Рождение сложности: Эволюционная биология сегодня - Александр Марков

 Все три названных закономерности: усложнение, рост устойчивости и безотходности — отчетливо прослеживаются и в развитии человеческого общества. Это позволяет говорить о преемственности социальной эволюции по отношению к эволюции биологической и придает особый смысл и практическое значение эволюционным исследованиям.

 Важно подчеркнуть, что из этой преемственности вовсе не следует никакого "социал-дарвинизма" и она вовсе не свидетельствует об усилении "борьбы за существование" и "естественного отбора" в обществе, как пытались доказать некоторые политические силы в первой половине ХХ века. В трудах современных эволюционистов, например, В. А. Красилова, подчеркивается неуклонное ослабление роли борьбы за существование и отбора в ходе эволюции, развитие более "гуманных" эволюционных стратегий, основанных на взаимопомощи и симбиозе и ведущих к росту пластичности и снижению всевозможных потерь и отходов (см. также главу "Великий симбиоз").

 Может быть, самый главный из всех эволюционных законов — это постепенное отступление Смерти и Хаоса перед лицом развивающейся Жизни. 

Что почитать на эту тему в Интернете

Н. И. АНДРЕЕВ, С. И. АНДРЕЕВА. Эволюционные преобразования двустворчатых моллюсков Аральского моря в условиях экологического кризиса. 2003. http://evolbiol.ru/andreevy.htm

Л. С. БЕРГ. Номогенез, или эволюция на основе закономерностей. 1922. http://rogov.zwz.ru/Macroevolution/berg1922.djvu

Н. И. ВАВИЛОВ. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Л.: Наука. 1987. http://evolbiol.ru/vavilov.htm

В. А. КРАСИЛОВ. Труды по теории эволюции: Нерешенные проблемы теории эволюции. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 1986. http://evolbiol.ru/kr.htm

Метаэкология. М.: ПИН РАН. 1997. http://evolbiol.ru/krasilov.htm

Е. Н. КУРОЧКИН О четырехкрылом динозавре и происхождении птиц. 2004. // Природа. http://evolbiol.ru/kurochkin2.htm

Новые идеи о происхождении и ранней эволюции птиц. 2001. http://evolbiol.ru/kurochkin.htm

А. В. МАРКОВ. Обзоры и подборки литературы на сайте "Проблемы эволюции" 2003-2007:

Ароморфозы и параллельная эволюция, http://evolbiol.ru/paral/paral.htm

Основные этапы прогрессивной эволюции. Важнейшие ароморфозы. http://evolbiol.ru/aro.htm

Эволюция на основе случайности или закономерности? http://evolbiol. ru/determinizm.htm

Параллелизмы и гомологическая изменчивость: причины и следствия. http://evolbiol.ru/paral_homol.htm

С. В. МЕЙЕН. Проблема направленности эволюции. 1975. http://evolbiol.ru/meyen_1975.htm

И. Ю. ПОПОВ. Идея направленной эволюции: история и современность. 2006. http://evolbiol.ru/popov.htm

А. С. РАУТИАН. Правило дестабилизации. 1988. http://www.evolbiol.ru/rautian.htm#destabilization

А. С. СЕВЕРЦОВ." Направленность эволюции. 1990. http://rogov.zwz.ru/Macroevolution/severtsevi990.pdf

Дж. СИМПСОН. "Великолепная изоляция" http://rogov.zwz.ru/macroevolution/simpsoni983.djvu

А. Н. СОЛОВЬЕВ, А. В. МАРКОВ. Ранние этапы эволюции неправильных морских ежей. 2004. // Экосистемные перестройки и эволюция биосферы. Вып. 6. М.: ПИН РАН, 2004. С. 77-86. http://evolbiol.ru/sbornik04/04markov.htm

Л. П. ТАТАРИНОВ. Параллелизмы и направленность в эволюции млекопитающих:

Параллелизмы и их эволюционное значение. //Очерки по теории эволюции. М.: Наука. 1987. http://evolbiol.ru/tatparal.htm

Необратимость эволюции и ее направленность. // Очерки по теории эволюции. М.: Наука. 1987. http://evolbiol.ru/tatnapr.htm

Морфологическая эволюция териодонтов и общие вопросы филогенетики. М.: Наука. 1976. http://evolbiol.ru/tatar.htm

И. И. ШМАЛЬГАУЗЕН. Факторы эволюции. Теория стабилизирующего отбора. Издание второе (переработанное и дополненное). М.: Наука. 1968. http://evolbiol.ru/factory.htm

ГЛАВА 7. УПРАВЛЯЕМЫЕ МУТАЦИИ

Великие открытия 50-60-х годов XX века, такие как расшифровка структуры ДНК и генетического кода, произвели столь сильное впечатление на научное сообщество, что наспех оформившиеся вокруг этих открытий теории сразу же стали считаться "классическими". Дальнейшее развитие биологии показало, что не стоило так торопиться. Что ж, зато с тех пор молекулярные биологи не могут пожаловаться на недостаток сенсационности в своих открытиях. Стоит ученым обнаружить какой-нибудь новый молекулярный механизм, глядишь, одна-две "догмы" сразу же и рушатся. И тотчас падкие на сенсации журналисты привычной рукой строчат броские заголовки: "Теория эволюции под вопросом" и "Дарвин опровергнут". Хотя уж кто-кто, а Дарвин тут точно ни при чем. И факт эволюции никто из серьезных ученых под сомнение не ставит. Просто нужно честно признать, что в работе молекулярных систем, отвечающих за обработку генетической информации, очень много неизвестного и непонятного. И каждое новое открытие приближает нас к пониманию того, как на самом деле идет эволюция на молекулярном уровне.

 Пожалуй, из всех скороспелых "абсолютных истин" синтетической теории эволюции с самым громким треском рухнула догма о полной случайности всех наследственных изменений.

Произошло это лишь в последние 10-20 лет, и многие биологи даже не успели еще вполне осознать этот факт. До сих пор и в популярных текстах, и даже в учебниках и научных статьях продолжают встречаться ссылки на "случайность всех мутаций" как на что-то общеизвестное и не подлежащее сомнению. Однако на сегодняшний день твердо установлено, что живая клетка располагает большим арсеналом средств, позволяющих ей контролировать изменения своего генома.

 Вообще-то этого следовало ожидать. Ведь мутации — изменения нуклеотидной последовательности ДНК — являются важным фактором, влияющим на жизнеспособность организмов. И это влияние проявляется не когда-то в отдаленном будущем, а здесь и сейчас — у самого организма или его непосредственных потомков. Если организмы в ходе эволюции могут выработать приспособления, например, для защиты от хищников или болезнетворных микробов или для контроля температуры тела, то почему они не имеют права выработать также и приспособления, позволяющие им контролировать мутации? Никакого теоретического запрета на такие приспособления вроде бы нет, однако биологи-теоретики почему-то довольно долго считали их запрещенными.

 Наверное, дело тут в том, что в большинстве ситуаций единственное, чего хочет добиться организм от мутационного процесса, — это чтобы он шел как можно медленнее или не шел вовсе. В стабильных благоприятных условиях это вполне разумно. Зачем менять свою наследственность, если все и так хорошо? Однако сама жизнь не позволяет долго существовать, совершенно не меняясь. Не идти вперед — значит идти назад.

 Для начала вспомним, чему нас учили в школе на уроках биологии. Главный источник мутаций — ошибки, возникающие в ходе копирования ДНК.

 ДНК в норме состоит из двух комплементарных цепочек нуклеотидов. Нуклеотид А всегда стоит напротив Т, Г — напротив Ц. Пары Г-Ц более прочные, они удерживаются вместе тремя водородными связями, а пары А-Т — только двумя.

Во время репликации (копирования, удвоения) две цепочки разделяются, и на каждой по принципу комплементарности синтезируется новая цепочка, как показано на рисунке. Синтез осуществляется при помощи фермента ДНК-зависимой ДНК- полимеразы. Одна из двух новых цепей синтезируется подряд, без перерывов, потому что направление ее синтеза совпадает с направлением "расплетания" двойной спирали исходной молекулы ДНК. Вторая цепь синтезируется кусочками, задом наперед. Эти кусочки называются "фрагментами Оказаки" (в честь их первооткрывателя, японского молекулярного биолога Редзи Оказаки, пережившего бомбардировку Хиросимы и скончавшегося в 1975 году в 45-летнем возрасте от лейкемии). В итоге получаются две одинаковые молекулы, каждая из двух комплементарных цепей.

  На приведенном рисунке возникла мутация — в правой молекуле напротив одного из гуанинов (Г) случайно встал аденин (А) вместо цитозина (Ц). Скорее всего, эта мутация будет замечена и исправлена специальными ферментами, функция которых как раз и состоит в исправлении подобных ошибок. Починку "неправильных" или поврежденных участков ДНК называют репарацией.

 В нашем примере мутация возникла случайно. Впрочем, постойте. Случайно ли? Она ведь возникла на стыке двух фрагментов Оказаки, а процесс соединения этих фрагментов — некая особая операция, "технологически" отличающаяся от других этапов репликации, расплетания спирали и присоединения комплементарных нуклеотидов. Может быть, в нашей клетке забарахлила система соединения фрагментов Оказаки? А может, она забарахлила не случайно, а потому, что на нее оказал воздействие какой-то внешний или внутренний фактор? А если он внутренний, то клетка, наверное, может как-то контролировать его? А тогда, если хорошенько разобраться, не может ли в конечном счете оказаться так, что сама клетка "отдала команду" осуществить мутацию в данном месте ДНК? Если мы всерьез задумаемся над этими вопросами, то поймем, что было бы крайне удивительно, если бы живая клетка за 4 миллиарда лет эволюции так и не выработала никаких механизмов управления мутационным процессом. Ведь такие механизмы, во-первых, вполне возможны, во-вторых, могли бы оказаться очень полезными.