Я познаю мир. Живой мир

Есть такая весьма поганая болезнь – серповидно–клеточная анемия. Это генетическое заболевание, и вызывается оно изменением гена, ответственного за синтез гемоглобина. Совершеннейшая мелочь – в огромной молекуле гемоглобина оказывается замененной одна единственная аминокислота, причем только в одном месте цепочки. Но в результате этот измененный гемоглобин при низкой концентрации кислорода кристаллизуется и эритроцит (красная кровяная клетка) деформируется и разрушается. У людей, гомозиготных по данной аллели, помимо кислородной недостаточпости, развиваются болезни сердца, почек и легких, и они умирают в молодости. Очень плохо, да? Но у гетерозигот аномальный гемоглобин составляет меньше половины, эритроциты не деформируются, и дело ограничивается повышенной утомляемостью. Зато такие люди не болеют малярией, поскольку малярийный плазмодий в эритроцитах с ненормальным гемоглобином жить не может. И среди коренного населения многих областей Африки и Южной Азии, где малярия свирепствует издавна, эта мутация сохраняется, и здесь очень высок процент носителей этой аллели. Тропическая малярия – страшная болезнь. И не будь этой мутации, в общем–то вредной, люди во многих районах тропиков вымерли бы давным–давно.

image l:href="#"

Эритроциты нормальные и серповидные

Эволюция

Теперь, несколько забегая вперед, скажем, что такое эволюция. Вообще, evolutio – латинское слово, означающее развертывание свитка, листание книги, чтение. Само значение слова «эволюция» предполагает, что речь идет о неком постепенном процессе развертывания или развития. Большинство людей, говоря об эволюции, имеют в виду развитие жизни на планете вообще. Взяв в руки учебник биологии, вы узнаете, что жизнь на Земле начиналась с примитивных одноклеточных существ. Эти существа постепенно, от поколения к поколению, на протяжении миллиардов лет изменялись, становились всё более сложными, и в результате от них произошли современные зайцы, георгины, верблюды, ананасы и мы с вами. Это и есть эволюция. В общем, всё правильно. Но профессиональные биологи мыслят несколько более конкретно. Они называют эволюцией любое необратимое изменение наследственной информации, которой владеет вид.

Представьте себе, что небольшая стайка мелких птиц, спокойно летящая вдоль морского побережья, была подхвачена ураганом и унесена на тысячу километров от берега. Такие случаи совсем не такая уж редкость. Стайке повезло, пичуги увидели маленький островок в океане, приземлились и остались в живых. Через какое–то время стайка размножилась, но в результате дрейфа генов (стайка–то невелика) утеряли какие–то аллели. Потом в результате рекомбинации возникло сочетание признаков, которое на материке особого смысла не имело, а здесь оказалось полезным. Случилась пара мутаций, пусть даже бесполезных самих по себе, но изменивших взаимодействие генов. Генотип изменился, изменились и признаки строения, изменилось поведение. Затем Господь 1>ог глянул на старушку Землю, тряхнул её как следует, и между островом и материком возник перешеек. Птахи встретились со своими предками, которые остались на их, забытой уже, родине. Если изменения признаков зашли так далеко, что родичи или не узнали друг друга (изменилась окраска или ритуал ухаживания, скажем песня), или генофонды оказались несовместимыми – всё, обратного пути нет. Произошла эволюция. Если же спаривание возможно, то генофонд маленькой островной популяции быстренько растворится в многочисленном населении материка. Процесс оказался обратимым, эволюции нет, есть простое изменение частоты аллелей и некоторых генов. Уловили суть? Эволюция – это когда исчезла возможность скрещивания, возникла репродуктивная изоляция. Иными словами, эволюция – это возникновение новых видов, и ничего более.

image l:href="#"

Поскольку эволюция – это процесс, причем, как правило, неторопливый, то четкой границы между эволюцией и «неэволюцией» тоже нет. Тряхни Господь Землю пораньше, и возможность скрещивания, пусть неполная, но сохранилась бы. Вообще, видообразование – штука очень интересная, и мы ещё поговорим о нем подробней.

Что такое приспособленность

Хотя мы уже не раз произносили слово «приспособленность» и вроде всем ясно, что оно значит, но понятие это настолько важное, что имеет смысл поговорить о нем подробней.

image l:href="#"

Самка нильского крокодила с детёнышами

Вот, например, зеленый крокодил, живущий в мутно–зеленой реке Лимпопо. Он быстр, зорок и силен, он таится в засаде, и заметить его невозможно. Он охотится на антилоп, приходящих к водопою, гораздо лучше своих черных и не таких шустрых собратий. Он лучше приспособлен к жизни в Лимпопо, чем они? Но у этого зеленого крокодила есть один маленький дефект – у него плохо развита координация тонких и слабых движений челюсти. Он не может помочь своим детям освободиться от яичной скорлупы и осторожно перенести их из гнезда в безопасный водоем. Это не шутка, нильские крокодилы действительно очень заботливые родители и в самом деле охраняют гнездо, помогают детям вылупиться, относят их в безопасное место, да и там ещё охраняют от многочисленных любителей маленьких крокодильчиков, пока дети не подрастут.

Наш суперкрокодил не оставит потомства, все его гены, обеспечивающие ему зоркость, силу и зеленый цвет, пропадут зазря. Естественный отбор его забракует. Так что такое приспособленность? Приспособленность – это СОЧЕТАНИЕ всех признаков и способностей, причем не обязательно наилучшее в данных условиях, оно может быть просто достаточным. А показателем приспособленности биологи считают число потомков, доживших до половой зрелости и оставивших, в свою очередь, больше потомков, чем дети соседа. То есть приспособленность организма определяется числом его детей, внуков и правнуков. Никакого другого способа оценить приспособленность нет. Биологи называют это итоговой приспособленностью.

Таким образом, приспособленность с точки зрения естественного отбора – это способность гена сохраняться из поколения в поколение. Приспособленность к охоте – тоже приспособленность, но другая. Это, так сказать, частная приспособленность. В русскоязычной биологической литературе приспособленность организма (или его отдельной части) к выполнению определенной работы чаще называют, приспособлением, или адаптацией. Но строгих правил тут нет, так что каждый раз нужно хорошо понимать, о какой приспособленности идет речь.

Очень часто приспособленность может увеличиваться в самом деле за счет единственного признака. Если все крокодилы Лимпопо, в общем, по своим способностям равны, но некоторые из них лучше маскируются, то эти крокодилы действительно получат преимущество. Но ещё чаще невозможно определить вклад конкретного признака в итоговую приспособленность. Поэтому, когда речь идет об отборе тех или иных признаков, это обычно условность. Предполагается, что по остальным своим способностям члены популяции приблизительно равны.

Эволюционисты пользуются словами, которые кажутся понятными всем – естественный отбор, выживание наиболее приспособленных, борьба за существование. Быть может, поэтому после появления теории эволюции о ней принялись рассуждать все, кому не лень. Дарвин, кстати, в своих книгах чуть ли не через страницу предупреждал, что эти слова употребляются в метафорическом смысле, и разжевывал их истинное значение. Не помогло. За теорию Дарвина с восторгом ухватились экономисты, социологи и просто любители поразмышлять после обеда о смысле жизни. Теорию начали применять «в лоб» к общественной жизни человека, где она, кстати сказать, в таком «лобовом» виде практически не работает. Борьбу за существование представляли как драку за кусок хлеба, а самым приспособленным признавался тот, кто сумел больше остальных нахапать. Очень удобная позиция, и совесть не мучает – ничего не поделаешь, эволюция. (’ точки зрения квалифицированного зоолога – бред сивой кобылы. Приличные социологи это, кстати, тоже понимали.

Чтобы понять суть эволюции, очень важно уяснить, что, во–первых, внутри вида (или популяции) не бывает «плохих» и «хороших» или «продвинутых» и «примитивных» особей. Есть более приспособленные и менее приспособленные, причем, как вам станет ясно из следующей главы, стоит слегка измениться внешним условиям, и вчерашние «приспособленные» становятся «неприспособленными». Абсолютно приспособленных особей не может быть в принципе.

Куда ведет отбор

Любой вид живых существ – это поле боя двух противоположных сил. Рекомбинации и мутации изо всех сил стремятся увеличить разнообразие свойств – увеличить изменчивость. Кроме того, популяции, и даже виды в целом, редко бывают ну совсем уж наглухо изолированы друг от друга. В любой почти популяции время от времени, а порой и весьма часто появляются пришельцы из других популяций. Поскольку предки этих пришельцев несколько поколений жили в других условиях, то пришельцы могут принести аллели (или мутации аллелей), которые в этой местности редки или даже совсем отсутствуют. Иногда, особенно между близкими видами и особенно у растений, случаются и межвидовые скрещивания. Такие «незаконные» браки тоже приносят в популяцию новый генетический материал. Эта штука называется потоком генов, и она тоже работает на увеличение изменчивости.