WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 52 |

Естественный отбор в своей самой общейформе означает дифференциальное выживание организмов. Одни организмысохраняются, а другие вымирают, но для того, чтобы эта селективная гибельоказывала какое-то воздействие на мир, необходимо еще одно условие: каждыйорганизм должен существовать в большом числе копий, и по крайней мере некоторыеорганизмы должны быть потенциально способны выжить — в форме копий — в течение значимого периодаэволюционного времени. Этими свойствами наделены мелкие генетические единицы, аиндивидуумы, группы и виды таких свойств лишены. Большая заслуга ГрегораМенделя состоит в том, что он продемонстрировал возможность рассматриватьнаследственные единицы как неделимые и независимые частицы. Сегодня мы знаем,что это некоторое упрощение. Даже цистрон иногда поддается делению, а любые двагена, находящиеся в одной хромосоме, не вполне независимы. Что касается меня,то я определил ген как единицу, которая в значительной степени приближается кидеалу неделимой корпускулярности. Ген нельзя считать неделимым, но делится онредко. Он либо несомненно присутствует, либо несомненно отсутствует в телекаждого данного индивидуума. Ген передается от деда или бабки к внуку иливнучке, оставаясь интактным, и проходит через промежуточное поколение, несмешиваясь с другими генами. Если бы гены постоянно сливались друг с другом,естественный отбор в нашем теперешнем понимании был бы невозможен. Междупрочим, это было доказано еще при жизни Дарвина и причинило ему немалобеспокойства, поскольку в те дни господствовала теория слитнойнаследственности. Открытие Менделя уже было опубликовано и оно могло быуспокоить Дарвина, но, увы!, он так и не узнал о нем; никто, по-видимому, непрочитал тогда эту работу. Она привлекла внимание лишь спустя годы после смертии Дарвина, и Менделя. Мендель, возможно, не представлял себе всего значениясвоих открытий, иначе он мог бы написать Дарвину.

Другой аспект корпускулярности гена состоитв том, что он никогда не стареет; он с равной вероятностью может умереть ввозрасте как миллиона, так и всего ста лет. Он перепрыгивает из одного тела вдругое, манипулируя ими на свой лад и в собственных целях, покидая эти смертныетела одно за другим, прежде чем они состарятся и умрут.

Гены бессмертны, или, скорее, их определяюткак генетические сущности, почти заслуживающие такого эпитета. Мы,индивидуальные машины выживания в этом мире, можем рассчитывать прожить ещенесколько десятков лет. Но ожидаемая продолжительность жизни генов должнаизмеряться не в десятках, а в тысячах и миллионах лет.

У видов, размножающихся половым путем,отдельная особь —слишком крупная и слишком преходящая генетическая единица, чтобы ее можно былоназвать значимой единицей естественного отбора. Группа индивидуумов— еще более крупнаяединица. С генетической точки зрения индивидуумы и группы подобны тучам на небеили пыльным бурям в пустыне. Это временные агрегации или федерации. Они неостаются стабильными в эволюционном масштабе времени. Популяции могутсохраняться довольно долго, но они постоянно смешиваются с другими популяциями,утрачивая при этом свою идентичность. Кроме того, они подвержены эволюционномуизменению изнутри. Популяция недостаточно дискретна, чтобы служить единицейестественного отбора, она недостаточно стабильна и однородна, чтобы оказаться«отобранной» в ущерб другой популяции.

Отдельный организм кажется достаточнодискретным, пока он живет, но, Боже, как недолго это длится! Каждый индивидуумуникален. Эволюция невозможна, если все, чем вы располагаете — выбор между организмами, каждыйиз которых имеется лишь в одном экземпляре! Половое размножение — это не репликация. Точно так же,как данная популяция «загрязнена» другими популяциями, так и потомство данногоиндивидуума «загрязнено» потомством его полового партнера. В ваших детях от васлишь половина, в ваших внуках — лишь четверть. По прошествии нескольких поколений вы можетенадеяться только на то, что каждый из ваших многочисленных потомков будет нестив себе маленькую частичку, полученную от вас, всего несколько генов, даже в томслучае, если некоторые среди этих потомков будут носить вашуфамилию.

Индивидуумы не вечны, они преходящи.Хромосомы также уходят в небытие, подобно пачке карт, полученных каждым изигроков и отыгранных вскоре после сдачи. Но с самими картами при тасовке ничегоне происходит. Карты — это гены. Гены не разрушаются при кроссинговере, они простоменяют партнеров и продолжают двигаться дальше. Конечно, они движутся дальше.Это их работа. Они —репликаторы, а мы —машины, необходимые им для того, чтобы выжить. После того как мы выполнили своюзадачу, нас выбрасывают. Но гены — выходцы из геологического времени, они здесь навеки.

Гены, подобно алмазам, вечны, но внесколько ином плане, чем алмазы. Отдельный кристалл алмаза постоянно сохраняетнеизменную атомную структуру. Молекула ДНК не обладает таким постоянством.Жизнь каждой отдельной физической молекулы ДНК довольно коротка, составляя,возможно, несколько месяцев, и безусловно не больше, чем продолжительностьжизни человека. Но молекула ДНК может теоретически продолжать существование ввиде копии самой себя в течение 100 млн. лет. Кроме того, подобно древнимрепликаторам в первичном бульоне, копии какого-то одного гена могутраспространиться по всему миру. Разница лишь в том, что все современныеварианты аккуратно упакованы в тела машин выживания.

Всем этим я хочу подчеркнуть потенциальноеквази-бессмертие гена в форме копий как его определяющее свойство. Длянекоторых целей вполне приемлемо определить ген как отдельный цистрон, однакодля эволюционной теории это определение следует расширить. Степень расширениязависит от целей данного определения. Мы хотим найти практическую единицуестественного отбора. Для начала мы должны перечислить те свойства, которымидолжна обладать единица естественного отбора, чтобы добиться успеха. Как былоустановлено в гл. 2, это долговечность, плодовитость и точность копирования.Затем мы просто определяем «ген» как самую большую единицу, которая, по крайнеймере потенциально, обладает этими свойствами. Ген — это долгоживущий репликатор,существующий в форме многих идентичных копий. Его долговечность не безгранична.Даже алмаз нельзя считать абсолютно вечным и даже цистрон может оказатьсяразрезанным пополам при кроссинговере. Ген можно определить как участокхромосомы, достаточно короткий, чтобы он мог сохраняться потенциально в течениедостаточно долгого времени и функционировать в качестве значимой единицыестественного отбора.

Что именно означает «достаточно долгоевремя» Однозначно и быстро ответить на этот вопрос нельзя. Все зависит оттого, насколько сильное «давление» оказывает естественный отбор. Иными словами,насколько больше вероятность того, что погибнет «плохая» генетическая единица,а не ее «хороший» аллель. Это чисто количественный фактор, который в разныхслучаях будет неодинаков. Самая крупная практическая единица естественногоотбора — ген— обычно занимает нашкале промежуточное положение между цистроном и хромосомой.

Ген является хорошим кандидатом на рольосновной единицы естественного отбора благодаря своему потенциальномубессмертию. Теперь настало время остановиться на слове «потенциальное». Генможет прожить миллион лет, но многие новые гены не доживают до конца даже всвоем первом поколении. Те немногие гены, которым это удается, выживают отчастипросто потому, что им повезло, но главным образом благодаря имеющимся у нихнеобходимым качествам, а это означает, что они способны создавать машинывыживания. Они воздействуют на эмбриональное развитие каждого изпоследовательного ряда тел, в которых они оказываются, в результате чего шансыэтого тела на выживание и размножение становятся чуть выше, чем они могли быбыть при воздействии на него конкурентного гена или аллеля. Например, «хороший»ген может обеспечить свое выживание, наделяя последовательные тела, в которыхон оказывается, длинными ногами, дающими им возможность убегать от хищников.Это частный, а не универсальный пример. Длинные ноги ведь не всегда даютпреимущество. Кроту они осложняли бы жизнь. Не лучше ли нам, не увязая вдеталях, подумать о каких-то универсальных качествах, которые мы ожидаемвстретить у всех хороших (т.е. долгоживущих) генов А также о том, каковы тесвойства, по которым можно сразу узнать «плохой» недолговечный ген Такихуниверсальных свойств может быть несколько, но одно из них особенно тесносвязано с темой этой книги: на генном уровне альтруизм — плохая черта, а эгоизм— хорошая, тонеумолимо вытекает из наших определений альтруизма и эгоизма. Генынепосредственно конкурируют за выживание со своими аллелями, содержащимися вгенофонде, поскольку эти аллели стремятся занять их место в хромосомахпоследующих поколений. Любой ген, поведение которого направлено на то, чтобыповысить собственные шансы на сохранение в генофонде за счет своих аллелей,будет, по определению, стремиться выжить (в сущности, это тавтология). Генпредставляет собой основную единицу эгоизма.

Итак, мы сформулировали главную идею,заключенную в этой главе. Но я несколько завуалировал при этом некоторыесложности и негласные допущения. О первой сложности мы уже вкратце говорили.Как бы независимо и свободно ни совершали гены свое путешествие из поколения впоколение, их никак нельзя считать свободными и независимыми в роли факторов,регулирующих эмбриональное развитие. Они сотрудничают и взаимодействуют какмежду собой, так и с внешней средой неимоверно сложными способами. Такиевыражения, как «ген длинных ног» или «ген альтруистичного поведения»— удобные оборотыречи, однако важно понимать, что они означают. Нет такого гена, который сам посебе создает длинную или короткую ногу. Построение ноги требует совместногодействия множества генов. Необходимо также участие внешней среды: ведь вконечном счете ноги «сделаны» из пищи! Вполне возможно, однако, что существуетнекий определенный ген, который, при прочих равных условиях, детерминируетразвитие более длинных ног, чем его аллель.

В качестве аналогии приведем влияниеудобрения, например нитрата, на рост пшеницы. Общеизвестно, что растенияпшеницы, лучше растут при внесении в почву нитрата, чем без удобрения. Никто,однако, не станет утверждать, что растение пшеницы можно получить из одноготолько нитрата. Совершенно очевидно, что для этого необходимы также семена,почва, солнечный свет, вода и различные минеральные вещества. Но если все этидругие факторы остаются на постоянном уровне или даже если они варьируют визвестных пределах, добавление нитрата улучшит рост пшеницы. То же самоеотносится к воздействию единичных генов на развитие зародыша. Эмбриональноеразвитие контролируется такой сложной сетью переплетающихся взаимозависимостей,что нам лучше их не касаться. Ни один генетический фактор или фактор средынельзя считать единственной «причиной» развития той или иной части теламладенца. Все части его тела образуются под влиянием практически бесконечногочисла факторов. Но любое различие между одним младенцем и другим, напримерразличие в длине ног, можно без труда объяснить одним или несколькими простымиразличиями либо в среде, либо в генах. В конкретной борьбе за выживание главнаяроль принадлежит именно различиям, причем эволюционное значение имеют различия,контролируемые генетически.

В той мере, в какой это касается гена, егоаллели — это егозлейшие соперники, тогда как другие гены — это лишь часть его среды,подобно температуре, пище, хищникам или компаньонам. Эффект данного геназависит от его среды, а в нее входят другие гены. Иногда данный генхарактеризуется одним эффектом в присутствии какого-то определенного гена исовсем другим в присутствии иного набора генов. Весь набор генов данногоорганизма образует своего рода генетический климат, или фон, изменяющий эффектыкаждого отдельного гена и влияющий на них. Здесь мы, по-видимому, столкнулись спарадоксом. Если создание младенца — столь сложный процесс, требующийсовместного действия множества участников, и если каждому гену необходимынесколько тысяч других генов, чтобы выполнить данную задачу, то как примиритьэто с представленной мной картиной неделимых генов, перепрыгивающих, подобносернам, из тела в тело на протяжении веков: свободных, не встречающихпрепятствий в своекорыстных факторов жизни Так все это было чепухой Вовсенет. Может быть, кое-где я несколько увлекся, но я не говорил ерунды и никакогопарадокса на самом деле нет. Это можно объяснить с помощью другойаналогии.

Один гребец в одиночку не может выигратьсоревнования по гребле между Оксфордским и Кембриджским университетами. Емунужны восемь товарищей. Каждый из них — «специалист» в своей области ивсегда занимает в лодке определенное место, выполняя функции рулевого,загребных или носового. Гребля — коллективное мероприятие, причем одни спортсмены часто бываютсильнее других. Допустим, что тренер хочет набрать себе команду из числакандидатов, среди которых есть рулевые, загребные и носовые. Предположим, чтоотбор происходит следующим образом. Каждый день тренер создает три новыепробные команды, произвольно перебрасывая кандидатов на каждое место в лодке изодной команды в другую и устраивая затем соревнования между командами. Спустянесколько недель выясняется, что в выигрывающей команде часто участвуют одни ите же отдельные спортсмены. Их берут на заметку как хороших гребцов. Другиекандидаты чаще всего оказываются в проигрывающих командах и от них в концеконцов отказываются. Но даже выдающийся гребец может иногда оказаться впроигравшей команде либо вследствие низкого уровня других ее членов, либопросто по невезению, например из-за встречного ветра. Сильные спортсмены лишь всреднем попадают в состав выигрывающей команды.

Гребцы — это гены. Соперники за каждоеместо в лодке —аллели, способные занимать одно и то же место в хромосоме. Быстрая греблясоответствует способности построить тело, достигающее успеха, т.е. выживающее.Ветер — это внешняясреда. Масса альтернативных кандидатов — генофонд. В той мере, в какойэто касается выживания каждого отдельного тела, все его гены находятся в однойи той же лодке. Многие «хорошие» гены попадают в «плохую» компанию, оказавшисьв теле, где имеется летальный ген, убивающий это тело еще в детском возрасте. Втаком случае хороший ген гибнет вместе с остальными. Но это только одно тело, аведь копии нашего хорошего гена живут и в других телах, в которых нетлетального гена.

Многие гены идут на дно, потому что ониоказались в данном теле вместе с плохими генами, многие гибнут из-за неприятныхсобытий другого рода, например потому, что в тело ударила молния. Однако поопределению удача и невезенье распределяются случайным образом, и ген, которыйпостоянно проигрывает, не просто неудачник — это плохой ген.

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 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.