Текст книги "Что ответить дарвинисту? Часть II"

4.6. Эволюция по волшебству

Всё-таки, думаю, надо обратить особое внимание еще на одну поразительную деталь из того списка удивительных вещей, которые продемонстрировал нам амброзиевый листоед в новых для него местообитаниях. Если подойти к этой детали внимательно, то получится, что пример с жуками зигограммами, возможно, не подпадает даже под объяснение скрытой изменчивостью. А может быть объяснён только в рамках эволюции по волшебству.

Действительно, пример с «полетевшими жуками» (за 5 поколений) лучше всего укладывается в русло концепции номогенеза – недарвиновской эволюционной теории, предложенной русским биологом Л.С. Бергом (Берг, 1922).

В своей теории Берг постулирует, что одни и те же морфологические изменения происходят дружно, то есть, имеют массовый характер (затрагивают сразу большое число особей). Причем эти массовые особенности проявляются (или даже обусловлены?) именно разностью географических регионов.

Понятно, что в рамках дарвинизма такое просто невозможно – здесь изменения начинаются с отдельных особей (у которых происходит соответствующая случайная мутация). И дальше полезный признак постепенно (за ряд поколений) автоматически распространяется в популяции, в результате преимущественного размножения тех особей, которые обладают этим признаком. Поэтому массового появления нового признака сразу у значительного числа особей в рамках дарвинизма не может быть по определению. А вот в рамках номогенеза, такие дружные изменения являются одним из исходных постулатов теории.

Так же и с «географией». У Берга, кажется, сама география определяет соответствующие изменения. То есть, само нахождение особей того или иного вида на определенной территории, похоже, заставляет этих особей приобретать соответствующие черты, характерные именно для этой территории. В дарвинизме же география играет роль лишь постольку, поскольку она обеспечивает разные условия среды и изоляцию популяций.

Однако Берг особенно не распространяется, какой же конкретно механизм обеспечивает синхронные эволюционные изменения в разных географических регионах. Он ограничивается приведением конкретных примеров синхронных изменений некоторых морфологических признаков у животных и растений, в зависимости от того, в какой конкретно географический регион эти организмы попали. И говорит об эволюции на основе неких «закономерностей». Но что это за закономерности – остаётся почти «за кадром». По сути, получается как бы эволюция по волшебству. Где животные, попадающие в определенную местность, изменяются сообразно этой местности как бы по волшебству.

И вот, обретение жуками способности к полёту происходило совершенно удивительным образом, напоминая, в буквальном смысле, эволюцию по волшебству. Давайте внимательно вчитаемся в соответствующую цитату (Голубева, Опарина, 2011):

При обретении зигограммой способности к полету на первом этапе начинается отвердение задних крыльев, после появляются первые зигограммы, летающие «акробатически» (жук, пытающийся лететь, делает кувырок и падает вниз). И, наконец, вот уже тысячи жуков самостоятельно поднимаются в воздух – а прошло всего-то пять поколений (за лето сменяется как минимум одно поколение, в благоприятных условиях – два-четыре). Дальше «летуны» полностью замещают акклиматизированных «пешеходов».

А вот как описывается это поразительное явление в оригинальной статье (Ковалев, 2001):

Формирование полета у акклиматизированной популяции проходило в несколько этапов. Уже у первых трех поколений УПВ началась склеротизация крыла, поэтому отнесение еще не летающих особей к «канадской популяции» некорректно. До 4-го поколения, когда появились первые «летуны», обычным явлением в популяции был так называемый «кувыркающийся полет» – падение жука при попытке оторваться от субстрата; в 5-м поколении в воздух одновременно поднимались уже тысячи насекомых.

При чтении этих строк охватывает оторопь. Понятно, что об одном «включении», приводящем сразу ко всем изменениям, необходимым для полёта, здесь речь тоже не идет. Мы видим несколько последовательных стадий, которые направлены именно в нужную сторону. Всё выглядит так, как будто жуки на каком-то общем собрании договорились между собой дружно начать летать. И целеустремленно осуществили поставленную задачу. Причем сразу на всех новых для них географических территориях: в Европе, Китае, на Дальнем Востоке. Это им удалось сделать в массовом порядке, но с помощью нескольких последовательных шагов, всего за 5 поколений.

В общем, поразительный факт. Ясно одно – этот пример не влезает ни в какие ворота дарвинизма. Кстати, точно к такому же выводу пришел и сам автор статьи про «полетевших жуков» (Ковалев, 2001):

Таким образом, формирование в УПВ в течение четырех поколений новой формы с четкими таксономическими признаками и вытеснение этой формой уже акклиматизированных «пешеходов», а также появление необычайного для вида фенотипического разнообразия не может быть объяснено исходя из представлений синтетической теории эволюции о плавном (градуальном) превращении популяции исходного вида в некоторую новую популяцию, контролируемую естественным отбором.

Сам Ковалев предпочитает говорить об этом факте, как о механизме видообразования на базе «системных мутаций», связанных с наличием определенного комплекса внутренних (геномных) и внешних (средовых) условий (Ковалев, 2001). То есть, говоря простыми словами, о той самой скрытой изменчивости (скрытых возможностях), уже «запрятанных» в генотипе этого вида, и пробуждаемых внешними условиями.

В любом случае, это изменения не по Дарвину. Это либо проявление мощной скрытой изменчивости, либо вообще эволюция по волшебству.

И наконец, последнее. Столкнувшись с этим примером (жуки, которые дружно решили начать летать), верующий дарвинист, скорее всего, согласится с Вами, что это не пример эволюционных новшеств, а реализация возможности, которая уже имелась у этих жуков. Но (скажет дарвинист) это у них «включилось» их эволюционное прошлое. То есть, эти жуки раньше умели летать, а потом у них эта способность деградировала (по тем или иным причинам). Но эта деградация (как оказалось!) еще не окончательная – в данном случае (и в новых условиях) эволюция еще могла повернуть вспять, что она (эволюция) и продемонстрировала.

Такие рассуждения дарвиниста лично для Вас некритичны. Поэтому здесь поступайте так, как Вам больше нравится – можете избрать агрессивный стиль, а можете, наоборот, спокойный:

1. Вы можете не согласиться с дарвинистом. Сказать, что его предположения – не более чем теоретические спекуляции о гипотетическом эволюционном прошлом жуков, которые невозможно проверить. И потребуйте от дарвиниста предоставить Вам огарок той свечи, которую этот дарвинист (наверное?) держал всё то время, пока эти жуки (на его глазах?) постепенно «отказывались от полета за ненадобностью».

2. Или же Вы можете сначала согласиться с дарвинистом. Сказать, что пусть будет так. Но это не отменяет того установленного факта, что скрытая изменчивость у разных биологических видов – имеется (хотя бы в варианте «призраков прошлого»). Поэтому прежде чем приводить «строго установленные примеры эволюции»… следует трижды подумать, насколько действительно «строги» эти примеры. Не являются ли и эти примеры тоже, на самом деле, просто «призраками прошлого»?

Получается, что мы не можем быть строго уверены ни в одном примере видимой эволюции, какой бы пример изменений мы ни нашли в живой природе. Ведь соответствующие «эволюционные изменения» вполне могут оказаться проявлением той самой скрытой изменчивости, а вовсе не наблюдаемой эволюцией.

И когда дарвинист освоит эту мысль, далее скажите ему, что и предположения о «призраках прошлого» тоже недостаточно строги. Потому что когда речь идёт о прошлом, то это ведь, на самом деле, гипотетическое прошлое. А как известно, гипотетическое прошлое далеко не всегда оказывается реальным прошлым. Поэтому строго оперировать мы можем лишь самим фактом существования скрытой изменчивости. А соответствующую эволюцию – лишь предполагать. Таким образом, у нас вообще не остаётся строго установленных примеров эволюции (никаких).

Кстати, такое постепенное подведение дарвиниста к нужной мысли через другую, «переходную» мысль, напомнило мне еще один установленный пример очень быстрых «эволюционных изменений», тоже весьма интригующий. Это знаменитые «тли Шапошникова» (Шапошников, 1961).

4.7. Тли Шапошникова

В этом исследовании Шапошников тоже вывел «новый вид» тлей (очень быстро, практически за один сезон), которые смогли жить на новом растении хозяине, ранее абсолютно непригодном для этих тлей… после того, как Шапошников «потренировал» этих тлей на другом, «переходном» хозяине, более подходящем для исходных тлей.

Самое удивительное в этих исследованиях было то, что всё происходило очень быстро. Шапошников пересаживал примерно по 10 тлей на новое растение, а потом отсаживал обратно, для «восстановления жизненных сил». Таким образом, тли «тренировались» выживать на новом растении, на котором они исходно не питались, и не размножались. И по прошествии очень небольшого числа поколений (не более восьми!) тли вдруг начинали и питаться, и размножаться на новом растении. Причем этот переход всегда носил скачкообразный характер – сначала выживаемость тлей на новом растении имела неустойчивый характер. Но после определённого, конкретного поколения, тли вдруг дружно приживались на новом растении.

Остановлюсь только на самом ярком получившемся результате. Вот графики приживаемости тли Dysaphis anthrisci majkopica на новых (для этого вида тлей) растениях Chaerophyllum bulbosum и Сh. maculatum (Рис. 17):

Рисунок 17. Графики, показывающие смертность и приживаемость тлей в ряду поколений на новых для них растениях в экспериментах Шапошникова.[36]36
  Рисунок взят из статьи русскоязычной википедии, посвященной «тлям Шапошникова»: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/66/Dysaphis_anthrisci_majkopica.gif


[Закрыть]

Из графика видно, что тли этого подвида:

1) Неплохо прижились на растении Anthriscus (красная линия внизу). Хорошо видно, что смертность тлей на этом растении – минимальна (это контрольная группа, которая никуда не пересаживалась).

2) При прямом пересаживании тлей с растения Anthriscus на растение Ch. maculatum – тли данного подвида не питались, не размножались и гарантированно (100 %) гибли (верхняя оранжевая линия).

3) Зато тли оказались способны «пересесть» c растения Anthriscus на Сh. bulbosum (синяя линия на графике). Причем до 8-го поколения наблюдались резкие колебания плодовитости и смертности, но после 8-го поколения – тли прижились на новом растении, и смертность резко упала.

4) Более того, тли, прижившиеся на новом растении (Ch. bulbosum), почему-то потеряли способность питаться на старом растении (Anthriscus). Из графика видно, что после всё того же восьмого (опять восьмого!) поколения – смертность этих «новых» тлей на старом растении резко повышается, достигнув к 11 поколению отметки в 100 % (темно-красная линия на графике, резко ползущая вверх).

5) В то же время, тли, прижившиеся на новом растении (Ch. bulbosum) – неожиданно приобрели способность питаться и размножаться на растении Ch. maculatum, которое изначально было вообще непригодным для исходных тлей данного подвида. Хорошо видно, что зеленая линия (смертности тлей) на графике крайне резко «падает» вниз на 10–11 поколениях. Что говорит о весьма синхронном «переключении» тлей. Это выяснилось после того, как тлей с Ch. bulbosum начали регулярно пересаживать на Ch. maculatum. В результате этих «тренировок», уже на 8–9 поколениях тли получили способность питаться на новом для них растении Ch. maculatum (причем дружно), а с 10–11 поколений уже нормально размножались на этом растении.

В итоге получилось, что тли необратимо «пересели» с одного растения на другое… всего за 11 поколений. Необратимо потому, что тли перестали питаться на старом растении. Более того, Шапошников провел скрещивания между полученными линиями тлей, и выяснил, что даже жизнеспособность оплодотворенных яиц между этими линиями упала чуть ли не до нуля, в то время как внутри линий – с жизнеспособностью яиц всё было хорошо (Шапошников, 1961). То есть, возникла, по сути, еще и репродуктивная изоляция.

Более того, при переходе тлей с одного растения на другое произошли еще и морфологические изменения тлей. Причем изменения весьма интересные – тли, перешедшие на новые растения… стали напоминать два других вида тлей (из этого же рода), всегда питавшихся на этих растениях. Например, проявилось сходство в строении хоботка и трубочек (Шапошников, 1965). То есть, получилась еще и определенная конвергенция форм (за 10 поколений).

Другой подвид тлей (Dysaphis anthrisci chaerophyllina) тоже повел себя весьма характерным образом:[37]37
  Для краткости цитирую просто из википедии, из статьи «Опыты Г. Шапошникова по искусственной эволюции»: https://ru.wikipedia.org/wiki/Опыты_Г._Шапошникова_по_искусственной_эволюции


[Закрыть]

В опытах с A. chaerophyllina тли для формирования контрольной группы были пересажены на Ch. maculatum (вторичный хозяин), где прижились и до осени 1958 года дали на этом растении 47 поколений. Из контрольной группы насекомые пересаживались на новое кормовое растение (Ch. bulbosum), где также прижились, хотя до 8-го поколения их жизнедеятельность была неустойчивой из-за резких колебаний смертности.

И опять обратим внимание на назойливую цифру «8». Я затрудняюсь подробно интерпретировать эти результаты. Картина получается сложной, возможных вариантов объяснений много, и в них можно запутаться. Заострю внимание только на наиболее ярких деталях:

1. Мы опять наблюдаем очень быструю «эволюцию». Что довольно странно в рамках постулата о «случайных мутациях».

2. «Эволюция» успешно завершается каждый раз за 8 поколений, несмотря на очень малый биологический материал (около десятка «тренируемых» тлей). Что еще более странно для предположений о «случайных мутациях».

3. Наблюдается синхронность переходов тлей с одного пищевого объекта на другой. Постоянно фигурирует цифра – восемь (или около того). Это уже совсем противоречит предположению о «случайных мутациях».[38]38
  По сути, данная синхронность является нарушением известного теста Лурии-Дельбрука. Этот тест как раз и демонстрирует случайный характер мутаций, именно тем, что соответствующие мутации в разных колониях бактерий возникают в очень разное время, настолько разное, что каких-либо закономерностей (и тем более, синхронности) там вообще не просматривается.


[Закрыть]

Возможно, все эти странности и можно как-то уместить в рамках постулируемого механизма «случайные мутации + естественный отбор». Но гораздо удобнее эти факты объясняются в рамках представлений о всё той же скрытой изменчивости (или даже о скрытых «переключателях» в геноме тлей), позволяющих им весьма быстро переключаться с одного субстрата на другой.

Интересно, что обсуждая полученные результаты, сам Шапошников в одних случаях пишет о «пищевых настройках» и «пищевых предпочтениях». Это когда пищевые изменения были обратимы (например, тли D. anthrisci chaerophyllina, перейдя на растение Ch. bulbosum, тем не менее, не потеряли возможность жить на исходном Ch. maculatum). А в других случаях Шапошников пишет о «пищевых адаптациях», в том числе, глубоких. Которые приводят к освоению нового растительного субстрата тлями, но с потерей способности питаться на прежнем субстрате. И далее рассуждает, являются ли «пищевые настройки», «пищевые предпочтения» и «пищевые адаптации» – проявлением неких скрытых потенций, то есть, возможностей, уже имевшихся у этих видов? Или же здесь имеет место изменение самих этих возможностей? Шапошников склоняется к тому, что в случае «пищевых настроек и предпочтений» реализуется первый вариант, а в случае «пищевых адаптаций» (во всяком случае, глубоких), реализуется второй вариант (Шапошников, 1961). То есть, Шапошников задаётся теми же вопросами, которыми сейчас задаёмся и мы. А что это такое продемонстрировали нам тли? Свои возможности по освоению новых видов кормовых растений, которые у них уже имелись в скрытом виде? Или же всё-таки настоящее изменение (эволюцию) своих пищевых адаптаций?

Более того, Шапошников приводит ряд других научных публикаций, где были зарегистрированы примеры таких же быстрых переходов насекомых фитофагов с одного растения на другое, которые тоже происходили за считанное число поколений. Например, установленные примеры с виноградной филлоксерой и т. п. (см. Шапошников, 1961). Получается, что такие быстрые переходы, возможно, достаточно широко распространены в природе. И является ли такой акт перехода насекомого-фитофага (с узкой специализацией) на новое (более-менее подходящее) растение – эволюционным актом? Или же эти насекомые «всегда так умели», то есть, такая способность (к быстрым пищевым переходам) исходна заложена в их геномах в виде «скрытых эволюционных потенций» – этот вопрос до сих пор висит в воздухе и «требует будущих исследований».

4.8. Зубастые куры

И в заключение темы скрытой изменчивости я приведу еще один пример. Выше я уже привёл: 1) возможные примеры реализации скрытой изменчивости, 2) явные примеры скрытой изменчивости, 3) самые яркие примеры скрытой изменчивости.

А теперь приведу самые необъяснимые примеры скрытой изменчивости. Авторы работы (Harris et al., 2006) умудрились пронаблюдать… зубастого цыпленка. Они выяснили, что у цыпленка имеется в скрытом состоянии некая генетическая программа развития зубов – челюсти птицы имеют скрытую способность участвовать в зубном морфогенезе (в той или иной степени). Поскольку эта генетическая программа восприимчива к определенным воздействиям, то в ответ на эти воздействия у цыпленка могут начать формироваться зубы.

Этот простой, единичный, но удивительный пример, на самом деле, является весьма тяжелым фактом для современной теории эволюции. И удивительна здесь не столько очередная демонстрация скрытой изменчивости. К ней мы уже привыкли, и уже не особенно удивляемся. Хотя на этот раз в раздел скрытой изменчивости попали уже морфологические признаки весьма серьезного таксономического уровня, явно не видового. Но удивительно здесь другое. В рамках общепринятой эволюционной парадигмы, свои последние зубы далекие предки современных птиц «растеряли» уже очень давно. Как минимум, 70–80 млн. лет назад (Harris et al., 2006). Естественно, возникает вопрос – каким образом эта скрытая способность к формированию зубов смогла сохраниться (в скрытом виде) все эти 70–80 млн. лет? То есть, не проходя «очищение» (проверку на работоспособность) естественным отбором, эта генетическая программа, тем не менее, умудрилась не сломаться под потоком случайных мутаций, которые случайно «выбивали нуклеотиды» из генов этой генетической программы все эти долгие 70 млн. лет?

Вся концепция «молекулярных часов», на которой, в свою очередь, построены все филогенетические деревья (эволюционные схемы родства) основана на том, что поток случайных мутаций «неотвратим, как смерть и налоги» (С). И только естественный отбор (теоретически) может противостоять этому разрушающему процессу, отбраковывая вредные мутации и оставляя здоровых, немутантных особей… А тут, зубы вот уже 70 млн. лет, как перестали появляться у птиц… поток случайных мутаций не ослабевает все эти 70 млн. лет… Но любознательные биологи взяли, и решили исследовать этот вопрос. И откуда ни возьмись, вполне работоспособная программа развития зубов вдруг «взяла под козырёк» и начала формировать цыпленку зубы! Это как вообще понимать?

Поневоле начинаешь задумываться, а были ли вообще эти 70 млн. лет в реальности?

И тут же вспоминаешь еще про 40 млн. лет. Ведь именно столько (предполагаемо) просуществовала у муравьев рода Pheidole их скрытая способность к формированию касты сверхсолдат (см. выше).

Но самый главный вывод из всего, что здесь прозвучало, лежит в несколько иной плоскости.

Если геномы биологических видов имеют некий «пласт» скрытой изменчивости, причем (в некоторых случаях) в скрытом виде могут храниться даже признаки надвидового уровня… То возникает вопрос – а можно ли вообще на сегодняшнем этапе развития биологии найти такой пример наблюдаемых морфологических изменений какого-нибудь признака (того или иного биологического вида), про который можно было бы сказать совершенно точно – да, вот это изменение точно произошло по механизму естественного (или полового) отбора случайных мутаций? Ведь стоит дарвинисту найти такой пример, как его оппонент, ссылаясь на установленные факты скрытой изменчивости, всегда может возразить, что пример дарвиниста – это, может быть, вовсе и не демонстрация эволюции по механизму «случайные мутации + естественный отбор», а просто проявление ранее скрытых возможностей, которые уже были предусмотрены для этого вида.

К сожалению, выхода из этого тупика, действительно, нет. До тех пор, пока мы не научимся не только читать, но еще и понимать, что же записано в геномах организмов (т. е. понимать содержание генетических программ), до тех пор мы не сможем уверенно ответить на озвученный выше вопрос. Получается, что на современном уровне развития биологии, со строгими доказательствами дарвинизма имеются огромные проблемы.

Во-первых, самих по себе строго установленных примеров эволюционных изменений (каких-нибудь морфологических видовых признаков), которые бы вышли за рамки наблюдаемой изменчивости (характерной для этого вида) – очень мало.

Во-вторых, в тех очень редких случаях, когда нужные изменения всё же были установлены – роль естественного отбора, как назло, не изучалась.

В-третьих, там, где давление естественного отбора как раз изучалось, и было установлено – там почему-то (видимо, опять назло) морфологические признаки вообще не выходят за рамки наблюдаемой изменчивости вида.

И наконец, в четвертых – если бы мы всё-таки отыскали в природе такой пример, где и нужное давление естественного отбора было бы установлено, и признак вышел бы за границы наблюдаемой изменчивости… то и в этом случае всегда останется возможность, что данный признак, на самом деле, никуда не «вышел», а просто реализовалась скрытая изменчивость, которая всегда имелась у этого вида.

А как же тогда строго доказать реальность предложенного механизма эволюции «случайные мутации + естественный отбор»? А никак не доказать. На современном этапе развития биологии (до того, как мы научимся понимать, что конкретно записано в геномах биологических видов) – никак не доказать. Имеется в виду, конечно, строгое доказательство.

Поэтому вместо строгих доказательств остаются только косвенные свидетельства (непонятно какой) «наблюдаемой эволюции», от которых при внимательном рассмотрении тоже мало что остаётся (см. выше). Это и есть та самая эмпирическая пустота современной теории эволюции, о которой я говорил выше. Как в сказке Андерсена про голого короля. И сегодня (как и 150 лет назад) в справедливость дарвиновских механизмов эволюции нам остаётся пока только верить (или не верить).

Однако как только Вы всё это озвучите верующему дарвинисту, «эмпирическая пустота» теории эволюции сразу же наполнится «скрежетом зубовным» – возмущенными репликами, недовольным ропотом (или писком) верующего дарвиниста. Дарвинист обязательно скажет Вам, что:

– Ваши критерии «строго доказанного примера» – чересчур строгие, а на самом деле, и так всё ясно (что там всё происходило именно под действием естественного отбора)!

Или что:

– Тезис о скрытой изменчивости – демагогический, приводящий к принципиальной невозможности доказательства справедливости механизма случайных мутаций.

На этот возмущенный «скрежет зубовный» Вам надо реагировать спокойно. Отвечайте следующее (и стойте на этом):

1. «Критерии строго доказанного примера» – отнюдь не строгие, а совершенно нормальные для любого научного исследования (в любой другой области, кроме дарвинизма).

2. Тезис о скрытой изменчивости, действительно, переводит дарвинизм в непроверяемую область (на современном уровне развития биологии). То есть, в область веры и теоретических предпочтений. Однако такая ситуация совсем не редка в науке. В науке сплошь и рядом складываются ситуации, когда ту или иную гипотезу невозможно проверить в существующих условиях (по самым разным причинам). И никто от этого почему-то не впадает в истерику. Такие вещи воспринимаются спокойно.

3. И наконец, даже без всякой скрытой изменчивости – теория естественного отбора в эмпирическом плане все равно представляет из себя практически пустоту.