Читать онлайн «Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции». Страница 466

Вот что думал по этому поводу крупнейший российский специалист по генетике развития Леонид Корочкин:

«При экстраполяции данных генетики развития на филогенетические процессы необходимо опираться на следующие факты. Во-первых, онтогенез подчинён определённой цели – преобразованию во взрослый организм – и, следовательно, целесообразен. Отсюда следует целесообразность и эволюционного процесса, коль скоро он зависит от того же самого материала – ДНК. Во-вторых, процесс онтогенеза не случаен, он протекает направленно от стадии к стадии. Всякого рода случайности исключают точную реализацию плана нормального развития. Отчего же эволюция должна основываться на случайностях и идти неведомо куда по «ненаправленному» пути?» (Корочкин Л.И. Онтогенез, эволюция и гены – Природа, 2002, № 7).

Конечно, эволюция не основывается на случайностях и не идёт неведомо куда. Её направляют могущественные силы естественного отбора и биологической работы, которая усилиями каждого организма по выживанию и оптимизации жизнедеятельности в течение многих поколений преодолевает изолированность, инерционность, консервативность механизмов наследственности, приносит эволюционную прибыль, стимулируя тем самым прогрессивное развитие жизни, и обеспечивает целесообразность мобилизационных инноваций. Эффективная биологическая работа создаёт организму более значительные селекционные преимущества, чем случайный набор генов.

Наша критика геноцентризма в теории эволюции отнюдь не означает преуменьшения достижений и перспектив развития генетики. Геноцентризм только тормозит это развитие.

24.5. Генетика и эволюция размножения. Половое размножение, половой процесс и половой отбор

Эволюция способов и форм размножения является одной из сторон, аспектов, ракурсов процесса эволюции живых организмов на этой густонаселённой планете. В этом ракурсе высвечивается немало важных особенностей, которые проясняют и общий ход эволюции.

В начале было бесполое размножение. Не исключено даже, что первоначальным и наиболее примитивным способом бесполого размножения был постоянный обмен фрагментами нуклеиновых кислот на самых различных по величине участках первобытного океана, покрывавшего ещё безжизненную Землю и перемешивавшего в своих бескрайних водах растворённые в нём разнообразные белковые вещества.

Один из авторитетных исследователей генома Ф. Дулитл выдвинул весьма правдоподобную, на наш взгляд, гипотезу о том, что эволюция жизни начиналась с возникновения в «первобытном бульоне» общего генного «коммунального хозяйства, в котором ещё неустоявшиеся клетки активно обменивались фрагментами нуклеиновых кислот. По мере автономизации клеток и возникновения клеточных мембран накопление генетической информации и её упорядочение на основе самоорганизации привело к распаду «коммунального хозяйства» на «индивидуальные хозяйства» одноклеточных организмов, трансформации фрагментов ДНК в гены и к возникновению размножения. Разумеется, таких «коммунальных хозяйств» в первобытном океане возникало множество, и они могли взаимодействовать друг с другом.

Если эта гипотеза верна, каждое «коммунальное хозяйство» огромного числа разнообразных белковых образований, из которых формировались клетки, составляло как бы единый геном, хаотически синтезировавший новые белки. Оформляясь как самостоятельные одноклеточные организмы, клеточные образования «расхватывали» отдельные участки этого генома и, активно обмениваясь фрагментами ДНК и РНК, в результате стихийной самоорганизации трансформировали их в гены, что сделано возможным размножение посредством деления.

В таком случае этот первичный геном как бы многоклеточного ассоциированного предорганизма явился мобилизационным ядром «коммунального хозяйства» формирующихся клеточных структур. Этот геном «размножился» посредством дробления на отдельные клетки, которые, захватив определённые его участки и активно обмениваясь их фрагментами, стали формировать собственные геномы и получили возможность расти и размножаться делением. Начавшаяся же конкуренция между клетками привела к тому, что отбор закрепил наиболее работоспособные с точки зрения регулярного размножения.

Мы не сомневаемся, что профессиональные генетики найдут в таком повороте этой гипотезы массу несуразностей и раскритикуют её в пух и прах. Но не исключено, что другие генетики вскоре решат, что в этом «что-то есть», а затем превратят это в матрицу для дальнейших размышлений и найдут механизмы, посредством которых это могло бы реализоваться.

Такой сценарий возникновения размножения приводит к ещё одному «безумному» предположению. Оно заключается в том, что дробление в истории размножения предшествовало клеточному делению, а дробление оплодотворённой клетки, зиготы, у организмов, размножающихся половым путём, как бы повторяет дробление первичных многоклеточных «коммунальных хозяйств» на отдельные клетки, ставшие, таким образом, способными к делению. Дробление без роста предшествует росту и делению. Тем самым раскрывается новый ракурс биогенетического закона Геккеля. И хотя справедливость этого закона была подвергнута разнообразным сомнениям в эмбриологических исследованиях XX века, современная биология развития, на наш взгляд, лишь фактически подтверждает действие этого закона, раскрывая те видоспецифические особенности, с учётом которых онтогенез повторяет и видоизменяет филогенез.

С момента отделения клеток от многоклеточного «коммунального хозяйства», процесс дробления этого «хозяйства» по-видимому сменился первым и самым древним из видов бесполого размножения – делением клеток надвое (митозом). Деление, в отличие от дробления, требует роста каждой клетки, а рост не может быть осуществлён только за счёт внутренних ресурсов, он требует регулярного притока вещественно-энерегетических ресурсов из пространства за пределами клеточной оболочки.

С началом ресурсного обеспечения клеточных организмов посредством питания обостряется конкурентная борьба между различными типами клеток, происходит жёсткое разделение труда между генотипом и фенотипом, между мобилизационной структурой каждой клетки, обеспечивающей питание и выделение, и мобилизационной структурой, обеспечивающей размножение.

Размножение делением является наиболее консервативным способом размножения, оно проявляет первоначальные истоки размножения как такового, которые заключались в максимально точном копировании исходного образца, максимально точного воспроизведения копией оригинала по возможности без каких-либо поправок и отклонений. На старте эволюции размножения, таким образом, размножение было устроено способом, который по возможности устранял всякую изменчивость, а тем самым – и саму биологическую эволюцию. Деление осталось уделом главным образом одноклеточных организмов – бактерий, амёб, инфузорий и т. д. Не развившие иных способов размножения организмы так и остались одноклеточными, наиболее примитивными организмами, стоящими на низшей ступени эволюции.

Если бы деление обеспечивало абсолютную точность копирования, эволюция застыла бы на уровне одноклеточных организмов.

Однако, в отличие от специализированных соматических и половых клеток многоклеточного организма, у одноклеточных организмов, размножающихся делением, сложилась, как и у любых других организмов, двойная (бинарная) система мобилизационных структур – на генетическом уровне обеспечивающая воспроизведение в потомстве посредством размножения, и на фенотипическом уровне обеспечивающая управление жизнедеятельностью, мобилизацию на биологическую работу по выживанию и оптимизации жизни.

Поэтому изменчивость могла осуществляться также на двух уровнях – на генетическом уровне в результате ошибок копирования, мутаций, наследуемых изменений мобилизационных структур аппарата наследственности, и на фенотипическом уровне, в результате приспособительных изменений характера и содержания биологической работы и соответствующих им изменений организма.

Это означает, что система размножения не обладает монополией на изменчивость, что преимуществами в выживании и оставлении потомства обладают те носители генотипа, которые в жизненном процессе, основываясь на полученном ими генетическом материале или вопреки ему, выработали те или иные преимущества. И так из поколения в поколение, из века в век, из тысячелетия в тысячелетие.

Мутации ненаправлены, они теоретически могут сохраняться в потомстве в своих результатах сколь угодно долгое время и сколь угодно длинное число поколений. Но они сохраняются в потомстве лишь в том случае, если они позволяют эффективно осуществлять биологическую работу, в противном случае они уничтожаются отбором, как только реализуются в фенотипе, вместе со своими носителями, мутировавшими фенотипами.