Эволюция для всех, или Путь кентавра - Гангнус Александр Александрович (читать книгу онлайн бесплатно без TXT) 📗
Мутация может произойти внутри молекул ДНК-носителя наследственности. Один из участков этой нити-молекулы перестраивается, там появляется какая-то новая или исчезает старая группа атомов. Иногда просто сдвигается на одно деление «рамка считывания». Генная запись почти та же, а белок получается с совсем другими свойствами, для другого пригодный (или не пригодный вовсе). Пример такой мутации — серповидная анемия, тяжелая наследственная болезнь, о которой мы уже говорили. Эта мутация произошла давным-давно в каком-то из наших предков, и с тех пор она живет в скрытом виде в генном фонде человечества, иногда проявляясь и явно.
Большая перестройка наследственности, вроде мутации, может произойти в строении хромосом (каждая хромосома состоит из белков и нитей ДНК, у человека 46 хромосом). Иногда участок одной хромосомы меняется местами с участком другой хромосомы, и это тоже влияет на свойства организма. Может измениться число хромосом: например, оно может удвоиться, учетвериться. Такие полиплоидные мутанты часты в мире растений и редки среди животных. При скрещивании разных видов и родов хромосомные наборы иногда как бы складываются. Образуется совершенно новый вид и даже род организмов. Таким новым родом стал знаменитый капустно-редечный гибрид-кентавр Карпеченко. В 1998 году по всей земле 2,9 миллиона гектаров было засеяно полиплоидным злаком тритикале — пшенично-ржаным гибридом-кентавром, необыкновенно урожайным и стойким против всяких вредителей. Уже задним числом ученые обнаружили, что с незапямятных времен растущая в садах, но отсутствующая в лесах слива — это тоже кентавр, бессознательно нащупанный нашими предками-садоводами полиплоид, сложение хромосомных наборов диких терна и алычи…
Есть и другие интересные возможности для эволюционных перестроек на уровне генов. Подробнее о них — в последней главе этой книги.
Мы с тобой уже говорили и о том, как много препятствий стоит на пути генной мутации. Для того чтобы такая мутация в наследственности стала признаком, а дальше свойством целого вида или рода животных, нужно еще очень многое.
Чаще всего мутация попадает в запас — в скрытом виде тысячи таких мутаций присутствуют в генном фонде сообщества организмов, время от времени «всплывая на поверхность» в виде новых признаков. Но чаще всего такой новый признак у хорошо приспособленного к определенной жизни существа оказывается нелепостью, уродством, которое удаляется из жизни либо сразу, с помощью убийственного естественного отбора, либо во втором поколении, под действием полового отбора: урод, особенно в мире высших животных, имеет меньше шансов вступить в брачный союз и оставить потомство. Скрытые мутации становятся явными, если скрещиваются организмы, у каждого из которых в генах сидит такая мутация. Это должны быть близкие родственники. И потому часто уроды появляются в таких сообществах, где из-за изоляции или по другой причине должны вступать в брачные отношения близкие родственники.
Мутация может дождаться своего часа — стать полезной на каком-то уровне развития вида. Может быть, при одомашнивании выявление скрытых мутаций происходило чаще, чем на воле, отчасти потому, что в древности около человека жило мало животных, и они должны были чаще вступать в близкородственные скрещивания. Частый инбридинг (так называют близкородственные скрещивания) мог устанавливаться иногда и в диких популяциях животных. Ведь палеонтологи утверждают, что иногда важные ветви эволюции начинались с небольшой, крохотной даже группы предков, долго оторванной, изолированной от всей массы прочих родственников
Но тут возможен совершенно новый поворот проблемы…
Удивительные опыты по одомашниванию пушных зверей — норок, лис — проводили ученые Сибирского отделения Академии наук под руководством академика Д. К. Беляева. Ученые долго гадали, почему нашим предкам так хорошо удалось видоизменить собаку и других домашних животных, приспособив их для самых разных надобностей. Вот если бы так же изменить лису! Вывести массу пород всех окрасок меха, чтобы щенят больше приносили, и не раз в год, а два.
Как этого добиться?
Представим себе, как наши предки подружились с волком, сделав его собакой…
Наверное, они брали волчат: взрослых диких зверей по-настоящему приручить невозможно. Брали первоначально для забавы, для детей. Дети возились, играли со щенками. И это была их работа — начало работы по одомашниванию.
Щенята подрастали, в них начинали проявляться «дикие» черты характера — недоверчивость, злобность. «Сколько волка ни корми, он все в лес смотрит…» Такие щенята или сами убегали в лес, или их убивали за непослушание, за плохой характер. С людьми оставались, беря на себя обязанности сторожей и помощников при охоте, те волчата, которые дольше сохраняли щенячье дружелюбие, общительность, послушность. Это был отбор на хороший характер. На детские щенячьи черты, сохраненные до взрослого состояния! Но детские черты характера тянули за собой и некоторые (не все!) детские черты строения тела. Человек как бы растягивал по некоторым признакам своим, искусственным отбором юношескую стадию. Искусственная неотения… Помнишь, мы говорили, какую важную роль могла иногда играть неотения в эволюции живого?
Ученые давно заметили, что собаки похожи на волчьих щенят — у многих висят уши, они по-щенячьи тявкают, а не воют, они по-щенячьи вертлявы, игривы (взрослый волк ведет себя гораздо строже, солиднее собаки), по-детски доверчивы и дружелюбны.
Целый вид животного был сдвинут по своему типу на более раннюю стадию онтогенеза, индивидуального развития. Умирающая от старости собака многими чертами не достигла взрослости, зрелости своего дикого предка — волка.
А что происходит дальше, как раз и проследили зоологи из лаборатории академика Беляева. Они стали проводить усиленный отбор лис не на качество меха, а на дружелюбие, уживчивость. Лису стали делать домашним животным. И вот прямо на глазах, а не за сотни и тысячи лет, лисы стали меняться. Они ласковы, общительны уже до взрослого состояния. В них стали проявляться новые черты, например, они научились лаять совершенно по-собачьи. И самое главное: резко усилилась изменчивость лис. Они начали приобретать разную окраску, подобно собакам, у многих сдвинулись сроки размножения.
…Мы говорили о правиле Копа: новые линии животных и растений могут начинаться от неспециализированного предка, «неудачника», не успевшего приобрести специальные признаки, полезные в одних условиях, но мешающие жить и развиваться в других.
Мы говорили и о том, что иногда растения и животные могут, прежде чем сделать в эволюции скачок вперед, отступить несколько назад, уйти от формы, мешающей приспособиться к новым условиям специализации. Это возможно потому, что в индивидуальном своем развитии организмы проходят стадии предков, в их генах записана история их рода.
Проростки деревьев похожи на траву — так, считают некоторые ученые, и появилась большая часть нынешних трав, позже деревьев, как «недоразвитые деревья». Но потом травы развились и благодаря частой смене поколений шагнули в эволюции далеко вперед. О таком же, неотеническом размножении некоторых животных мы говорили тоже, и оно иногда помогало сделать «шаг назад — два шага вперед» в эволюции.
И, наконец, новый способ отступления «придумала» эволюция, когда высокого развития достигла психика животных. Каждому возрасту соответствует определенная норма поведения. Эта норма, видимо, в генах сцеплена с тем или иным этапом онтогенетического развития. Детеныши всех животных доверчивы и очень любопытны — ведь им надо обучаться! Взрослые подозрительны и осторожны. Их поведение полностью приспособлено к образу жизни, то есть крайне специализировано. Взрослый соболь умирает от разрыва сердца, если рядом взревет бульдозер. Соболий щенок только чуть испугается, но больше заинтересуется: что это там шумит?
В положении волчат, взятых человеком из логова, многие животные часто оказывались в естественной, дикой эволюции. Всякие новые, непривычные условия плохо переносили взрослые животные, которые не могли жить иначе, чем определено их специализацией. И гораздо более сносно — молодежь. Например, по детской привычке подростки могли первые объединиться в тяжелый год в стаю для совместной охоты. Сообщество животных с налаженным общением, с развитой способностью действовать не по инстинкту, а обучаясь новому в такие тяжелые эпохи, получало преимущество в выживании и развитии.
