Неслучайные мутации, закономерный отбор - Эволюционная теория: поиск новых парадигм

Одними из популярных аргументов, призванных поставить под сомнение эволюцию посредством случайных мутаций генов, являются: "теорема о бесконечных обезьянах", "дилемма Холдейна", "кошмар Дженкина", также известного как "аргумент захламления" ("swamping argument"), и "софизм Хойла" (Hoyle's fallacy) - "торнадо на свалке".

Смысл этих аргументов состоит в следующем:

    1. Скорость эволюции при признании модели случайных мутаций будет слишком мала, чтобы объяснять появление новых видов и прошедший эволюционный процесс. Подобно тому, как мала вероятность того, что одна из бесконечного количества обезьян напечатает путем случайного нажатия на клавиши хотя бы одну страницу из "Гамлета" У. Шекспира или путем случайного набора действий включит кофеварку и заварит чашечку кофе. 2. Эволюционно полезные признаки будут нивелироваться (захламляться) последующими мутациями и скрещиванием с особями, не обладающими данным признаком. 3. Появление жизни, клетки и других более сложных систем из более простых составляющих путем случайных событий или мутации генов так же возможна, как после торнадо, пронесшегося по свалке, собрать Боинг 747 из материалов, находящихся на ней.

Одно из решений первой проблемы высказал Р. Докинз, предложивший в работе "Слепой часовщик" понятие "аккумулирующего отбора" (cumulative selection) как антитезу случайному единичному отбору (single-stepselection) [26, с. 45]. Чтобы продемонстрировать его в действии, он разработал компьютерную программу "Weasel program", которая начиная со случайного набора букв взятых из фразы Гамлета "Сдается мне, что оно похоже на ласку" (Me thinks it is like a weasel) "порождала" из исходного набора букв "случайные мутации", формирующие следующие "поколения" и выбирала совпадение близкое к искомой фразе. Программа, благодаря данному аккумулирующему отбору, пришла к искомой фразе за 43 "поколения" [26, с. 45-49].

Во многом сходное решение существует и в эпигенетической теории эволюции, предлагающей понятие "стабилизирующего отбора" ("органического" "косвенного", "совпадающего") [3, с. 100] и обосновывающей концепцию "наследования приобретенных признаков в виде генетической ассимиляции морфозов" [3, с. 102].

Согласно данной теории, стабилизирующий отбор - это новые условия среды, создающие относительно устойчивую траекторию развития морфозов (нетипичных фенотипов) в онтогенезе, которая направляет и сокращает изменчивость в популяции и закрепляется генетической ассимиляцией данных морфозов. Д. Л. Гродницкий отмечает, что сторонники синтетической теории считают необходимым для возникновения генетической изменчивости, достаточной для эволюции, либо высокую численность популяций, либо несколько сотен поколений. Но исследования Г. Х. Шапошникова показывают, что генетическая ассимиляция морфоза при партеногенезе достижима в условиях лабораторного опыта для небольшого числа особей в течение 10-15 поколений [3, с. 102]. Это говорит о наличии направленности генетической ассимиляции или аккумуляции признаков.

Данный подход позволяет решить вторую проблему - нивелирование полезных признаков. По словам Д. Л. Гродницкого сторонники синтетической теории предлагают решить данную проблему апелляцией к тому, что вероятность повтора случайных событий достаточно велика в очень больших популяциях. По мнению исследователя, данный аргумент не может быть принят, так как чем больше численность, тем меньше вероятность встречи партнеров, обладающих сходными генотипами. В связи с этим "геносочетание, допускающее селективно выгодное проявление скрытой рецессивной мутации, будет разрушено в первом же поколении потомства: новые адаптивные признаки должны исчезать, едва появившись"[3, с. 105].

Эпигенетическая теория эволюции подтверждает ранее изложенные взгляды Л. С. Берга о номогенезе как эволюции на основе закономерностей, которые захватывают одновременно массы особей, а не уникальных индивидов. Поэтому "кошмар Дженкина" может быть решен номогенетической и эпигенетической теориями, так как, согласно Д. Л. Гродницкому, встреча разнополых особей, обладающих одним морфозом, не является маловероятным событием, поскольку морфоз формируется не случайно и присутствует одновременно у многих особей популяции [3, с. 104-105].

Интерес с точки зрения понимания "механизмов" эволюции также представляют такие явления, как альтернативный сплайсинг и экзаптация, "идущие в обход" или дополняющие генетические мутации. В частности, "альтернативный сплайсинг" обозначает явление, при котором из одного кодирующего фрагмента гена может быть получено несколько разных белков благодаря редактированию "первичного транскрипта", или Пре-мРНК (precursor m RNA, pre-mRNA), состоящей из экзонов - смысловых частей и "бессмысленных" - интронов. Это создает своеобразную полисемантичность ДНК, позволяющую повышать адаптируемость организма без изменений структуры генов. Исследования показали, что чем сложнее вид, тем выше явление альтернативного сплайсинга и что, возможно, именно оно, а не усложнение структуры гена, и лежит в основе усовершенствования видов. Как отмечает Е. Б. Наймарк, сплайсинг дает в полтора - два раза большую скорость накопления новых вариантов, чем прямые мутации генов. Например, человек, при огромной разнице в строении и способностях, отличается от мыши всего на один процент белок-кодирующих генов. Достигается это именно через вариации с кодированием белка, реализующиеся при альтернативном сплайсинге [8,13].

Похожие статьи




Неслучайные мутации, закономерный отбор - Эволюционная теория: поиск новых парадигм

Предыдущая | Следующая