Мертвый лев: Посмертная биография Дарвина и его идей - Максим Викторович Винарский

Не поэтому ли Чарльз Лайель оказался одним из немногих натуралистов старшего поколения, признавших правоту дарвиновской теории? Пусть не сразу, через внутреннюю борьбу, с оговорками, но он признал и поддержал своим авторитетом новорожденный дарвинизм, чем сослужил ему большую службу. Более того, в 1863 г. Лайель издал книгу о геологическом возрасте человека, в которой опроверг традиционную библейскую хронологию, оперирующую масштабами не более 7000 лет. Род людской оказался куда древнее, чем учили богословы, и это тоже оказало поддержку эволюционной теории{406}.

И Лайель, и Дарвин были не просто очень авторитетными учеными, но законодателями мод в науке, властителями умов целых поколений, пророками и полубогами. Эти два титана, казалось, навсегда похоронили наивный катастрофизм своих предшественников. Уже к концу позапрошлого века его стали считать ложной и полностью устаревшей идеей, уделом ретроградов и научных фриков. Как ядовито заметил Стивен Гулд, историки науки превратили споры между двумя лагерями в «хрестоматийную сказочку о борьбе добрых униформистов со злыми катастрофистами»{407}. Полагаю, Дарвин здорово удивился бы, узнав, что через 100 лет после его кончины катастрофизм не только возродится, но и сумеет отвоевать себе вполне достойное место в геологической картине мира. Геологи наших дней вовсе не рассматривают его как архаичную ересь; и в солидных ученых книгах, и в научно-популярной литературе признается большая роль глобальных катаклизмов в истории нашей планеты и эволюции жизни на ней{408}.

⁂

Сам Дарвин, хотя и считал, что естественный отбор действует очень медленно, никогда не утверждал, что эволюция идет всегда со строго определенной скоростью. Быть медлительным можно по-разному. Черепаха, улитка и дождевой червь, которых мы считаем страшными тихоходами, движутся все-таки с разной скоростью. И тем не менее мышлению Дарвина идея о быстрых эволюционных изменениях, всякого рода «скачках» и резких преобразованиях была чужда. Этот «тихогенез» усвоили и его многочисленные последователи.

Но вот чуть больше 100 лет назад биологи стали догадываться, что все не так просто и прямолинейно. Первыми о возможности очень быстрого появления новых видов заговорили ботаники. Сначала Коржинский, а затем де Фриз с его теорией мутаций, а несколько позже – исследователи хромосомных наборов растений. Выяснилась странная вещь. Во многих группах обнаружились серии близкородственных видов, очень похожие внешне, но резко различающиеся по величине хромосомного набора. Здесь надо вспомнить школьные уроки биологии, где говорилось, что у подавляющего большинства высших организмов (растения, животные, грибы) геном состоит из двух идентичных по числу и строению наборов хромосом. В случае полового размножения один из них особь получает от материнского, а другой от отцовского организма. Такой набор называется диплоидным и записывается как 2n. Скажем, у человека в норме диплоидный набор включает 46 хромосом (записывается как 2n = 46). В патологических случаях это число может немного меняться. Например, при синдроме Дауна человек имеет 47 хромосом. Это очень плохо, потому что нечетное число мешает нормальному клеточному делению, в ходе которого хромосомы должны поровну разойтись между дочерними клетками.

Так вот, ботаники нашли целые серии видов с разным числом хромосом, причем оказалось, что эти числа совсем не произвольны. Например, в роде Хризантема есть представители с диплоидными числами, равными 18, 36, 54, 72 и 90{409}. Все числа этого ряда кратны 18. Напрашивалось предположение, что вид с 18 хромосомами в диплоидном наборе является предковым по отношению ко всем остальным и что эволюция хризантем шла путем последовательного кратного увеличения исходного хромосомного числа. Так оно и оказалось. «Ответственны» за это особые геномные мутации. Как и положено мутациям, они происходят спонтанно и одним скачком удваивают типичный для вида хромосомный набор. В биологию было введено понятие о полиплоидах. Одно из существующих определений этого термина гласит: «Полиплоиды – это организмы, чьи геномы состоят из более чем двух полных хромосомных наборов»{410}. Разработана и особая терминология для обозначения таких мутантов. Особь с учетверенным хромосомным набором называется тетраплоидом (или 4n), затем следуют гексаплоиды (6n), октоплоиды (8n), декаплоиды (10n), ну и так далее (конечно, ряд этот ограничен, виды с наборами больше 10n встречаются довольно редко). Известно много внешних факторов, способных повысить частоту геномных мутаций. Это и пониженная температура, и рентгеновское излучение, и действие некоторых химических веществ (колхицин, хлороформ), и даже паразитарные инвазии. Их успешно используют экспериментаторы не только для получения полиплоидов «в пробирке», но и для создания новых сортов растений (многие полиплоиды отличаются увеличенными, даже гигантскими размерами плодов и семян по сравнению со своими предками).

Долгое время биологи полагали, что полиплоидные виды встречаются в массе только у растений, а у животных с их сложными системами хромосомного определения пола – лишь как редчайшее исключение. Однако постепенно такие виды были найдены в некоторых группах животных – в первую очередь тех, которым свойственны гермафродитизм и клональное размножение. Это пресноводные рачки и улитки, некоторые насекомые, рыбы, лягушки и даже ящерицы{411}. В семействе всем прекрасно известных дождевых червей (Lumbricidae), по утверждению украинских исследователей, «полиплоидия явление не просто обычное, а широко распространенное»{412}.

С эволюционной точки зрения тут вот что важно. Вновь возникший мутант, у которого число хромосом в два раза больше типичного для вида, уже не способен к успешному скрещиванию с предковыми формами. Он, как выражаются биологи, репродуктивно изолировался от них. Рад бы дать потомство, да разность хромосом не позволяет. Свою личную жизнь он может устроить только в том случае, если поблизости объявится такой же незадачливый геномный мутант. Это пусть редко, но происходит. Если два одиночества встретятся и породят себе подобных, они могут дать начало новому виду, причем практически мгновенно: за несколько поколений и даже всего за одно. Это происходит так быстро, что часто никаких морфологических различий между новым и старым видами возникнуть не успевает. Внешне они крайне похожи, и, если бы не хромосомный анализ, никто бы и не догадался, что виды – разные (рис. 9.3). Для подобных случаев у биологов тоже припасено особое название – виды-двойники (сейчас их чаще называют криптическими, то есть скрытыми, видами, причем они могут возникать не только путем хромосомных перестроек, но и другими способами). В этом, кстати, важное отличие геномных мутаций от макромутаций, о которых речь шла выше. Безволосый макромутант среди млекопитающих способен к успешному скрещиванию с сородичами, потому что сохраняет нормальный для вида хромосомный набор; если он и изолирован от них репродуктивно, то, скорее, на «психологическом» уровне – «я за такого урода ни в жисть замуж не пойду!»

Рис. 9.3. Раковины двух африканских пресноводных улиток из рода Bulinus. Слева – гексаплоид, справа – октоплоид. Кроме небольшой разницы в размерах, они практически ничем не отличаются друг от друга{413}

Скачкообразные изменения числа хромосом вполне можно рассматривать как геномные катастрофы. Мне хочется назвать их «умными катастрофами», поскольку вместо слепого разрушения они дают начало новым видам, увеличивая биологическое разнообразие на планете. Natura facit saltum. Дарвин, понятное дело, ничего подобного не подозревал, но опровергает ли хромосомное видообразование дарвинизм? Ничуть. Основной его принцип – эволюция путем естественного отбора – остается незыблемым, и выше я уже объяснил почему. Без «благословения» естественного отбора новому виду, со свойственной ему и только ему экологической нишей, не бывать. На это указывает и давно замеченный факт: высоко в горах и на Крайнем Севере доля полиплоидных видов цветковых растений значительно выше, чем в тропиках или где-нибудь на юге Европы с ее благословенным средиземноморским климатом. Так, во флоре Сицилии доля полиплоидных покрытосеменных составляет 37 %, в Венгрии – 48,6 %, в Норвегии – 57,6 %, а на крайнем севере Гренландии – рекордные 85,9 %{414}. Скорее всего, полиплоиды имеют эволюционное преимущество именно в тех суровых условиях, которые царят в Арктике и высоко в горах, поэтому естественный отбор «подхватывает» таких мутантов, способствуя тому, чтобы они размножились и вытеснили своих менее приспособленных конкурентов.

А чтобы закончить тему полиплоидов,