В 1859 году Чарльз Дарвин опубликовал «Происхождение видов» - книгу, которая перевернула представление о происхождении человека. В ней исследователь-натуралист предлагал концепцию эволюции, которая была смелой альтернативой многим гипотезам того времени. В чем же они состояли?
Впрочем, сперва нужно определить, в чем состояла теория самого Дарвина. В ее основе лежала идеи о наследственной изменчивости и естественном отборе. Изменчивость предполагает наличие случайных мутаций при передаче генов от поколения к поколению. Мутации могут быть как вредными, так и полезными. Это и определяет естественный отбор - выживают лишь те организмы, мутации которых позволяют им приспособиться к среде. Накопление случайных мутаций через процесс такого отбора приводит к происхождению разных видов животных. Следует упомянуть еще один важный момент в этом процессе - любые мутации ограничиваются структурой эмбрионального развития. В ходе рассмотрения дальнейших теорий это будет важно. А теперь перейдем к ним.
Упражняем органы
Одна из самых известных альтернатив дарвинизму - ламаркизм. Впрочем, когда эта теория появилась в XVIII веке, Дарвин еще ничего не предложил. Поэтому нельзя сильно упрекать Шевалье де Ламарка за его заблуждения, ведь мыслил он в верном направлении.
Его теория держится на двух взаимосвязанных идеях. Первая - наследование приобретенных признаков. Вторая - упражнение и неупражнение органов. Тот орган, который человек или животное используют, увеличиваются в размерах. Который не используют - атрофируется. Речь идет, например, о накачивании мышц, но не только. К этим примерам относятся и мозоли на руках и ногах или загорелая кожа. Соответственно, приобретя эти улучшения своего тела тяжким трудом, человек затем передает их следующему поколению - своим детям.
Таким образом, у всех культуристов или кузнецов должны быть накачанные дети - они такими уже выйдут из утробы матери. А все дети бегунов родятся с мозолистыми ногами. Сюда же отнесем популярное объяснение длинной шеи у жирафа - предки этого животного так отчаянно тянулись к листьям, что передали свои растянутые шеи детям. С одной стороны, данная теория подтверждается наблюдениями в области наследования признаков. Ведь дети кузнецов действительно рождаются с мускулами своих родителей. А живущий в тропиках загорелый народ рождает в конце концов чернокожих детей.
С другой стороны, очень легко увидеть абсурдность этой теории, исходящую из начальных посылок. Не все из приобретенных признаков - улучшения. Как раз напротив, в течение жизни человек приобретает много болячек и повреждений организма. Если бы все они наследовались без разбора, представьте, какими бы рождались тогда дети? Больными и дряхлыми. А если заходить в область эмбриологии, то наследование приобретенных признаков от родителей к детям невозможно в принципе. Накачанные мышцы, мозоли и загорелая кожа не «переводятся» в гены и не зашиваются в ДНК, чтобы потом быть переданными следующему поколению. Это происходит вследствие случайных мутаций, которые закрепляет естественный отбор.
Кроме того, объяснять эволюцию лишь упражнением органов не получается. Есть много органов, которые не смогли бы развиться из простого повторения действий. Например, глаз. Сетчатка состоит из 125 млн фотоэлементов, а ее клетки делятся на три типа. Они развились просто потому, что наши предки много смотрели по сторонам? Упражнение чего происходило в таком случае? Мы уже не будем говорить, что возникновение органов ламаркизм вовсе не может объяснить. Эта теория исходит из неверных логических посылок. Мышцы растут, а кожа грубеет, потому что в них это уже заложено эволюцией. Именно такие признаки отбирались на протяжении миллионов лет. Накачивая мышцы, мы не эволюционируем их - мы лишь задействуем их потенциал.
Нейтральная эволюция
Эта теория несовременна Дарвину, но ее тоже интересно рассмотреть. Нейтрализм был разработан японцем Мотоо Кимурой в конце 1960-х гг. Она говорит о том, что все мутации нейтральны. Данная теория относится к молекулярным изменениям в организме: мы говорим о, например, случайном изменении молекулы гемоглобина. Нейтралисты говорят: мутаций на молекулярном уровне много, а какая молекула выиграет - это дело случая. Вот только вопрос в том, как соотносятся такие изменения с реальными адаптациями организмов к среде. Если в соревновании мутантных молекул гемоглобина выиграла одна определенная и она унаследовалась, то нам от этого не жарко и не холодно. На ее месте могла быть и другая.
Данная теория может быть дополнением к дарвиновской, но никак не ее заменой. Ведь на молекулярном уровне действительно может твориться что угодно. Однако выживание организма определяется адаптацией к среде, а для этого нужны приспособительные средства - такие как глаза, руки, ноги, клювы и т.д. Смогли бы они развиться лишь через случайные изменения разных молекул? Едва ли.
Новое - из ничего
Вернемся в XIX век и рассмотрим современную Дарвину концепцию мутационизма. Ее сторонники, в частности, Гуго де Фриз, утверждали, что главную роль в эволюции играют мутации. Естественный отбор у них был на вторых ролях, тогда как за происхождение видов отвечали взрывные изменения в потомках.
Главная проблема этой теории - что определяет, будет ли мутация хорошей для организма? То есть, поможет ли она ему приспособиться к среде? Давайте определим, как вообще происходят мутации. Полностью случайными их назвать нельзя. Они образуются под воздействием мутагенов: радиоактивных лучей, рентгена, космического излучения или генов-мутаторов. Также некоторые мутации более редкие, чем другие. Например, мутация, ведущая к возникновению болезни Гентингтона (заболевание нервной системы), может появиться у 1 на 200 тысяч людей. Соответственно, при облучении рентгеном это соотношение меняется в меньшую сторону. Есть также «горячие точки» на хромосомах, где мутации происходят очень часто.
Таким образом, мутации подчиняются определенным законам. Они зависят от облучения и «горячих точек». Но есть еще один момент, который связан с ограничениями эмбрионального развития. Вы задумывались, почему, например, у птиц и летучих мышей нет самостоятельных передних конечностей? Как мы видим, у этих животных руки стали крыльями. Но почему тогда не выросла другая пара рук для захвата пищи? Ведь это было бы очень удобно. С точки зрения мутационизма, это могло бы произойти, так как мутации направлены на улучшение вида.
Однако этого не произошло как раз из-за ограничения изначального эмбриона. У млекопитающих и птиц природой не «заложено» внезапное вырастание пары дополнительных конечностей. Это потребовало бы совершенно иной конструкции скелета и мускулатуры. Измениться может только то, что было изначально в конструкции. Справедливости ради, процессы развития эмбриона ученые сами до конца не понимают. Как из одной клетки рождается сложный организм - этот процесс все еще балансирует на грани с чудом. С другой стороны, поскольку мы нигде не видим даже зачатков второй пары конечностей у этих животных, скорее всего это невозможно.
Подводя итог, скажем, что теория мутационизма имеет здравое зерно. Мутации играют большую роль в изменении видов. Другое дело, что нельзя предсказать, насколько адаптивной будет мутация. На улучшение она будет направлена только в одном случае - если в дело вступит естественный отбор, который и отсеит нежизнеспособных мутантов. Творить полный хаос мутациям также препятствует этап эмбрионального развития, на котором возможны изменения только того, что изначально заложено в организме.
Это самые известные альтернативные теории происхождения видов. Как мы видим, во всех из них отсутствует ключевой момент, присущий теории Дарвина, а именно - естественный отбор. Все они говорят о наследовании или изменении признаков тем или иным образом, но игнорируют среду. В конечном счете, именно накапливающий отбор наводит лоск на виды и калибрует сложные организмы, вроде нас с вами.
***
Если вам понравилась статья, вы можете поставить отметку «нравится». Если есть с чем поспорить, пишите в комментарии - мне интересно альтернативное мнение. Также вы можете подписаться на канал. Я пишу материалы о науке, истории и психологии.