Полная версия
Там, где начинается жизнь. Книга 2. Информация. Идея. Вечность
Порядок есть подразделение классов, вводимое для того, чтобы не разграничивать роды в числе большем, чем их легко может воспринять разум.
Карл Линней
Приступая к рассмотрению механизмов, необходимых для формирования новых видов, сразу сталкиваешься с вопросом, на который наша наука пока не может (или не хочет) найти ответа: «Почему (зачем) живая Природа создала такое гигантское разнообразие видов ныне существующих живых организмов и еще большее количество видов, живших в прошлом?» По подсчетам ученых на планете Земля обитает 8 700 000 разных видов живых организмов, но на самом деле эта цифра значительно меньше их реально существующего количества70.
В будущем, согласно официальным научным данным, нам предстоит открыть, описать и внести в существующие классификации еще не менее 86 % обитателей суши и 91 % жителей океанских глубин.
Прежде чем продолжать наш разговор об эволюции, давайте вспомним о том, что мы называем видом и родом, чем они отличаются друг от друга и что принято считать механизмами образования новых видов.
Объясняя происхождение новых видов и приводя примеры их образования, в ученой среде не принято подчеркивать то обстоятельство, что «вид», который мы чаще всего выбираем в качестве примера эволюции, занимает в современной классификации живых организмов всего лишь одну из самых нижних строк (в таблице приведены 8 основных уровней организации живых организмов, а в полной таблице их 35).
Иерархия биологической систематики основных таксонометрических рангов
Растения
Животные
8
Домен
Домен
7
Царство
Царство
6
Отдел
Тип
5
Класс
Класс
4
Порядок
Отряд
3
Семейство
Семейство
2
Род
Род
1
Вид
Вид
Ниже вида находятся только подвиды, которые могут иметь разные наименования (сорта, породы, расы и пр.), а выше расположены рода, в которые объединяются родственные виды.
Вид (англ. «species»71) живого организма важен для рассмотрения, потому что именно он является основной единицей систематики. К нему (виду) относятся организмы, имеющие общие функции, некоторые особенности жизни72, общее происхождение, а также то, что они занимают аналогичные ареалы73.
В свою очередь, род представляет собой основную надвидовую (то есть выше вида) категорию. Близкие рода объединяются в семейства.
Основное расхождение, существующее между этими тремя категориями, заключается в различиях, которые присутствуют в их генетическом аппарате. Подвиды, относящиеся к одному виду, обычно похожи друг на друга, имеют небольшие расхождения в морфологии, следовательно, такие же небольшие несоответствия существуют и в их геномах.
Разные подвиды способны к свободному скрещиванию, в результате которого может появляться здоровое плодовитое потомство.
Разными подвидами, относящимися к одному самостоятельному виду, являются, например, породы собак, а вид в целом носит название «собака домашняя» (Canis familiaris), и, в свою очередь, относится к роду «волки» (Canis), включая всем известного представителя волка (Canis lupus). Большинство выращиваемых сортов (подвидов) яблонь относится к виду «яблоня домашняя» (Malus domestica), а вот разные виды яблонь (которых сегодня насчитывают 62!) относятся уже к роду «Яблоня» (Malus) семейства Розовые Rosáceae).
Если любые подвиды при снятии любых ограничений (географических, климатических и пр.) способны образовывать свою единую популяцию, то отдельные виды (уже не близкородственные) отличаются тем, что произошедшие геномные изменения чаще всего не дают их представителям возможности свободно скрещиваться, но это правило имеет свои исключения74.
Сегодня мы знаем, что для появления новых видов живых организмов, существует несколько необходимых факторов. Большое значение, согласно синтетической теории, имеет географический фактор, когда происходит разделение различных популяций одного вида растений или животных, и каждая популяция, оказавшись географически отделенной от другой, идет по своему собственному эволюционному пути. В этом случае изоляция является не только географической, со временем она становится «генетической». Постепенно в геноме каждой из популяций накапливаются изменения75, которые с течением времени и приводят к появлению двух самостоятельных видов вместо двух популяций одного вида76. Изолированию популяций способствуют горные хребты и массивы, возникающие в результате геологической активности, разрушение форм рельефа, отступание морей и изменения береговых линий, появление пустынь, дрейф материков, периоды оледенений и еще многое другое. Бóльшая часть этих изменений происходит на протяжении значительного периода времени, исчисляемого миллионами лет.
Мы знаем, что после ледникового периода ареал распространения обыкновенного ландыша (Lilium convallium77) был разделен, в результате чего сформировались как минимум три различных его разновидности, которые ученые-ботаники предлагают выделить в самостоятельные виды. Этими вновь появившимися видами являются ландыш майский (Европа, Кавказ), ландыш Кейзеке (Азия) и ландыш горный (США). При этом все они по-прежнему остались разновидностями ландыша, не похожими на любой другой цветок, а значит, не вышедшими за границы своего рода «Ландыш», семейства «Спаржевые». Увидев каждый из этих цветов, даже не сведущий в биологии ребенок скажет, что это именно ландыш, а не какое-либо другое растение, ну а мы с вами заметим, что морфологические особенности и отличия каждого из выделяемых видов выражены слабо.
Если учесть, что географическое разделение ландыша произошло, скорее всего, 2,6 млн лет назад, можно увидеть, что в своей дальнейшей «персональной» эволюции ландыш не продвинулся далеко вперед. В то же время ученые-ботаники так до сих пор не сошлись во мнении, считать эти разновидности ландыша отдельными видами или же рассматривать их как подвиды, относящиеся к одному и тому же виду «обыкновенный ландыш».
Здесь необходимо подчеркнуть, что даже в современной науке нередко существуют серьезные разногласия на тему того, к чему отнести тот или иной изучаемый экземпляр растения или животного. Является ли он всего лишь подвидом (сортом) или же его можно классифицировать как самостоятельный вид. Согласитесь, стоит задуматься над тем, являются ли вьюрки Дарвина самостоятельными видами или это всего лишь породы (то есть подвиды) одного единого галапагосского вьюрка? Однако в данном вопросе нам никогда не добиться «справедливости», поскольку если мы признаем их подвидами, то теоретическое здание, описывающее образование новых видов, если и не рухнет, то заметно пошатнется.
Необходимо добавить, что для скрещивания различных видов растения находятся в более выгодном положении, чем представители земной фауны. У растений существует такая разновидность мутаций, при которой происходит кратное увеличение хромосомного набора (двух-, четырех- или восьмикратное), и по этой причине появляющиеся новые гибридные формы растений, имея в своем распоряжении несколько хромосомных наборов, оказываются способными давать потомство путем самоопыления, хотя в природе такое явление встречается не очень часто.
Считается, что разделение двух самостоятельных видов до такого состояния, когда разница в генетическом наборе делает их скрещивание невозможным, происходит не ранее чем через 3 млн лет, однако в случае нужды эти эволюционные изменения могут быть скоротечными, то есть способными происходить в течение считанного количества поколений.
Необходимая для появления новых особей «изменчивость» должна сопровождаться значительными изменениями, которые происходят на уровне больших групп генов, затрагивающими уровень хромосом. Этот феномен носит название генетической революции и может быть одним из примеров формирования уже не только78 новых видов, но также и родов и так далее.
Синтетическая теория предоставила нам несколько вариантов или гипотез видообразования. Рассмотрим ту, что считается «классической»: организм A путем постепенного накопления мутаций, возникающих в его геноме в силу различных обстоятельств, способен превращаться в организм B, который будет являться представителем уже другого вида живых организмов79.
Тогда в результате скрещивания организмов A и B, которые уже относятся к разным видам, можно предположить рождение организма С, являющегося представителем следующего вида, однако это предположение не соответствует реальной картине.
Известно, что бо́льшая часть видов генетически изолирована – представители одного вида не могут скрещиваться с представителями другого.
Если бы это было не так, то вероятность появления Homo sapiens была бы равной нулю, поскольку в этом случае Природа попросту захлебнулась бы в гигантском количестве смешанных, «метисных» форм жизни.
Невозможность скрещивания различных видов живых организмов объясняется тем, что в их геномах может оказаться разное количество хромосом, а для полноценного размножения необходимо, чтобы каждая хромосома одного организма (материнского) имела свою пару80 (своего «двойника») в другом организме (отцовском).
Животным наиболее генетически близким к человеку является шимпанзе. Разность в наследственном аппарате между шимпанзе и Человеком разумным составляет не более 1 %, но скрещивание людей и обезьян невозможно по той причине, что хромосомный набор человека принципиально отличается от генома шимпанзе именно разностью в количестве хромосом, пусть даже и на одну пару. В геноме человека находится 46 хромосом, а у человекообразных обезьян – шимпанзе, гориллы и орангутана их 48.
Даже если в случае близкого родства (родственные виды) скрещивание является возможным, как исключение из общего правила, его результатом будет появление особей, которые уже не будут способны к дальнейшему размножению. Именно таким образом Природа защищает себя от «генетического хаоса» и предоставляет самой себе шанс для появления Человека.
Примером животных-гибридов являются всем известные мулы, которые представляют собой результат скрещивание самца осла и кобылы, а вот лошак является, наоборот, гибридом самца-жеребца и ослицы.
На самом деле гибридов животных много, но большая их часть является результатом вмешательства человека в естественные природные связи. Так, например, лигр является помесью льва и самки тигра, зеброид – помесью зебры и осла или лошади, а уникальный яглион представляет собой помесь самца ягуара с самкой льва. Многие гибриды имеют длительную историю, например бифало (помесь коровы и бизона), который известен еще с 1800 года.
Тем не менее бывают случаи, когда устойчивые гибриды содержатся не только в клетках зоопарков, но и обитают в дикой природе. Считается, что разделение койотов и североамериканских лесных волков произошло, по меркам эволюции, совсем недавно, где-то около 200 тыс. лет назад81. И так как эта американская разновидность волков и койотов имеет в своем геноме по 78 хромосом, они способны скрещиваться друг с другом.
В результате около 90 лет назад на Американском континенте появились койволки, которые оказались способны к самостоятельному размножению. Ученые выяснили, что они размножаются даже интенсивнее, чем волки и койоты по отдельности, а вот от своих европейских сородичей североамериканские волки эволюционно отделились гораздо раньше (не менее 1 млн лет82) и скрещивание между ними уже невозможно.
Если же более внимательно рассмотреть происходящие в природе изменения, то можно легко заметить, что практически все случаи, которые обычно приводятся как примеры и доказательства эволюционного видообразования, достаточно часто, если не сказать всегда, не выходят за рамки банальной изменчивости. В результате этой изменчивости мы и наблюдаем появление новых видов животных и растений, которые находятся в пределах одного рода, но не более того.
4
Порядок
Отряд
3
Семейство
Семейство
2
Род
Род
1
Вид
Вид
Одним из парадоксов сложившейся ситуации является то, что формирование новых родов и семейств требует куда более сложных и кардинальных трансформаций генома, чем просто рядовая изменчивость. На сегодняшний день стало очевидным, что даже при формировании новых видов живых организмов происходят изменения, затрагивающие уровень хромосом, которые и являются препятствием для межвидового скрещивания (как я показал это на примере Человека разумного и шимпанзе, разница в геномах, у которых не превышает 1 %). При формировании нового рода изменения также происходят на уровне хромосом, но при этом они должны быть значительными, существенными, фундаментальными. Таким образом, в случае появления нового рода разговор идет о важных хромосомных перестройках.
Тем не менее известно, что подавляющее большинство мутаций такого масштаба, как правило, являются негативными и даже летальными (приводят к гибели потомства). Придать будущему организму даже самые минимальные положительные свойства, улучшающие их адаптацию, способны лишь не более 0,1 % или даже 0,01 % из общего количества данного вида мутаций.
Еще один парадокс данного явления заключается в том, что в данном случае мы говорим о тех изменениях, которые происходят в результате одной случайной хромосомной мутации, но чтобы появились новые рода и семейства требуется не одна, а множество мутаций. Эти мутации ни в коем случае не являются разовыми, а протекают последовательно и целенаправленно на протяжении длительного периода времени, исчисляемого не просто миллионами, а десятками миллионов лет, что еще и еще раз подтверждает их существующее информационное сопровождение.
Для того чтобы крохотное существо, напоминающее современных землероек весом не более 5 г, но уже кормящее своих малышей грудным молоком, превратилось в Человека разумного, потребовалось не менее 210 млн лет постоянных и последовательных хромосомных мутаций, которые нам до сих пор почему-то пытаются преподнести как «случайные» и «бессистемные». Именно эти мутации, которые происходили на протяжении этого огромного периода времени, шли по пути образования новых видов, родов, семейств и отрядов животных, а значит по пути, что привел в итоге к появлению рода Homo, в котором Человек разумный остался в вынужденном «космическом» одиночестве.
Глава 6. Дарвин и дарвинизм
…о великом Чарльзе Дарвине. Почему человек, который в глазах всего мира стал «иконой безбожия», по образованию был бакалавром богословия? Действительно ли он доказал, что «человек произошел от обезьяны»? И еще о том, был ли Дарвин атеистом.
§ 1. Детство, отрочество, юность
«Нельзя себе представить возникновение этой красивой и дивной Вселенной с населяющими ее сознательными существами, как результат простой случайности – этот факт является для меня главным доказательством в пользу допущения существования Бога…».
«…так понемногу закрадывалось в мою душу неверие, и в конце концов я стал совершенно неверующим. Но происходило это настолько медленно, что я не чувствовал никакого огорчения и никогда с тех пор даже на единую секунду не усомнился в правильности моего заключения. И в самом деле, вряд ли я в состоянии понять, каким образом кто бы то ни было мог бы желать, чтобы христианское учение оказалось истинным; ибо если оно таково, то незамысловатый текст [Евангелия] показывает, по-видимому, что люди неверующие – а в их число надо было бы включить моего отца, моего брата и почти всех моих лучших друзей – понесут вечное наказание. Отвратительное учение!»
«…более правильно описать состояние моего ума как агностическое».
На первый взгляд может показаться, что приведенные выше высказывания принадлежат трем разным людям, имеющим абсолютно различное мировоззрение, но это не так. Все они написаны одним и тем же человеком, правда, в разные периоды его жизни, и этим человеком является Чарльз Роберт Дарвин. Но, возможно, какое-то из этих высказываний ему приписано?
Нет, все три утверждения действительно принадлежат перу Чарльза Дарвина и являются абсолютно подлинными. Тогда получается, что на протяжении своей жизни автор этих суждений несколько раз менял свое отношение к религии? Приступая к рассмотрению теории эволюции, носящей имя Дарвина, мне хотелось бы начать с описания сложной и многогранной личности самого сэра Чарльза, вокруг которой существует неимоверное количество самых разнообразных мифов, и поэтому я, прежде всего, постараюсь отделить эти мифы от реальности, чтобы расставить все имеющиеся биографические факты по своим местам.
Почему я начал изложение с отношения самого Чарльза Дарвина к религии? Потому что существует устойчивая и пагубная традиция представлять дарвинизм как доказательство окончательной победы науки над религией, что стало бы возможным в случае его предвзятой и однобокой трактовки. Один из доныне существующих мифов утверждает, что Дарвин, автор теории «освобождения человеческого разума от Бога», был убежденным атеистом, как и его отец, брат и дед. Кто-то, напротив, заявляет, что он был не просто верующим, но и «воцерковленным83» человеком, в число друзей которого входили священники и епископы, а сам ученый в старости принимал активное участие в жизни своего церковного прихода в графстве Кент. При этом каждая из противоборствующих сторон убежденно оперирует своими мифами в подтверждение собственной правоты. Так каким же человеком был на самом деле автор труда о происхождении видов? Можем ли мы позволить себе стереть немного позолоты с величественного памятника создателю теории эволюции?
Биографию Чарльза Дарвина действительно можно назвать неординарной: она сама по себе вызывает интерес. Пожалуй, большинству людей известны только два события из его жизни: это путешествие вокруг света на паруснике «Бигль» и изданная в 1859 году книга «Происхождение видов путем естественного отбора». Жизнь и научная деятельность Дарвина уже достаточно хорошо изучена и частично опирается на автобиографию, из которой некоторые не вполне чистоплотные популисты черпают необходимые им факты, вырывая их из контекста повествования и присовокупляя к ним «удобные» для них мифы и легенды.
Такой популярности Чарльза Дарвина даже в наше время может позавидовать любой модный писатель или известный актер. Его именем названо целое направление в науке – дарвинизм (немногие ученые удостоены такого признания). В честь Дарвина получили свое название город на севере Австралии, одно растение, восемь животных и шесть географических наименований, среди которых гора на Огненной Земле и вулкан на Галапагосских островах. Даже на Луне и Марсе есть кратеры, названные в его честь!
Итак, Чарльз Роберт Дарвин родился 12 февраля 1809 года в Англии неподалеку от города Шрусбери (графство Шропшир), расположенном на берегу полноводной и красивой реки Северн, в поместье своего отца под названием «Маунт Хаус»84. Начавшийся 1809 год в Европе был неспокойным. После нескольких сражений, проходивших с переменным успехом, император Наполеон окончательно разбил австрийские войска и занял Вену. Армия Российской империи успешно воевала со шведами и, двигаясь по льду Ботнического залива, захватила Аландские острова, выйдя к побережью Швеции. Британцы подавили очередное восстание в Индии, в восточной Пруссии в Кенигсберге был распущен тевтонский орден, велась шестилетняя война между Россией и Турцией не в пользу последней85, но в самой Британии пока было относительно спокойно.
Чарльз был пятым ребенком среди шестерых детей в состоятельной семье врача Роберта Дарвина, которого биографы Чарльза весьма уклончиво называют «финансистом». На самом деле, помимо своей врачебной практики, он был богатым ростовщиком и при этом человеком передовых взглядов, а кроме того, и убежденным атеистом. В возрасте восьми лет Чарльз потерял мать, и детей этой многочисленной (по нынешним меркам) семьи воспитывал отец. Все биографы сходятся во мнении, что школу будущий ученый окончил с весьма посредственным аттестатом. Если педагог или предмет нравились Чарльзу, он достигал успехов в его изучении, а если нет, то учился неважно и потому считался неспособным учеником. Хуже всего дела обстояли со словесностью и языками.
Интересно, что будущий гуманист, любитель и знаток природы в молодости был страстным охотником, и именно охоту его близкие считали главной причиной плохой успеваемости в школе. Чарльз любил гулять и даже начал с увлечением собирать коллекцию бабочек.
После окончания гимназии (с весьма скромными результатами) Чарльз вместе со своим братом Эразмом отправляется в Эдинбург, чтобы получить там, как и его отец, диплом медика, но очень скоро выяснилось, что врача из Чарльза не получится. Во-первых, как оказалось, он панически боялся крови и не мог переносить даже вида хирургических операций, а во-вторых, в университете он занимался всем, чем угодно, но только не медицинскими науками. Молодой Дарвин изучал таксидермию, анатомию и физиологию беспозвоночных, геологию, классификацию растений, ходил на лекции по естественной истории, а также посещал различные курсы других естественных наук. Все закончилась тем, чем и должно было закончиться: систематического образования по медицине или биологии Чарльз не получил, как, собственно, и диплома медика.
Смирившись с мыслью, что сын не станет помощником в его практике, Роберт Дарвин принимает несколько необычное для своих убеждений решение: он рекомендует сыну получить религиозное (!) образование и стать священником. Очевидно, отец Чарльза рассчитывал таким образом устроить судьбу своего сына, подыскав ему церковный приход. Ведь имея собственный приход, гарантирующий спокойную и обеспеченную жизнь, тот мог бы предаваться своим «естественнонаучным» увлечениям. Сутана английского протестантского пастора не исключала занятий науками, если вспомнить хотя бы основоположника научной генетики священника и монаха Менделя.
В 1828 году Чарльз Дарвин поступает в колледж Христа Кембриджского университета, который привлекал его еще и тем, что посещение лекций в нем было свободным. Известно, что в этот период будущий богослов страстно увлекся энтомологией. Как «свободный ученик» Дарвин знакомится с профессором ботаники Джоном Стивенсом Генслоу, от которого, по словам самого Дарвина, он многому научился.
Именно Генслоу, к которому Дарвин искренне привязался, порекомендовал своего «коллегу» и единомышленника капитану недавно спущенного на воду бриг-шлюпа «Бигль86» Роберту Фицрою, готовящемуся к длительному морскому путешествию. И вот 22-летний бакалавр богословия Чарльз Дарвин вместо церковного прихода получает приглашение принять участие в кругосветном плавании в качестве корабельного натуралиста без жалования87. Ему предоставлялись койка и питание, как и офицерам этого военного корабля. Что им двигало? Скорее всего, научный азарт исследователя, увлеченность всем, что имело отношение к естественным наукам, особенно к ботанике, зоологии, геологии.
Научные исследования в программу похода этого десятипушечного бриг-шлюпа не входили. Он был послан с определенными военными целями – его основной задачей было гидрографическое обследование и картографическая съемка побережья Южной Америки. Если бы научные изыскания были частью официальной программы экспедиции, то на борт, несомненно, был бы взят авторитетный ученый, а не молодой любитель, богослов, нахватавшийся «верхушек» в биологии и ряде естественных наук. Да и какой ученый-исследователь согласился бы на путешествие длительностью в пять лет.
Кроме этого, если бы Чарльз Дарвин официально входил в состав команды как штатный ученый, его денежное довольствие, несомненно, было бы отражено в смете корабельных расходов. Но известно, что никаких ученых, кроме молодого Дарвина, на борту «Бигля» не было, а средства отца позволяли Чарльзу не беспокоиться об отсутствии жалования.
Плавание «Бигля» продолжалось почти 5 лет (1831–1836), и именно тогда молодой ученый нашел подтверждение уже сложившемуся в науке представлению о том, что условия обитания действительно оказывают влияние на фенотип88 живых существ, и сделал свои первые шаги в разработке теории эволюции. Безусловно, Дарвин не является автором самой идеи эволюции и естественного отбора. Эта идея, как я уже упоминал, существовала до него, но она нуждалась в детальном рассмотрении, подтверждении на уровне научных фактов и, что немаловажно, в систематизации.
