Вопрос происхождения полов щекочет любопытство многих эволюционных биологов. С одной стороны, животные и растения обладают довольно интересным способом соединяться. Но с другой стороны, половое размножение кажется слишком затратным, чтобы произойти путем естественного отбора. Несколько недавно опубликованных статей предлагают новые эволюционные теории о происхождении полов, и одновременно подрывают авторитет предыдущих теорий.
По мнению исследователей, это все равно, что переставлять одни и те же блоки конструктора Лего. «Вольвокс, наиболее сложный представитель рода, предположительно эволюционировал от Хламидомонадоподобного предка за последние 200 миллионов лет. В большинстве случаев эволюция от одиночного существования к объединенному существованию проходила настолько долго (более 500 миллионов лет), что очень трудно отследить способствующие этому переходу генетические изменения. На фоне всего этого, как ученые могут утверждать, что у некоторых зеленых водорослей переход к многоклеточности происходил через небольшие, потенциально адаптивные изменения, и что постепенное увеличение морфологической и эволюционной сложности до сих пор можно наблюдать у современных представителей этой группы?» Если большинство случаев перехода происходило так давно, почему часть осталась до сегодняшнего дня? Если переход не требует значительных преобразований, почему исследователи не обнаруживают еще больше многоклеточности? Они не рассматривают тему происхождения многоклеточности, а просто говорят о ней, как о ступени на пути к появлению полового размножения. Статья заканчивается следующими словами: «Некоторые подтипы эволюционировали в способный к распространению гормональный спусковой механизм для половой дифференциации». При этом авторы ничего не объясняют, откуда взялись сами гормоны.
Элизабет Пенниси, осветившая эту историю в журнале Science,1 задала другую головоломку. В начале статьи она сказала: «Скачок от одной клетки к сложному организму – одна из самых больших тайн жизни». Затем она процитировала высказывание Дэвида Кирка из университета Вашингтона, Сент-Льюис: «Даже крупные эволюционные преобразования могут осуществляться через относительно тонкие генетические изменения». А уже в следующем предложении говорится: «Чтобы разгадать эту тайну нам предстоит еще много поработать». Зачем много работать, чтобы исследовать простые, хотя и тонкие, генетические изменения? По словам Пенниси, к удивлению исследователей они обнаружили «несколько отличий» между Вольвоксом (колониальный организм) и Хламидомонадой (одноклеточный вид). И хотя в ее статье не обсуждается тема происхождения полов, основная мысль заключалась в том, что крупные изменения могут сопровождать простые преобразования. Как сказала Николь Кинг из университета штата Колорадо в Беркли: «Основной переход заключается вовсе не в образовании новых генов и белков; нужно просто изменить способ использования того, что уже есть».
Исследователи громко молчат. Читатель может спросить: неужели эукариоты сделали это преднамеренно в соответствии с каким-то планом? Получается, что эукариоты произвели это заимствование, чтобы, как сказано выше, «воссоединить хромосомы половым путем» и образовать «от своих предков генетически отличающиеся организмы». Зачем им нужно было это делать? Как бы там ни было, далее последовало заявление о том, что эта способность «дала начало появлению яйцеклеток и сперматозоидов у людей», а это огромный скачок в эволюционном сценарии. На сегодня, мы имеем следующий аргумент: люди размножаются половым путем, потому что появился мейоз.
Исследователи из университета Аризоны попытались найти мотив для естественного отбора создать половое размножение. «Согласно теории Бернштейнов, мейоз эволюционировал, чтобы способствовать восстановлению ДНК, что заметно снизило повреждение ДНК в образованных яйцеклетках и сперматозоидах». И снова они приписывают успех появлению сложного явления: мейоз был эволюционирован, чтобы что-то сделать. Страдательный залог глагола «эволюционирован» заставляет задать вопрос: а кто же совершил действие? То, что следующие параграфы в статье объясняют преимущества восстановления ДНК у современных прокариот и эукариот, никак не помогает ответить на этот вопрос. Намек на половое размножение обнаруживается в том, как прокариоты восстанавливают свою ДНК. Исследователи отмечают: «Трансформация - это перенос фрагмента ДНА из клетки-донора в клетку-реципиент, за которым в реципиентной хромосоме следует рекомбинация. Исследователи называют этот бактериальный процесс ранним вариантом полового размножения». Авторы ничего не говорят о том, почему прокариоты остановились на этом миллиарды лет назад, и до сих пор существуют со своим примитивным прото-полом.
Бернштейны ухватились за старые идеи, чтобы проложить путь для новой теории: «Суть господствующей теории заключается в том, что способность мейоза и полового размножения появилась у эукариот на основе их способности размножаться путем митоза, а не на основе способности их ранних предков размножаться путем преобразования». Относительно новой теории они говорят: «Наше предложение, что половой процесс мейоза у эукариотических организмов возник из полового процесса трансформации у их бактериальных предков, - совершенно новый и фундаментально отличающийся взгляд, который вероятно приведет к разногласиям». Их предложение имеет преимущества: «Если допустить, что мейоз возник только после того, как закрепился митоз, прошло много времени (пока эволюционировал митоз), в течение которого не было мейоза, а, следовательно, у эукариот не было полового размножения». «Это предположение опровергается данными о том, что основной механизм для мейоза уже присутствовал на ранней стадии эволюции эукариот». Итак, если допустить, что мейоз «возник» раньше, и уже присутствовал, далее следует эволюция полов. В этом заключается суть нового объяснения: мейозу не нужно было эволюционировать у эукариот: он уже происходил. Немного стресса лишь ускорило эволюцию полов. «Главным аргументом нашей гипотезы является то, что и у прокариот, и у простых эукариот половые циклы вызываются стрессовыми условиями», - продолжают Бернштейны. «Таким образом, рекомбинационное восстановление, поддерживаемое трансформацией и мейозом, является частью стратегии выживания в ответ на стресс». Стресс – источник изобретения, в данном случае, изобретения полов.
Мимоходом Бернштейны делятся интересной информацией о восстановлении ДНК: «В среднем человеческая клетка терпит около 10000 повреждений ДНК в день, 50 из которых – двухнитевые разрывы ДНК». Просто удивительно, что раком болеют не больше людей, чем на самом деле. Молекулы активного кислорода, выделяемые пищей, которую мы едим, ответственны за многие из этих разрывов. В конце статьи авторы приходят к заключению: «Итак, эффективное рекомбинантное восстановление ДНК представляет собой адаптацию высших организмов, необходимую для выживания клеток и для размножения путем мейоза». Половое размножение не имеет никакого отношения к любви; он необходим для того, чтобы избегать повреждения ДНК. То, как подавляющее большинство организмов (микроорганизмов) обходятся без него с самого начала жизни, до сих пор остается неясным.
Однако жирафы самцы совершают ритуал «обниманий», когда пытаются завоевать внимание самки. Они становятся рядом друг с другом и бьют один другого по ребрам и ногам своими рожками (острые выросты на верхушке головы). «Длинная и мощная шея была бы преимуществом во время этих дуэлей. Мы также обнаружили, что самцы с длинной шеей чаще побеждают, и самки предпочитают именно их», - объясняет Маршалл. По его словам, это также объясняет, почему шея эволюционировала быстрее, чем ноги. Но вопрос в том, почему у жирафа появилась длинная шея. Необходимость не является механизмом для того, чтобы что-нибудь приобрести. Вероятно, некий доисторический жираф самец проигрывал сопернику, шея которого была чуть длиннее. Он становился отцом всех детенышей, а естественный отбор продолжал усиливать этот признак. Но когда эволюционировал ритуал обнимания: до появления длинной шеи или после этого? Почему у соперника не появились сильные бараньи рога, чтобы можно было свалить соперника с длинной шеей? Любое эволюционное толкование также должно объяснить все внутренние изменения в организме жирафа, появившиеся вместе с длинной шеей: сильное сердце, особая система кровеносных сосудов, защита мозга, когда животное наклоняется во время водопоя. По-видимому, естественный отбор решил все эти проблемы одновременно. (См. также ЖИРАФЫ: животные, которых нельзя не заметить в толпе.)
Всякое решение создает новые проблемы. Если у самцов длинная шея «эволюционировала» для битвы с соперниками, почему же у самок тоже длинная шея? Не все увеличенные признаки самцов обязательно присутствуют и у самок (вспомним павлинов). Грэхэм Митчел из университета Претории в ЮАР представил доказательства того, что длина шеи самцов и самок, обитающих в Южной Африке, одинакова. Однако Симмонс и Алтвегг наоборот заявляют, что шея самцов немного длиннее и массивнее. В конце концов, они выбрали комплексное эволюционное объяснение. Маршал отмечает: «По мнению Симмонса и Алтвегга, шея жирафа могла начать расти из-за того, что жирафам необходимо было питаться труднодоступной пищей, но затем этот признак «перехватился» и стал использоваться для спаривания. «Как только шея достигла определенной длины, самцы стали применять ее для обнимания и борьбы с соперниками, и в этот момент на сцену вышел естественный отбор, который и привел шею к своей современной огромной длине».
1Элизабет Пенниси, «Геном Вольвокса показывает: достаточно малого, чтобы быть многоклеточным организмом», журнал Science, 9 июля, 2010: том 329. № 5988, сс. 128-129, DOI: 10.1126/science.329.5988.128-a.
Разве мы только что не услышали фразу: «Свидетельство в пользу того, что длинная шея жирафа появилась для облегчения питания - поразительно слабая?» Даже если длинная шея начала удлиняться для доставания источника пищи, почему шея самки не остановилась, как только шея самца стала использоваться для брачных целей? Может быть, самкам нужно было продолжать вытягивать свои шеи, чтобы оставаться на одном уровне с самцами? Кто знает. Как только предложены комплексные объяснения, начинают создаваться любые комбинации историй.
Для понимания современных научных статей вам необходимо научиться отличать правду от лжи. Все веселые разговоры о том, как те или иные «данные» проливают свет на эволюцию, похожи на рекламирование на аукционе подержанных автомобилей. Если вас заинтересовал автомобиль, вы должны снять все ленточки, флажки и шарики, убрать рекламные щиты, пододвинуть продавцов с их бенгальскими тиграми и фокусниками, и перейти к непосредственному осмотру автомобиля. Проверьте ногой шины, откройте капот, отметьте показатели жидкости, и наперед узнайте, какова истинная цена этого автомобиля. Совершите пробную поездку: как справляется автомобиль при подъеме в гору? Автомобиль под названием Дарвинмобиль, несомненно, с легкостью может скатываться по склону, но включите первую передачу и посмотрите, сможет ли он справиться с крутыми склонами. Вы бы не посадили в эти пояснительные устройства вашу жену и ваших детей.
К сожалению, научное общество, популярная пресса и исследователи удерживают монополию на производство Дарвинмобилей и это все, что они имеют для продажи. Вам нужно обратиться к независимым продавцам, чтобы купить пояснительное устройство, которое разумно сотворено для езды по настоящим дорогам.
Источник — www.crev.info