Эволюция без окровавленных когтей

Безусловно, Дарвин — самая известная персона из всех ученых-эволюционистов. Однако впервые эволюция как научный факт была заявлена французским биологом Жаном Батистом де Ламарком [Lamarck 1809, 1914, 1963]. Даже Эрнст Майр, главный архитектор современного «неодарвинизма», привнесший его в старую добрую дарвиновскую теорию генетику XX века, признает приоритет Ламарка.

В своем фундаментальном труде «Эволюция и разнообразие жизни» [Мауг 1976, р. 227] Майр писал: «Мне представляется, что у Ламаркагораздо больше прав претендовать на звание основоположника теории эволюции, каковым его и в самом деле почитает ряд французских историков... Он был первым, кто посвятил целую книгу прежде всего изложению теории органической эволюции. Он первым представил всю систему животного мира как продукт эволюции».

Дело даже не в том, что Ламарк изложил свою теорию за полвека до Дарвина. Ламарк описал значительно менее жестокий вариант эволюционного механизма. Согласно его теории, в основе эволюции лежит кооперативное взаимодействие организмов со своим окружением, которое дает возможность различным формам жизни выживать и развиваться в динамичном мире. Ламарк полагал, что организмы адаптируются к своему меняющемуся окружению и затем передают приобретенные ими свойства по наследству. Что интересно, теория Ламарка вполне согласуется с описанными выше современными воззрениями биологов на деятельность иммунной системы.

На теорию Ламарка тут же ополчилась церковь. Его предположение, что человек развился из низших форм жизни, было отвергнуто попами как еретическое. Что касается ученых того времени, они Ламарка попросту высмеяли.

Окончательно дискредитировал теорию Ламарка немецкий биолог Август Вейсман. Чтобы проверить, действительно ли признаки, приобретенные в результате взаимодействия с окружающей средой, передаются по наследству, он отрезал хвосты мышам — самцу и самке и затем скрестил их. Увы, приобретенная родителями «бесхвостость» не передалась потомкам. Продолжая эксперимент, Вейсман получил двадцать одно поколение мышей, и ни одна особь не родилась бесхвостой. В итоге экспериментатор сделал вывод, что представления Ламарка о наследовании признаков ложны.

Но был ли эксперимент Вейсмана проверкой теории Ламарка? По словам автора биографии Ламарка Л. Иордановой, сам Ламарк считал, что «...законы, управляющие живыми существами, ведут к возникновению все более сложных их форм в течение чрезвычайно продолжительных периодов времени» [jordanova 1984, р. 71]. Эксперимент Вейсмана длился всего пять лет. Кроме того, Ламарк никогда не утверждал, что наследуется вообще любое изменение, претерпеваемое организмом. По его словам, организмы «ухватываются» за те или иные признаки (например, наличие или отсутствие хвоста), когда те необходимы им для выживания. Быть может, по мнению Вейсмана, мышам гораздо легче выжить без хвостов, но спрашивал ли он об этом у самих мышей?

Как бы то ни было, бесхвостые мыши Вейсмана подорвали научную репутацию Ламарка. Его теория была ошельмована. В своей книге «Эволюция эволюциониста» Конрад Уоддингтон, специалист по вопросам эволюции из Корнеллского университета, писал: «Ламарк — одна из наиболее выдающихся фигур в истории биологии, и при этом его имя стало едва ли не ругательным. Большинство ученых обречены на то, что их вклад в науку рано или поздно утратит свое значение, но очень мало найдется тех, чьи работы даже спустя два столетия отвергаются с таким негодованием, что иной скептик может заподозрить, нет ли тут чего-то вроде угрызений совести. Говоря откровенно, мне кажется, что к Ламарку отнеслись несправедливо» [Waddington 1975, р. 38].

Эти слова Уоддинггона, написанные им тридцать лет назад, оказались пророческими. Сегодня, под давлением новых научных фактов, теория Ламарка подвергается глубокой переоценке. Вот заголовок статьи в престижном журнале «Сайенс»*: «Не был ли Ламарк в чем-то прав?» [Batler 2000]. Оказывается, тот, кого так долго хулили, не так уж и ошибался, а тот, кого мы привыкли превозносить до небес, не был непогрешим.

* Неоднократно упоминаемые в книге журналы «Сайенс» (Science; «Наука») и «Нэйчур» (Nature; «Природа») — ведущие научные журналы, по своему весу в научном мире намного превосходящие большинство периодических изданий.

Почему в наши дни многие ученые-эволюционисты пересматривают свое отношение к Ламарку? Потому что они не могли не обратить внимание на ту огромную роль, которую играет в поддержании жизни в биосфере сотрудничество! Ученым давно известно о симбиотических отношениях в природе. В своей книге «Чего не видел Дарвин» (Darwin's Blind Spot [Ryan 2002, p. 16]) британский медик Фрэнк Райан приводит пример отношений морских рачков и рыбки гоби: пока рачки собирают пищу, рыбка гоби бдительно охраняет их от хищников. Другой пример из его книги — рак-отшельник, таскающий на своей раковине розовую анемону: «Рыбы и осьминоги были бы не прочь полакомиться раком-отшельником, но, как только они приближаются к нему, анемона выбрасывает им навстречу свои ярко окрашенные щупальца, усеянные микроскопическими ядовитыми жалами, заставляя горе-охотников искать добычу где-нибудь в другом месте». Эти отношения выгодны и агрессивной анемоне: она не только ездит на раке-отшельнике, но и питается остатками с его стола.

Современные представления о сотрудничестве в природе идут гораздо дальше подобных легко наблюдаемых явлений. «Биологи начинают все отчетливей понимать, что живые организмы эволюционировали совместно с различными микроорганизмами, необходимыми им для здоровья и нормального развития, и продолжают вести с ними совместное существование», — говорится в недавней статье из журнала «Сайенс», озаглавленной «"Маленькая" помощь наших маленьких друзей» [Ruby, et al, 2004]. Подобные партнерские отношения изучает так называемая «системная биология».

По иронии судьбы, в последние десятилетия люди объявили микроорганизмам настоящую войну. Мы убиваем их всеми доступными средствами — от антибактериального мыла до антибиотиков. Но ведь многие бактерии нам попросту необходимы! Достаточно вспомнить о том, что без полезных бактерий в нашей пищеварительной системе мы попросту не смогли бы жить. Они помогают нам переваривать пищу и делают возможным всасывание необходимых витаминов. Вот почему бездумное применение антибиотиков недопустимо. Антибиотики — примитивные убийцы, они губят полезные бактерии точно так же, как и вредные.

Недавние исследования в области генетики выявили еще один механизм межвидового сотрудничества. Если раньше считалось, что гены передаются исключительно родителями потомкам, ныне стало ясно: передача генов, иными словами, генный трансфер, имеет место и между отдельными представителями одного и того же вида, и между различными видами!

Такой генный трансфер существенно ускоряет эволюцию, поскольку благодаря ему организмы могут воспользоваться опытом, приобретенным другими, весьма отличающимися от них организмами [Nitz, et al, 2004; Pennisi 2004; Boucher, et al, 2003; Dutta and Pan, 2002; Gogarten 2003]. Это означает, что между разными биологическими видами нет непроницаемых стен. Дэниел Дрелл, руководитель программы Департамента энергетики США по изучению генома микроорганизмов, сказал в интервью журналу «Сайенс» (2001 294:1634): «...теперь нам не так-то просто сказать, что такое биологический вид» [Pennisi 2001].

В то же время внутри- и межвидовой генный обмен заставляет нас подумать об опасностях генной инженерии. Становится очевидным, что игры биологов, например, с генами помидора могут непредсказуемым образом затронуть всю биосферу. Одно из недавних исследований показывает, что генетически модифицированная пища изменяет свойства полезной микрофлоры кишечника человека. [Heritage 2004; Netherwood, et al, 2004]. Аналогичным образом, генный трансфер между генетически модифицированными сельскохозяйственными культурами и соседствующими с ними обычными полевыми растениями приводит к появлению сверхустойчивых «суперсорняков» [Milius 2003; Haygood, et al, 2003; Desplanque, et al, 2002; Spencer and Snow 2001]. Ha беду, генным инженерам нет дела до реалий генного трансфера, и мы начинаем пожинать катастрофические плоды их недальновидности уже сегодня — искусственно сконструированные гены, бесконтрольно распространяясь, изменяют живые организмы [Watrud, et al, 2004].

Специалисты предупреждают: если мы не осознаем общность генетической судьбы всех биологических видов и необходимость сотрудничества с природой, существование человечества окажется под угрозой! Нам необходимо отказаться от дарвинизма, апеллирующего к интересам обособленного индивидуума, и вооружиться теорией, подчеркивающей значение сообществ.

Британский ученый Тимоти Лентон приводит свидетельства того, что эволюция обусловлена межвидовым взаимодействием в большей степени, чем взаимодействием отдельных особей одного и того же вида. В 1998 году он писал в журнале «Нэйчур»: «...нам необходимо принимать во внимание всю совокупность организмов и их материальное окружение, чтобы понять, какие из признаков склонны сохраняться и доминировать» [Lenton 1998]. Отсюда еледует, что эволюция есть сотрудничество групп, а не индивидуумов.

Лентон говорит о своей приверженности разработанной Джеймсом Лавлоком теории Геи, согласно которой Земля и все обитающие на ней виды представляют собой единый сверхорганизм. Сторонники данной гипотезы доказывают, что любое вмешательство, лишающее этот сверхорганизм присущего ему внутреннего равновесия, — будь то уничтожение тропических лесов, разрушение озонового слоя или генная инженерия — угрожает его (а значит, и нашему!) благополучию.

Результаты недавних исследований, финансированных Британским советом по изучению природной среды, свидетельствуют о том, что эти опасения отнюдь не беспочвенны [Thomas, et al, 2004; Stevens, et al, 2004].

В истории нашей планеты массовое вымирание живых существ происходило пять раз, и всякий раз — по внеземным причинам: таким, например, как столкновение Земли с кометой. Автор одного из недавних исследований заключает, что «мир природы переживает сегодня шестой и наиболее масштабный период массового вымирания за всю свою историю» [Lovell 2004]. Однако сейчас, как пишет один из авторов цитированного выше исследования Джереми Томас: «Насколько мы можем судить, причиной массового вымирания биологических видов является один-единственный живой организм, а именно — человек».

Практические выводы из уроков клеток

Годы преподавания на медицинском факультете убедили меня в том, что наилучшим воплощением дарвиновского закона выживания сильнейшего являются студенты-медики. Их жесткой конкуренции и взаимному подсиживанию могут позавидовать даже юристы. Но откуда столь оголтелый дарвинизм у тех, кто готовится получить профессию врача, подразумевающую искреннее сострадание к людям? Это всегда казалось мне несколько странным.

Тяготившие меня стереотипы по поводу студентов-медиков изрядно пошатнулись на Карибах. После произнесенной мной вдохновенной речи мои незадачливые бойцы сплотились в настоящую команду и сотворили невозможное — они все вместе успешно завершили семестр! Более сильные помогали отстающим и благодаря этому сами становились сильней.

В итоге все закончилось голливудским хэппиэндом. Экзамен, который им пришлось сдавать, был ничуть не легче, чем в Висконсинском университете. И я не могу сказать, что эти «отверженные» справились с ним хоть сколько нибудь хуже, чем их «элитарные» коллеги в США. Позднее многие из моих тогдашних студентов рассказывали мне, что вернувшись домой и встречаясь со сверстниками, окончившими американские университеты, они с удовлетворением убеждались в том, что лучше понимают принципы, которым подчинена жизнь клеток и целых организмов.

Само собой, я был в восторге от того, что моим подопечным удалось сотворить такое чудо. Но как именно они смогли этого достичь, я понял лишь спустя годы. Тогда же мне казалось, что все дело в моей изобретательности (впрочем, я и сегодня считаю, что сопоставление биологии человека и клетки — хороший способ подачи материала). Сейчас, обосновавшись на научной территории, которую, как уже было сказано, многие считают владениями слегка сумасшедшего доктора Дулиттла, я полагаю, что успех моих студентов во многом объясняется тем, что они отказались от поведения, принятого в среде их американских коллег. Вместо того чтобы копировать эгоистичных умников-студентов, они поступили так, как ведут себя умные клетки, — объединились и стали еще умней. Нет, у меня и мысли не было предлагать им учиться жить у клеток — все-таки я был воспитан в духе традиционной науки. Но мне доставляет удовольствие думать, что они двинулись в этом направлении интуитивно, после моих восторженных рассказов о способности клеток группироваться и создавать сложные и конкурентоспособные организмы.

И еще, сейчас я думаю (тогда мне это тоже не приходило в голову), что еще одной причиной успеха моих студентов стало то, что я не ограничился похвалой в адрес клеток. Я хвалил и их самих! Чтобы быть образцовыми студентами, им требовались свидетельства того, что их воспринимают как таковых. В последующих главах я покажу, что очень многие из нас живут ограниченной жизнью не потому, что иначе нельзя, а потому, что они думают, будто только так и можно. Но тут я забегаю вперед. Сейчас достаточно сказать, что за четыре месяца в Карибском раю я окончательно прояснил свои взгляды на клетки и на те уроки, которые они преподают людям. Иными словами, я нашел путь, ведущий к пониманию Новой биологии — науки, решительно отбрасывающей и пораженчество наследственной генетической запрограммированности, и дарвинизм с его выживанием сильнейших.

Глава II

Дата добавления: 2015-06-04