Одержимый жуками нейронаук по имени Стив Роджерс описывает двух существ - одного элегантного, скромного и воспитанного, а другого - футбольного хулигана. Речь идет о кузнечиках и саранче.
Кузнечик, заметил он, занимается спортом с длинными ногами и крыльями, ходит низко и медленно и обедает в уединении. Саранча торопится на коротких, изогнутых ногах и охотно соединяется с другими, образуя стаи, которые затемняют небо и опускаются, чтобы жевать поля фермера.
Роджерс сказал, что кузнечик и саранча на самом деле являются одним и тем же видом, даже тем же животным, и что, как Джекиллл - Хайд, один может превратиться в другого, тревожно быстро.
По его словам, не все виды кузнечиков (их около 11 000) обладают такой силой морфинга; некоторые из них всегда остаются кузнечиками. Но каждая саранча была и остается кузнечиком - не различным видом или подвидом, а своего рода воронкой, сходящей с ума.
Столкнувшись с признаками нехватки продовольствия, такими как голод или перенаселенность, некоторые виды кузнечиков могут превратиться в часть маниакально социальной саранчи в течение нескольких дней или даже часов после того, как их одинокие состояния кузнечиков станут частью этого бедствия. Они также могут быстро вернуться в свою первоначальную форму.
В наиболее печально известном виде Schistocerca gregaria, пустынной саранче Африки, Ближнего Востока и Азии, эти фазовые изменения (как этот процесс морфинга) происходят, когда переполненность вызывает временный всплеск уровня серотонина, который вызывает изменения в экспрессии генов настолько широко и сильно, что меняет не только поведение воронки, но и ее внешний вид и форму.
Ноги и крылья сокращаются. Незаметная камуфляжная окраска становится заметно яркой. Мозг вырастает, чтобы управлять новым сложным социальным миром животного, который включает в себя тот факт, что если саранча движется слишком медленно среди миллионов своих кузнецов, то ее могут съесть кузнецы, находящиеся непосредственно за ним.
Как это происходит? Что-то случилось с их генами? Да, но - и в этом суть разговора Роджерса - их гены на самом деле не меняются. То есть, они не мутируют и не изменяют генетическую последовательность или ДНК. Ничего не переписывается. Вместо ДНК этого жука - генетическая книга с миллионами букв, которые формируют инструкции по созданию и эксплуатации кузнечика - перечитывается таким образом, чтобы та же саранча стала инструкцией по работе с ней. Даже когда одно животное становится другим, а Джекиллл становится Хайдом, его геном остается неизменным. Тот же геном, тот же индивидуум, но, я думаю, мы все согласны, совсем другое животное.
Почему?
Трансформирование бункера - это экспрессия генов - изменение в том, как гены бункера "экспрессируются", или считываются.
Экспрессия генов - это то, что делает ген значимым, и это жизненно важно для того, чтобы отличать один вид от другого.
Например, мы, люди, разделяем более половины наших геномов с плоскими червями; около 60 процентов - с плодовыми мухами и цыплятами; 80 процентов - с коровами; и 99 процентов - с шимпанзе. Этих генетических различий недостаточно, чтобы создать все наши отличия от этих животных - то, что биологи называют нашим конкретным фенотипом, который, по сути, является узнаваемой вещью, создаваемой генотипом.
Это означает, что мы люди, а не червяки, мухоподобные, куриные, кошачьи, бычьи или чрезмерно похожие на них, меньше потому, что мы несем гены, отличные от генов других видов, чем потому, что наши клетки читают иначе наши удивительно похожие геномы по мере развития от зигот до взрослых. Письменность варьируется, но едва ли так сильно, как чтение.
Возникает вопрос: если просто читать геном по-другому может изменить организм настолько дико, зачем переписывать геном, чтобы он эволюционировал? Насколько важны, на самом деле, реальные изменения в генетическом коде? Всегда ли нам нужны изменения ДНК, чтобы адаптироваться к новым условиям? Есть ли другие способы выполнить эту работу? Преувеличивается ли значение гена как движущей силы эволюции?
Вот уже более двух десятилетий они вызывают горячие споры среди генетиков и других теоретиков эволюции. Поскольку сила экспрессии быстрых генов и другой сложной геномной динамики возрастает, эти вопросы могут (или не могут, по назойливым причинам) начать изменять не только основную эволюционную теорию, но и наше более повседневное понимание эволюции.
