Дарвинизм в современном мире

Эволюционная теория Дарвина и современность

3. Биохимическая природа наследственности

Биохимическая природа наследственности была понята только с возникновением молекулярной генетики, когда в 1953г. Д.Уотсоном и Ф.Криком была расшифрована структура молекулы ДНК, а в последующем раскрыты механизмы репликации (копирования) наследственной информации от поколения к поколению и контроля ДНК над синтезом специфических белков для данного вида организмов. Не вдаваясь глубоко в вопросы структуры и функции генетического кода (они изложены в многочисленной специальной литературе), остановимся на любопытном феномене: между количеством генетической информации, заключенной в клетках того или иного организма и высотой организации этих организмов нет прямой зависимости. Например, диплоидный набор хромосом у карликового оленя равен 6, мухи-дрозофилы - 8, домовой мыши - 40, человека - 46, козы - 60, камчатского краба - 208, а у некоторых радиолярий до 1800! Даже если принимать во внимание, что размеры хромосом могут варьировать у разных видов, а значит и содержать разное количество генов, по количеству ДНК содержащей в клетке человек уступает не только козе или курице, но и многим беспозвоночным.

В связи с накоплением данных об особенностях структуры ДНК у разных видов и о различиях строения ряда белков, имеющих сходные биохимические функции некоторыми молекулярными генетиками (М.Кимура, М.Кинг, Г.Джукс) в 70-е годы прошлого века выдвинуто предположение о нейтральной (молекулярной) эволюции. Сущность теории нейтрализма сводится к тому, что многие из возможных изменений структуры ДНК адаптивно нейтральны (не имеют положительной или отрицательной ценности) и сохранение этих вариантов не зависит от действия естественного отбора.

Решение парадокса видимой нейтральности многих молекулярных преобразований при очевидном приспособительном характере эволюции в целом может быть связано с определенной степенью независимости эволюционных изменений разных уровней биологической организации. В индивидуальном развитии организма (онтогенезе) структуры высших уровней организации - сложные многокомпонентные органы и системы - формируются в результате взаимодействий многочисленных разветвленных цепей морфогенетических процессов, которые запускаются разными структурными генами и контролируются генами-модификаторами. Отбор непосредственно воздействует на изменения фенотипа и лишь опосредовано - на структуры более низких уровней организации, в наибольшей степени это относится к молекулярным структурам.

Представления о некоторой степени независимости эволюции на разных уровнях биологической организации получили дальнейшее подтверждение при реконструкции филогенеза растений и животных методами молекулярной биологии.

Изучение молекул позволяет распутать эволюционный клубок

Оказалось, что степень молекулярных различий в структуре ДНК и белков между многими видами совершенно не соответствует их различиям по внешним морфологическим признакам. Например, у млекопитающих в целом межвидовые различия по фенотипическим признакам велики при относительно незначительных молекулярных различиях, тогда как для земноводных или птиц характерны противоположные соотношения этих показателей. Наглядный пример такого несоответствия представляют соотношения разных категорий признаков у человека и шимпанзе. Эти два рода высших приматов довольно значительно различаются по анатомическим, физиологическим и поведенческим признакам, однако уровень молекулярных различий между ними не превышает степень различий между видами-двойниками у дрозофилы. Разные виды лягушек, относящиеся к одному роду, различаются в биохимическом отношении в 20-30 раз значительнее, чем представители разных семейств?! антропоидных.

Возможность такой эволюционной независимости молекулярных структур и макроструктурных признаков определяется характером соотношений между генотипом и фенотипом: морфологические, физиологические и поведенческие изменения могут быть обусловлены не только изменениями структурных генов, но также - изменениями механизмов их фенотипического проявления. Генетически эти механизмы воплощены в генах-регуляторах и модификаторах, которые могут контролировать целые блоки структурных генов. Возможно эволюция высших приматов (да и всех млекопитающих) основывалась в большей степени на преобразовании регуляторных, а не структурных генов, тогда как у других наземных позвоночных соотношения были обратные.

Генетическую основу следует иметь в виду при решении проблем, связанных с образованием и воспитанием человека, который является политипическим и полиморфным видом не только по физическим признакам, но и по наследуемым компонентам психики. Поэтому "равенство шансов" может означать лишь то, что общество по возможности должно предоставить каждому человеку равные стартовые условия, обеспечивающие его оптимальное развитие в пределах различных у каждого индивида генетических возможностей.

В вышеприведенной запевке объемно очерчены как прорывы, так и "пробуксовки" генетики в ее применимости к истолкованию проблемы эволюционного прогресса. Накопленные сведения заставляют признать: если между генотипом (количеством информации, законсервированной в нем) и фенотипом (положением на лестнице существ) и имеет место какая-либо корреляция, то нередко она выглядит весьма и весьма витиеватой. У одних от генотипа до фенотипа - "дистанция огромного размера", у других же :Может быть, пришло время основное внимание сосредоточить именно на особенностях (видовой специфике) этой "дистанции" ("промежутке" между генотипом и фенотипом), т.е. на онтогенезе как элементарном шаге эволюционного процесса. Сказанное означает, что онтогенез следует рассматривать именно как процесс, процесс, нередко включающий в себя множество последовательно сменяющих друг друга фаз ("метаморфоз"?) и стадий.

В таком случае придется признать: в полнометражное истолкование движения от генотипа к фенотипу придется вплетать в один тугой узел множество нитей, тянущихся не только от генетики, но и от многих других отраслей биологии. Предлагается снова завязать гордиев узел (вопреки доказавшей свою эффективность максиме "разделяй и властвуй"?) и ждать прихода нового Александра Македонского, который долго бы не стал раздумывать "рубить или не рубить"? Однако, может быть, стоит вспомнить, что проблема синтеза для современной биологии - проблема отнюдь не новая! Некогда под давлением успехов генетики была создана СТЭ. Прецедент создан, вряд ли и дальше надо почивать на лаврах. Проблему наследственности предстоит более тесно увязать со смысловым содержанием остальных составляющих дарвиновской триады, причем, увязать таким образом, чтобы проблема прогресса вполне органично вытекала из этого общего истока эволюционных представлений. Нельзя не признать, проблема прогресса таит под своей поверхностью немало подводных каменьев.

К началу страницы

Титульная страница