дальше в жизнедеятельность клетки). Большинство мутаций не просто редки, но и рецессивны, то есть безопасны хотя бы до поры до времени. Однако если по каким-то причинам ген испорчен одними и теми же канцерогенами или лучами у обоих родителей, это может привести или к бесплодию или к уродству потомства. Такой урод безнадежно срезается в естественных условиях отбором. Это третья стадия контроля за точностью воспроизведения наследственной информации.

Таким образом, мутации, во-первых, редки, благодаря контролю в самом клеточном ядре, во-вторых, почти всегда рецессивны, благодаря использованию неиспорченного гена второго родителя, в-третьих, прошедшие эти две степени контроля мутации оказываются смертоносными или настолько вредными, что их "вычищает" естественный отбор. Могут ли эти случайные ошибки в отлично отлаженном и защищенном от ошибок механизме привести к созданию новых, более высокоразвитых существ? Ровно в ту же меру, как может улучшить качество компьютера случайная (или даже целенаправленная) замена некоторых его микросхем при сохранении прочих. Для "выведения" нового компьютера, нужно перепланировать, перепроектировать его целиком.

"Живые ископаемые" и все вообще типы животных и растений, не слишком изменившиеся за сотни миллионов лет своей истории, а также "стазисы", признаваемые в теории "прерывистого равновесия", ставят нас перед выбором: или организмы очень хорошо защищены от мутаций, если продержались столько миллионов лет, и тогда мутация не есть двигатель эволюции; или же, если под действием мутаций эволюция все-таки идет, то виды не могут существовать в неизменном виде столь долго.

Теория прерывистой эволюции дает здесь интересную, но совершенно неправдоподобную картину "эстафетной палочки". Вот появились разные одноклеточные. За несколько десятков миллионов лет очень немногие из них порождают что-то многоклеточное и на сотни миллионов лет "застывают" в развитии. В считанные миллионы лет возникают все типы беспозвоночных — и опять "застывают" на сотни миллионов лет. Какой-то "передовик" из этого "кембрийского общежития" порождает рыбу. В кратчайший срок возникают все отряды рыб и "застывают" опять на сотни миллионов лет, кроме одного целаканта, который тайком готовится вылезти на берег. Дальше развиваться будет только он один. "Эстафету" он передаст только малой группе амфибий из всего разнообразия своих потомков. И опять все амфибии замерли на эволюционной лестнице, кроме одной, "метящей" в рептилию.

Предыдущая страница (1/3) - Следующая страница (3/3)