WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 52 |

Одно из качеств хорошего гребца— способность кслаженному взаимодействию с другими членами команды. Это может быть не менееважно, чем сильные мышцы. Как это было показано на примере с бабочками,естественный отбор может бессознательно «отредактировать» данный генныйкомплекс с помощью инверсий и других крупных перемещений кусочков хромосом, врезультате чего гены, которые хорошо кооперируются, образуют тесно сцепленныегруппы. Однако существует еще одна возможность для того, чтобы гены, никак несвязанные между собой физически, могли отбираться по своей взаимнойсовместимости. Ген, хорошо сотрудничающий с большинством генов всего остальногогенофонда, с которыми он имеет шансы встретиться в последовательных телах,будет обладать неким преимуществом.

Например, чтобы хищник был эффективным, ондолжен обладать острыми резцами, кишечником определенного строения, способнымпереваривать мясо, и многими другими признаками. А эффективномурастительноядному нужны плоские перетирающие зубы и гораздо более длинныйкишечник с совершенно иным биохимическим механизмом переваривания пищи. Вгенофонде какого-нибудь растительноядного любой новый ген, который преподнес бысвоим обладателям острые плотоядные зубы, не имел бы успеха; и не потому, чтоплотоядность вообще нечто дурное, но потому, что организм не может эффективноусваивать мясо, если у него нет соответствующей пищеварительной системы. Геныострых плотоядных зубов не несут в себе ничего безусловно отрицательного. Ониплохи только в таком генофонде, в котором доминируют гены признаков, связанныхс растительноядным типом питания.

Это очень сложная и тонкая идея. Онасложна, потому что «среда» каждого отдельного гена в значительной мере состоитиз других генов, каждый из которых сам подвергается отбору, направленному наспособность кооперироваться со своей средой из других генов. Аналогия,позволяющая пояснить эту тонкость, существует, однако она выходит за рамкинашего повседневного опыта. Это аналогия с математической «теорией игр»,которая понадобится нам в связи с агрессивным соперничеством между отдельнымиживотными. Поэтому я откладываю дальнейшее обсуждение этого вопроса до тех пор,пока мы не дойдем до конца гл. 5, и возвращаюсь к центральной идее даннойглавы. Она заключается в том, что основной единицей естественного отбора лучшесчитать не вид, не популяцию, не индивидуум даже, а какую-то небольшую единицугенетического материала, которую удобно назвать геном. Краеугольным камнем этихрассуждений, как мы уже говорили, служит допущение, что гены потенциальнобессмертны, тогда как тела и все другие единицы более высокого ранга преходящи.Рассуждения эти основаны на двух фактах: факте полового размножения икроссинговера и факте смертности отдельного индивидуума. Сами факты несомненноверны. Однако остается вопрос, почему они верны. Почему человек, как ибольшинство других машин выживания, практикует половое размножение Почему егохромосомы вступают в кроссинговер И почему он не живет вечно

Вопрос о том, почему человек умирает отстарости, очень сложен, и его подробный разбор выходит за рамки этой книги.Помимо особых причин, было выдвинуто несколько более общих. Например, по однойтеории, одряхление представляет собой накопление гибельных ошибок копирования идругих повреждений генов, возникающих в течение жизни индивидуума. Другаятеория (теория старения), принадлежащая сэру Питеру Медоуэру (Peter Medawar),служит хорошим примером эволюционного мышления в терминах отбора генов. Медоуэрсначала отказывается от таких классических утверждений, как «старые особиумирают, совершая акт альтруизма по отношению к виду в целом, потому что еслибы они продолжали существовать, будучи слишком дряхлыми для того, чтобыразмножаться, они просто создавали бы бессмысленный беспорядок и хаос». Какуказывает Медоуэр, такие рассуждения приводят к порочному кругу, посколькуисходят из допущения того, что они собираются доказать, а именно — что старые животные слишкомдряхлы, чтобы участвовать в размножении. Кроме того, они относятся к категориинаивных объяснений с точки зрения группового отбора или межвидового отбора,хотя эту их часть можно перефразировать, представив в более респектабельнойформе. Собственная же теория Медоуэра вполне логична. Мы можем подойти к нейследующим образом.

Мы уже ставили вопрос о том, каковы самыеобщие атрибуты «хорошего» гена и пришли к выводу, что один из них — это «эгоизм». Но другое общеекачество, которым должны обладать гены, добивающиеся успеха, это тенденцияотсрочить смерть своих машин выживания по крайней мере до тех пор, покапоследние не размножатся. Возможно, кто-то из ваших двоюродных братьев, илисестер и братьев, или сестер ваших бабушек и дедушек умер в детстве, но ни содним из ваших прямых предков этого не случилось. Предки просто не умираютюными!

Ген, вызывающий смерть своих обладателей,называют летальным геном. Существуют также полулетальные гены, ослабляющиеиндивидуум и повышающие вероятность его смерти от других причин. Каждый генпроявляет свой максимальный эффект на какой-то определенной стадии жизниорганизма, и летальные и полулетальные гены не составляют в этом смыслеисключения. Большинство генов оказывает свое влияние на плод, некоторые другие— в детстве, третьи— в молодом возрасте,четвертые — в среднеми, наконец, некоторые в старости. (Обратите внимание, что гусеница и бабочка, вкоторую она превращается, содержат абсолютно одинаковые наборы генов.)Совершенно очевидно, что летальные гены должны удаляться из генофонда. Но стольже очевидно, что летали, действие которых проявляется в позднем возрасте, вгенофонде более стабильны, чем летали, действующие на более ранних стадиях.Ген, оказывающий летальный эффект, находясь в старом теле, может тем не менеесохраняться в генофонде, если этот эффект проявляется после того, как данноетело имело возможность принять хоть какое-то участие в размножении. Например,ген, обусловливающий развитие в старом теле злокачественных новообразований,может быть передан многочисленным потомкам, потому что его носители успеваютродить детей до развития болезни. В отличие от этого ген, вызывающийзлокачественный рост у молодых индивидуумов, не может быть передан большомучислу потомков, а ген, проявляющий аналогичное действие у детей, не будетпередан никому вообще. Таким образом, согласно этой теории, старческое угасание— просто побочныйпродукт накопления в генофонде тех действующих на поздних стадиях летальных иполулетальных генов, которым удалось пройти сквозь сети естественного отборалишь потому, что их эффект проявляется в позднем возрасте. Сам Медоуэрподчеркивает, что отбор благоприятствует генам, которые сдвигают на болеепоздние сроки действие других, летальных, генов, а также генам, способнымускорять эффект хороших генов. Возможно, что эволюция в значительной степенизаключается в генетически контролируемых изменениях времени наступления геннойактивности.

Важно отметить, что эта теория не требуетникаких предварительных допущений о возможности размножения только вопределенном возрасте. Приняв в качестве начального допущения, что всеиндивидуумы с равной вероятностью могут иметь ребенка в любом возрасте, теорияМедоуэра позволяет быстро предсказать накопление в генофонде вредных генов,действие которых проявляется в позднем возрасте, а тенденция к снижениюразмножения в старости вытекает из этого в качестве вторичногоследствия.

Несколько отклоняясь в сторону, укажем, чтоодно из достоинств этой теории — некоторые связанные с ней довольно интересные гипотезы. Из нееследует, например, что если бы мы захотели увеличить продолжительность жизничеловека, то могли бы воспользоваться двумя основными способами. Во-первых,можно было бы запретить людям иметь детей до определенного возраста, скажем досорока лет. Через несколько десятилетий этот минимальный возраст повысился быдо пятидесяти лет и так далее. Можно допустить, что таким способомпродолжительность жизни человека удалось бы довести до нескольких сот лет.Однако я не могу представить себе, чтобы кто-нибудь серьезно захотел завеститакой порядок.

Во-вторых, мы могли бы попытаться«обмануть» гены, заставив их считать, что тело, в котором они находятся,моложе, чем это есть на самом деле. Практически это означало быидентифицировать изменения, происходящие во внутренней химической средеорганизма в процессе старения. Любое из них могло бы оказаться той «кнопкой»,которая «включает» летальные гены, действующие на поздних этапах жизни.Имитируя какие-либо несущественные химические свойства тела молодогоиндивидуума, быть может, удалось бы предотвратить включение таких «поздних»летальных генов. Отметим, что сами по себе химические сигналы, свойственныепозднему возрасту, не должны быть гибельными в обычном смысле слова.Предположим, например, что содержание некоего вещества S в теле старыхиндивидуумов выше, чем в теле молодых. Вещество S само по себе может бытьсовершенно безвредным, будучи каким-то компонентом пищи, постепеннонакапливающимся в теле. Но автоматически любой ген, который оказывает вредноедействие в присутствии вещества S, хотя во всем остальном обладаетблагоприятным эффектом, будет сохраняться отбором в генофонде и фактическиокажется тем геном, который вызывает смерть от старости. Для того чтобыизбежать этого, достаточно было бы удалить из тела вещество S.

Революционность этой идеи состоит в том,что вещество S как таковое — всего лишь «метка», указывающая на преклонный возраст. Любойврач, обративший внимание на то, что высокое содержание вещества S часто ведетк смерти, возможно, решил бы, что это вещество токсично и ломал бы голову,пытаясь найти прямую причинную связь между ним и нарушением функций организма.Однако в рассматриваемом нами гипотетическом случае он просто терял быпонапрасну время!

Возможно, что существует также некоевещество — «метка»молодости в том смысле, что содержание его выше в теле молодых индивидуумов,чем старых. Опять-таки может происходить отбор генов, обладающих благоприятнымэффектом в присутствии вещества Y, но гибельных в его отсутствие. Поскольку мыне имеем возможности установить природу веществ S и Y (таких веществ может бытьмного), вам остается просто сделать общее предсказание: чем лучше нам удастсясмоделировать или имитировать в старом теле свойства тела молодого, какими бынесущественными эти свойства ни казались, тем дольше будет жить это староетело. Я должен подчеркнуть, что это всего лишь спекуляции, основанные на теорииМедоуэра. Хотя в некотором смысле в теории Медоуэра по логике вещей должна бытьдоля правды, это не обязательно означает, что она позволяет правильно объяснитьлюбой реальный пример старческого разрушения организма. Для наших нынешнихцелей важно, что взгляд на эволюцию с точки зрения отбора генов позволяет безтруда объяснить тенденцию индивидуумов умирать, когда они становятся старыми.Допущение о смертности индивидуумов, занимающее центральное место в нашихрассуждениях в этой главе, оправдано в рамках теории Медоуэра. Другоедопущение, о котором я лишь упомянул, — существование половогоразмножения и кроссинговера — оправдать труднее. Кроссинговер имеет место не всегда. У самцовдрозофилы он не происходит. У дрозофилы есть ген, который подавляеткроссинговер также и у самок. Если бы нам надо было разводить популяцию мух, вкоторой этот ген содержали бы все особи, хромосома в «хромосомном фонде» сталабы основной неделимой единицей естественного отбора. В сущности, если довестинаше определение до его логического конца, целую хромосому следовало бырассматривать как один «ген».

Существуют альтернативы и для половогоразмножения. Самки тлей без участия отцов рождают живых личинок, каждая изкоторых содержит все гены своей матери. (Между прочим, зародыш, находящийся в«матке» своей матери, может содержать в своей собственной матке еще меньшийзародыш. Таким образом, самка тли может родить одновременно дочку и внучку,которые обе эквивалентны идентичным близнецам самой этой самки.) Многиерастения размножаются вегетативно, выбрасывая боковые побеги. В этом случае мыпредпочитаем говорить о росте, а не о размножении; но тогда, если поразмыслить,различие между ростом и неполовым размножением вообще не очень велико,поскольку как то, так и другое происходит путем простого митотического деленияклетки. Иногда растения, возникающие в результате вегетативного размножения,отделяются от родительского растения. В других случаях, например у ильма,корневые отпрыски остаются связанными с родительскими деревьями. В сущностивесь ильмовый лес можно рассматривать как один индивидуум.

Итак, возникает следующий вопрос: почемувсе мы прилагаем столько усилий, чтобы смешать наши гены с генами кого-тодругого, прежде чем зачать ребенка, если тли и ильмы обходятся без этого Такойобраз действий кажется довольно странным. Почему вообще возник пол, этостранное искажение прямой репликации Что хорошего в половомразмножении

Это вопрос, на который эволюционистуответить крайне трудно. Серьезные попытки разобраться в этой проблеме побольшей части сопряжены со сложнейшими математическими рассуждениями. Ясобираюсь честно избежать их, ограничившись лишь одним заявлением: трудности, скоторыми сталкиваются теоретики, пытаясь объяснить эволюцию пола, по крайнеймере отчасти связаны с тем, что по их представлениям индивидуум стараетсямаксимизировать число своих выживающих генов. В свете таких представленийполовое размножение воспринимается как нечто парадоксальное, поскольку это«неэффективный» для индивидуума способ размножать свои гены: каждый ребенокполучает при этом только 50% генов данной самки, а остальные 50% поставляет ееполовой партнер. Если бы только самка подобно тле отпочковывала детенышей,которые были бы ее точными копиями, то она передавала бы следующему поколению втеле каждого детеныша все 100% своих генов. Этот кажущийся парадокс заставилнекоторых теоретиков примкнуть к сторонникам теории группового отбора,поскольку на уровне группы относительно легко представить себе преимуществаполового процесса. Как высказался по этому поводу без лишних слов У. Бодмер(W.F. Bodmer), половое размножение «облегчает накопление в одном индивидуумеблагоприятных мутаций, которые возникали по отдельности у разныхиндивидуумов».

Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 52 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.