Ссылки для упрощенного доступа

logo-print

Наука: альтернативные теории эволюции – почему так популярен неоламаркизм


Ирина Лагунина: Сегодня в научной рубрике мы продолжаем разговор о так называемых "альтернативных теориях эволюции". Одним из самых популярных среди этих учений является неоламаркизм. Он уходит корнями глубоко в историю науки, но получил новое распространение благодаря открытиям биологов в конце ХХ века. Почему так произошло, объясняет ведущий научный сотрудник Палеонтологического института РАН Александр Марков. С ним беседует Ольга Орлова.

Ольга Орлова: Что такое был ламаркизм в своем первичном виде и как это учение существует сегодня в виде неоламаркизма?

Александр Марков: Все знают прекрасно, что Ламарк выдвинул свою эволюционную теорию за несколько десятилетий до Дарвина в первой половине 19 века. И теория Ламарка основывалась на двух идеях. Первая – это общепризнанная идея о наследовании приобретенных признаков, о наследовании результатов упражнения, не упражнения органов. Это, по-видимому, не Ламарк придумал - это был такое общее мнение на тот момент. Этим он объяснял адаптивный характер эволюции, то есть почему организмы приспособлены к своему образу жизни, к своей среде. Но этого было недостаточно, чтобы объяснить прогрессивную направленность. Ламарк понимал, что эволюция шла от простого к сложному.
Как может получиться новый орган за счет упражнения. Упражнять можно только тот орган, который уже существует, а чтобы новый появился, нечего упражнять. Поэтому Ламарк вводит еще одну движущую силу в свою теорию – принцип градации. То есть фактически он постулировал, что живым существам присуще некое внутренне стремление к совершенству, некая сила. Вот так же Ньютон в свое время постулировал существование гравитации, за что его критиковали в свое время, что он придумывает сущности. Ньютон придумал гравитацию, оказалось, что гравитация существует в реальности, а Ламарк придумал градацию, которая в реальности, как впоследствии выяснилось, не существует. Но идеи Ламарка оказались живучи.
Собственно сам Дарвин признавал, у него не было оснований отрицать наследование приобретенных признаков. Поэтому Дарвин допускал, что приобретенные признаки, результаты упражнений, не упражнений могут наследоваться. Что касается принципа градации ламарковского, то он его отверг, в этом была основная заслуга Дарвина. Потому что Дарвин понимал, что это некая сущность существования, которую либо нужно доказывать экспериментальным путем, либо пытаться обойтись без нее. И Дарвин придумал прекрасный способ, как обойтись без градации. Потому что естественный отбор, наследственность, изменчивость – вот объяснение адоптивного и прогрессивного характера, это объяснение появления новых органов. Главное, что это не какая-то дополнительная сущность.
Естественный отбор - это не гравитация, это нечто такое, что можно потрогать руками, буквально воспроизвести в эксперименте. Любой английский дворянин того времени занимался либо селекцией голубей, либо собак, либо лошадей. Это было у всех на глазах, каждый прекрасно видел, что путем отбора можно вывести новую породу достаточно быстро. Когда Дарвин сказал: посмотрите, в природе должно произойти то же самое, потому что все организмы размножаются в геометрической прогрессии, выжить все потомство не может, кто-то умирает. А кто умирает? Безвыборочно, случайным образом? Наверное, нет, наверное, умирают те, кто менее приспособлен и получается та же самая селекция, которую вы, дорогие сограждане, проводите в псарнях, овчарнях, она естественным образом должна происходить в природе. Это, конечно, всех ученых, и естествоиспытателей, и обычную образованную публику устраивала гораздо больше, чем непостижимая градация, постулируемая Ламарком.
В начале 20 века Август Вейсман стал проверять, наследуются ли признаки или нет, может ли взрослый организм влиять на наследственность своих потомков. Всем известны опыты с отрубанием хвостов. Если крысе отрубать хвосты в течение многих поколений, у нее бесхвостые крысята рождаться не начинают. Это травматическое изменение, может быть не наследуется, а что-то другое наследуется. Были и другие опыты, например, пересаживали яичники от черной мыши в белую мышь. И смотрели, какие получатся крысята. Если организм может влиять на свою наследственность, то белая мышь должна передать в яйцеклетке черной мыши информацию о своем фенотипе, и потомство должно нести какие-то признаки белой мыши, в которую пересаживали яичники. Оказалось, что ничего подобного, потомство наследует только те признаки, которые были у черной мыши, у которой взяты яичники. И никакого влияния фенотипа на генотип черной мыши выявлено не было. И масса других было опытов. То есть в общем случае Ламарк был не прав, и все научное сообщество было неправо в начале 19 века, когда считало, что приобретенные признаки таким образом могут наследоваться.

Ольга Орлова: А как же тогда учение Ламарка, в каком виде существует сегодня?

Александр Марков: Сейчас благодаря процессу молекулярной биологии, мы стали больше знать всяких подробностей о работе наследственного аппарата, работе клетке, о тех изменениях, которые могут происходить с ДНК, РНК, белков и так далее. И оказалось, что живая клетка чрезвычайно сложно устроена, там колоссальное сложности процессы происходят. Действительно среди этих процессов есть такие, которые теоретически могут обеспечить в некоторых случаях нечто похожее на наследование по Ламарку. Конечно, просто упражнение какой-либо мышцы в течение жизни, оно никак не может передаться по наследству. Но вот, скажем, вирусная инфекция может передаться. Если мать, допустим, заразилась вирусом, если этому вирусу удалось встроить свой геном в яйцеклетку, или она может заразить во время беременности плод этим вирусом, ребенок рождается с этим вирусом, вмонтированным в его геном, то есть вроде как приобретенный признак унаследован.
Есть другие механизмы. Есть механизм обратной транскрипции - переписывание информации с РНК на ДНК. Согласно центральной догме молекулярной биологии информация движется только в одну сторону от ДНК на РНК, от РНК к белкам. То есть в ДНК записана структура белков, она переписывается на РНК, а в матрице РНК уже синтезируется белок и в обратную сторону уже информация не движется. То есть изменения, произошедшие с белками, не могут быть переданы и записаны обратно в ДНК. В общем случае не могут. Но есть обходные пути, практически никогда не используются живыми организмами. По-видимому, это просто нецелесообразно в большинстве случаях.

Ольга Орлова: И тем не менее, эти открытия молекулярных генетиков, получается, послужили импульсом для воскрешения идей Ламарка.

Александр Марков: Отчасти да, возник такой молекулярный ламаркизм. Но что это такое на самом деле? Это же не опровержение дарвинизма - это небольшое интересное дополнение к имеющимся представлениям, которые вряд ли могут играть какую-то очень ключевую роль в эволюции.

Ольга Орлова: То есть опять усложнение картины.

Александр Марков: Усложнение. Что важно еще сказать по поводу неоламаркизма и альтернативных теорий. Часто в эволюции происходит процесс, который внешне напоминает ламарковское наследование. Я хочу сказать, что обычная дарвиновская эволюция может порождать видимость эволюции по Ламарку. Это особенно выражено у животных со сложным поведением. Эта идея, она называется принцип Болдуина. Ее придумали в конце 19 века. Идея очень простая: изменившееся поведение создает новые направления отбора и морфологическая эволюция нашего тела может начать следовать за изменившимся поведением. И получается видимость эволюции по Ламарку. Что я хочу сказать? Появляется в экосистеме какой-то хищник, от которого жертвам можно спастись, только забравшись на дерево. И вот какой-то вид, например, который редко забирался на дерево, допустим, млекопитающие, обезьяна какая-нибудь, просто потому что она умная, она спасается на дереве. Они учатся в течение жизни, что когда появляется этот хищник, нужно залезать на дерево. Сначала они учатся в течение жизни, кто не успел научиться, того съедают. И если эта ситуация продолжается из поколения в поколение, то это традиция залезать на деревья при виде хищников, она сначала будет передаваться как культурная традиция, обезьяны будут учиться друг у друга, никаких пока изменений генома нет. Но если они из поколения в поколение залезают на деревья при виде этого хищника, то у них изменяется вектор отбора. Будут получать преимущества с точки зрения отбора те, кто быстрее учится залезать на дерево и те, кто ловчее залезают на дерево. Они таким образом, изменив свое поведение, изменив свою культуру, изменяют и направление естественного отбора и тем самым задают осмысленное направление отбора. Это получается не в какую-то случайную сторону эволюция идет - это они сознательно придумывают, стали учить друг друга и автоматически получается отбор на умение быстро учиться, на умение быстро залезать. Со временем у них может возникнуть врожденный инстинкт залезать на дерево при виде этого хищника за счет естественного отбора, и у них могут возникнуть соответствующие когти, руки, ноги изменятся таким образом, чтобы им было удобнее залезать на деревья. И у внешнего наблюдателя полное впечатление, что идет эволюция по Ламарку. Вот они тренировались, залезали и вот эволюция пошла так, что они стали более приспособленными к этому залезанию на деревья. То есть видимость ламарковская, механизм дарвиновский - это называется эффект Болдуина.
У людей типичный пример с молоком. Вообще у млекопитающих только грудные детеныши могут переваривать молочный сахар лактозу, у них для этого вырабатывается специальный фермент. Когда детеныш подрастает, этот фермент перестает вырабатываться, потому что взрослые млекопитающие молока не пьют, для них производство этого фермента - это просто лишняя трата ресурсов, невыгодно. Так же было у человека. Но когда люди начали заниматься животноводством, у некоторых народов появился обычай пить молоко взрослыми людьми. Изменилось поведение, они стали тренироваться пить молоко.

Ольга Орлова: И фермент стал вырабатываться вновь.

Александр Марков: Время от времени появляются мутанты не только у людей, в любой популяции млекопитающих, у которых этот механизм выключения производства фермента не срабатывает и фермент продолжает вырабатываться у взрослых. Если взрослое животное молоко не пьет, это вредно для него, небольшой, но вред. Но отбору достаточно небольшого вреда, чтобы отсеять эту мутацию. Если взрослые люди пьют молоко в какой-то культуре, в какой-то цивилизации, то такие мутанты получают преимущества, они лучше питаются, они сильнее, крепче.

Ольга Орлова: В какой-то момент они становятся не мутантами, а наоборот, их становится больше.

Александр Марков: И численность этих мутантов начинает расти, они постепенно вытесняют всех остальных людей. У человека не дошло до полной фиксации этой мутации, но она широко распространена только у тех народов, у которых было принято пить молоко сырое. У которых народов не было традиции молочного животноводства, у тех как у китайцев, например, стопроцентная непереносимость молока сырого у взрослых людей. Это типичный эффект Болдуина: люди начинают тренироваться пить молоко, и эффект этой тренировки посредством абсолютно дарвиновского механизма фиксируется в геноме.

Ольга Орлова: И здесь научная основа неоламаркизма очень хорошо видна.
XS
SM
MD
LG