Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции - Лев Кривицкий

Этот процесс преобразования связан также с тем, что выживают и дают потомство, поддерживаясь отбором, только те особи в популяции, которые предрасположены к более прогрессивной биологической работе. Механизмы таких преобразований могут быть самыми различными – образование новых генов, перевод мутаций из рецессивного состояния в доминантное или какие-то другие. Эти механизмы будут открываться генетикой по мере того, как будет проясняться сложнейший путь от генов к признакам. Пока же на этот счёт можно строить только разнообразные гипотезы.

В своё время замечательный натуралист и в то же время основатель психоламаркизма Э. Коп отождествлял наследственность с памятью поколений. Каких только презрительных характеристик и насмешливых замечаний не заслужил он от высокомерных критиков, рассуждавших с позиций геноцентризма! Коммунистические идеологи усматривали в психоламаркизме прямое проявление идеализма, отрицая тем самым любое влияние психических процессов на эволюцию.

Конечно, Кон был неправ, связывая наследование с памятью как психическим процессом, охватывающим множество поколений и обеспечивающим передачу признаков от поколения к поколению. Но сравнение наследственности с памятью вполне правомерно и заслуживает самого пристального внимания, причём не с ламаркистских, а с вполне дарвинистских позиций при бурном развитии современной генетики.

Генетические структуры долго «помнят» о прошлых временах, о признаках предковых организмов и могут воспроизводить их в довольно длинном ряде потомков. Они иногда «вспоминают» о ещё более давних временах, и тогда вырабатывают шерсть или хвосты у людей или зубы в клювах у куриц. Гены становятся «забывчивыми» при изменении условий или смене среды обитания. Но они долго, очень долго не «помнят» изменений биологической работы и её результатов, выработанных ею признаков. Однако отбор и конкурентные преимущества наиболее работоспособных заставляют их «запомнить» новое путём длительных повторений и «забыть» старую систему коррелирующих признаков.

Игнорирование эволюционного значения биологической работы, сведение всего эволюционно нового к ошибкам в работе генетического аппарата составляет самую суть геноцентризма. В последнее время сопротивление геноцентризму складывается и возрастает в самой генетике, особенно в той её части, которая именуется генетикой развития.

Генетика развития пришла на смену прежней феногенетике вследствие безнадёжной устарелости последней, однако между ними поддерживается и прослеживается определённая наследственная связь. Находясь в тесной взаимосвязи с эмбриологией и общей генетикой, она исследует именно пути от генов к признакам через различные пути реализации наследственной информации в ходе индивидуального развития организмов (онтогенеза). Более общее рассмотрение этих процессов по выходе их за рамки генетики изучается биологией развития.

Уже в 1983 г. в изданной на английском языке книге американских генетиков Р. Рэффа и Т. Кофмена была поставлена задача привести в связь современный уровень знаний в сферах генетики, эмбриологии, морфологии и теории эволюции. Изданная в 1986 г. на русском языке, эта книга получила широкий резонанс у российских специалистов. Основная мысль исследования заключалась в том, что магистральные пути эволюции связаны с отбором значительных перестроек морфологии организмов на основе мутаций регуляторных генов. Эта концепция, в свою очередь, требовала самого пристального внимания к влиянию индивидуального развития на эволюцию жизни, онтогенеза на филогенез (Рэфф Р.И. Кофмен Т. Эмбрионы, гены и эволюция – М.: Мир, 1986 – 404 с.).

Такой подход авторов к проблемам генетики развития обусловил постоянное сочетание геноцентричных и негеноцентричных взглядов на эти проблемы, хотя геноцентризм, разумеется, берёт верх и выступает как доминантное явление, а негеоцентризм – как рецессивное. Признание существенного влияния онтогенеза на филогенез и эволюционной роли регуляторных генов уводит их от геноцентризма.

Им даже свойственно признание того, что «зародышевые клетки… должны каким-то образом общаться с сомой» (Там же, с. 30). Характеризуя генетику развития, они отмечают, что она «представляет собой сейчас одну из наиболее активных областей биологии в отношении как теоретических построений, так и эксперимента» (Там же, с. 31).

С другой стороны, Р. Рэфф и Т. Кофмен строят генетику развития вполне геноцентрично. Они полностью связывают и индивидуальное развитие, и эволюцию в целом с изменчивостью регуляторной подсистемы генетических структур.

Рассматривая эволюцию формы живых организмов, Р. Рэфф и Т. Кофмен приводят поразительные примеры «памяти» генетических структур. Регуляторные гены, способные воспроизводить признаки строения различных органов могут неограниченное время сохраняться в геномах. Так, хотя последние зубастые птицы вымерли около 60 млн. лет назад, экспериментаторам Коллару и Фишеру путём генетических манипуляций удалось вызвать появление зубов и курицы, а экспериментатор А. Ампэ сумел воспроизвести у курицы строение малой берцовой кости, которая была характерна для первоптицы археоптерикса (Там же, с. 168–171).

«Примеры регуляторных изменений, связанных с утратой зубов и редукцией малой берцовой кости у птиц, – делают вывод Р. Рэфф и Т. Кофмен, – дают представление о тех способах, которыми регуляторные механизмы, оказывающие влияние на клеточные взаимодействия, могут вызывать эволюционные изменения морфологии» (Там же, с. 172).

Так же действуют регуляторные механизмы и при появлении любых атавизмов. Но сходные генетические механизмы, согласно авторам книги, позволяют «найти объяснение относительно крупным эволюционным изменениям, приведшим к возникновению новых структур и даже совершенно новых планов строения» (Там же, с. 173).

По мнению авторов, эти механизмы действуют в процессах развития зародышей и на последующих ранних стадиях развития организмов. Регуляторные гены производят изменения, которые могут привести к крупным трансформациям плана строения. Р. Рэфф и Т. Кофмен сознают, что подобные изменения влекут за собой очень высокую вероятность нарушения хода развития организма, приводящего к его полной нежизнеспособности.

Но они надеются, что в очень редких случаях, когда подобные жертвы неправильной работы генетического аппарата окажутся жизнеспособными, они сразу же могут дать начало новым видам, и ими даже можно объяснить процессы макроэволюции. Виды или даже надвидовые типы строения с этой точки зрения образуются одним большим скачком, минуя переходные этапы развития, путём своеобразной «генетической революции» во главе с регуляторными генами. Есть в этом что-то родственное с коммунистической утопией, предполагавшей создать новый, более прогрессивный мир большим скачком, путём разрушения старого, эволюционно наработанного мира.

Однако работа Р. Рэффа и Т. Кофмена содержит и чрезвычайно важный негеноцентрический потенциал. В разделе «Выбор фенотипа и морфогенетический потенциал генома», авторы доказывают, что «фенотипы не строго детерминированы единой генетической программой», что «выбор из альтернативных фенотипов представляет собой почти постоянный элемент любого онтогенеза» (Там же, с. 296). Этот феномен они характеризуют как фенотипическую пластичность. Такую пластичность обусловливает с одной стороны воздействие окружающей среды, а с другой – действие внутренних фенотипических факторов развития, и прежде всего – развитие гормональной системы. Выбор альтернативных фенотипов «составляет часть программы развития вида и служит основой для эволюционных изменений» (Там же, с. 296).

К числу наиболее ярких примеров запрограммированного выбора между фенотипами авторы относят колоссальные морфологические различия между самками и самцами (половой диморфизм), между личинками и взрослыми особями, между кастами общественных насекомых. Уровень фенотипической пластичности при образовании каст насекомых авторы демонстрируют на примере колонии термитов. Касты термитов различаются между собой почти так же, как различные виды. К этим кастам относятся матки («царицы»), самки – заменительницы маток, рабочие и солдаты.

Матки и их заменительницы способны к половому размножению, только у них имеются глаза и крылья. Рабочие и солдаты – бескрылы и слепы. Рабочие отличаются очень маленькими размерами тела, а солдаты – очень крупными и мощными челюстями. Причём при вылуплении из яиц какие-либо различия между представителями различных каст не наблюдаемы.

Морфологические различия между ними начинают проявляться лишь в середине регулируемого гормональной системой периода роста. «Вряд ли можно предположить, – пишут Р. Рэфф и Т. Кофмен, – что эти различия обусловлены генетически, потому что молодые семьи состоят из одних только рабочих, а по мере созревания семьи в ней появляются сначала солдаты, а затем разные категории половых особей» (Там же, с. 296).