Рафаил Нудельман

ПЛАЦЕНТА ПО ДАРВИНУ

Знание - сила. 2004 г. №1.

http://www.znanie-sila.ru/online/issue_2539.html

См. эволюция.

Недавно я познакомился с письмом молодого компьютерного инженера, который, как я с удовольствием отметил, интересуется не только, как ему положено, компьютерами, но также многими другими вопросами, которые могут волновать думающего молодого человека, и, в частности, вопросами эволюции. Читая то-другое-третье, он наткнулся на споры креационистов с дарвинистами и, в частности, на весьма популярное у креационистов утверждение, что необыкновенная сложность человеческого глаза разом опровергает всю теорию эволюции. Не мог же такой изощренной сложности живой оптический прибор возникнуть в результате каких-то случайных мутаций и последующего отбора, говорят креационисты. Ведь вероятность правильного сочетания всех необходимых для этого деталей так мала, что для ее реализации не хватило бы всех 14 миллиардов лет существования вселенной. Автор письма, интуитивный "симпатизант" дарвинизма, не смог сам найти опровержение этого аргумента и в некоторой растерянности обращается к адресату с вопросом: "Не знаешь ли, как все-таки дарвинизм объясняет появление глаза?"

Можно было бы, конечно, сказать, что любая, самая малая вероятность, если только она отлична от нуля, может реализоваться в любой момент времени, не дожидаясь, пока пройдут все указанные миллиарды лет. Но это было бы не убедительно. На это немедленно последовал бы законный вопрос: а все другие сложные биологические органы? А печень? А мозг? А сама ДНК? Тоже результат счастливой случайности? Не слишком ли много счастья на одну человеческую душу?

Но дело в том, что это был бы и неверный ответ. Хотя бы потому, что вероятности тут почти ни при чем. И чтобы убедиться в этом, откроем небольшой секрет: глаз живых существ возникал на протяжении эволюции по меньшей мере 40 раз! Уж этого никакая счастливая случайность объяснить не может. Так и тянет немедленно пуститься в дарвинистское объяснение этого поразительного факта, но мы все-таки сдержим хотение и отсрочим немного это удовольствие, чтобы для начала, в качестве введения, так сказать - "пролегоменов", рассказать о другом сложном органе, который эволюция недавно преподнесла ученым на всех стадиях его последовательного становления - что называется, "на тарелочке с голубой каемочкой", - чтобы наглядно показать, как она неуклонно стремится к сложности и как она ее достигает, не взирая ни на какие козни вероятностей и креационистов.

"Когда Дарвин пытался объяснить эволюцию глаза, - пишет эволюционный биолог Дэйвид Резник из Калифорнийского университета (а Дарвин пытался, о чем мы еще скажем ниже), - он вынужден был прибегать к примерам, взятым из самых разных биологических классов, поскольку не существует одной какой-либо группы родственных организмов, в которой были бы представлены сразу все ступени образования глаза". И далее Резник говорит: зато нам, в отличие от Дарвина, посчастливилось найти другой сложный орган, который представлен у живых, не ископаемых существ, притом одного и того же вида, на ВСЕХ стадиях своего эволюционного становления, от полного отсутствия через промежуточные формы и до полного развития. Этим органом является плацента маленьких, похожих на аквариумных "гуппи", живородящих рыбок вида Poecilopsis (которых мы в дальнейшем, для простоты, будем именовать просто "песси").

Что такое сложный орган? Какой орган можно считать "сложным"? Тот, который способен выполнять несколько различных функций в живом организме. Глаз, например, фокусирует лучи света на сетчатке, создает изображение и различает цвета. Плацента, с чем согласны большинство биологов, тоже является сложным органом, потому что она, с одной стороны, поставляет кровь и питание зародышу, с другой - обрабатывает и удаляет отходы его метаболизма и регулирует обмен газов, а с третьей - защищает мать и ребенка от прямого соприкосновения тканей, которое грозило бы иммунным отторжением зародыша или отравлением матери. Вполне достаточно.

Резник начал изучать "песси" 15 лет назад и за это время накопил достаточно данных, чтобы обнаружить шесть различных подвидов этих рыбок, у которых плацента существует на трех различных стадиях развития: у одних ее нет совсем, у других ее отдельные функции начинают выполнять некоторые ткани, играющие роль предшественника плаценты, а у третьих плацента имеется во вполне законченном виде. На основании своих данных Резник и его сотрудники составили филогенетическое дерево вида "песси", а затем показали, что плацента у разных подвидов этих рыбок возникла трижды на протяжении их эволюции, причем всякий раз совершенно независимо от других подвидов, и ее развитие у каждого подвида шло различным путем, хотя привело к почти одинаковому результату. Затем, используя метод определения возраста мутаций по так называемым митохондриальным генам (это небольшое количество генов, которые находятся в особых органеллах клетки, так называемых митохондриях, и передаются только по материнской линии), группа Резника сумела определить момент, когда у "песси" впервые, в результате случайных мутаций, начала складываться плацента, а также моменты прохождения различных этапов этой эволюции.

Ученым удалось показать, что эти моменты соответствуют времени определенных геохимических процессов на Земле, которые, видимо, и способствовали появлению, закреплению и отбору этих мутаций. Оказалось, что весь срок складывания плаценты у "песси" составляет всего 750 тысяч лет. Это время имеет тот же порядок, что и развитие глаза, которое, по современным взглядам, тоже произошло за относительно короткое (в геологическом плане) время - около 400 тысяч лет. Для сравнения скажем, что плацента у млекопитающих (если пользоваться теми же, "митохондриальными" методами определения ее возраста) вполне сложилась уже 100 миллионов лет назад - этот огромный срок как раз и объясняет, почему сегодня так затруднительно найти останки млекопитающих, на которых можно было бы изучать отдельные этапы этого "плацентного становления".

Ну, что ж, снова упомянув о развитии глаза, мы вернулись к тому вопросу, который поставил сын моего друга, и, будучи джентльменами, обязаны теперь выполнить свое обещание, то есть рассказать, каким образом эволюция, без всякой посторонней помощи, ухитрилась создать этот сложный орган, который почему-то более всего ставит в тупик нынешних креационистов, заставляя их считать, что без Всевышнего тут не обошлось. Нам просто необходимо теперь доказать, что природе совсем незачем было беспокоить Всевышнего по таким пустякам, поскольку она могла прекрасно управиться с ними сама.

Опять бедный Дарвин!

Одна из книг на моей "биологической" полке называется "Alas, poor Darwin!" - что в переводе звучит "Увы, бедный (или несчастный) Дарвин!" Однако ее составители, известные нейробиологи Хилари и Стивен Роузи, прославившиеся изучением памяти, менее всего хотели упрекнуть или принизить Дарвина этим названием. Напротив, им, видимо, хотелось выразить сочувствие великому создателю эволюционной теории, идеи которого сегодня так безжалостно (по их, составителей, мнению) искажают и калечат некие люди, именующие себя "эволюционными психологами". Подзаголовок книги так и указывает своим обвинительным перстом: "Аргументы против эволюционной психологии". (Мы когда-то рассказывали о том, что такое "эволюционная психология", и, наверно, не раз еще к этому вернемся).

В отличие от Хилари и Стивена Роузов, создательница "теории социального отбора" Джоан Рафгарден и ее единомышленники весьма решительно хотят если не "сбросить Дарвина с корабля современности", то, по меньшей мере, потеснить его на палубе. И они нашли, как они полагают, то слабое звено, ухватившись за которое это можно сделать. Таким слабым звеном дарвинизма, по их мнению, является дарвиновская теория сексуального отбора.

Напомним, что это за теория. Напомним, начав с известного примера - с хвоста павлина. В отличие от сильных мускулов, быстрых ног и тому подобных качеств, реально увеличивающих шансы животного на выживание, такие качества, как пышный и длинный павлиний хвост, казалось бы, совершенно бесполезны в борьбе за существование, если не сказать больше. Почему же эволюция их сохранила и даже способствовала их развитию (ведь когда-то хвост среднего павлина наверняка был короче, чем сейчас)?

Отвечая на этот вопрос (а также на многие другие, конечно), Дарвин выдвинул теорию сексуального отбора. Главное утверждение этой теории гласит, что в коллективах разнополых животных происходит отбор по специфическим "сексуально привлекательным" признакам, потому что в таком коллективе самки стараются выбрать самого лучшего и самого привлекательного будущего отца, а самцы конкурируют между собой, стараясь привлечь внимание самок. Чем длиннее хвост павлина, тем больше у него шансов понравиться павлинихе, чем больше рога у оленя, тем больше у него шансов не только понравиться оленихе, но и одолеть в борьбе за нее слаборогого оленя-соперника. Много лет спустя после Дарвина, когда уже были открыты гены, биологи нашли объективную причину различия стратегий самцов и самок в сексуальном отборе и тем самым подтвердили идеи Дарвина: самки вкладывают в потомка больше затрат, чем самцы (яйцеклетки самок содержат, кроме генов, также и питательные вещества для будущего потомка), поэтому самки больше заинтересованы в одном, но "хорошем" отце, а самцы - в любых, но числом побольше, самках (чем больше самок, тем больше генов самец передаст, тем больше у него шансов стать отцом многочисленного потомства; самка же предпочитает немногих потомков, но таких, которым гарантировано выжить благодаря свойствам отца).

Амос Захави выдвинул альтернативное дарвиновскому объяснение длины павлиньего хвоста. Но та история началась еще в 1975 году и кончилась лет через пятнадцать. Сейчас же мы хотим рассказать о самых новых атаках на теорию сексуального отбора, все шире разворачивающихся сегодня в научной литературе. Одним из главных объектов этих атак является утверждение, будто в разнополых коллективах за каждым полом закреплены вполне определенные, неизменные сексуальные стратегии - самки выбирают самцов, самцы конкурируют из-за самок.

Американская исследовательница Патришия Говати оспаривает лежащую в основе этого утверждения мысль о неравном вкладе самцов и самок в потомство. У ряда рыб, говорит она, имеется способность производить как яйцеклетки, так и сперму, причем в ходе жизни они то и дело меняют свою роль, оказываясь то самками, то самцами. У других видов рыб пол, хотя он и предопределен с рождения, не предопределяет сексуальное поведение. Например, у голубожабрых губанов, кроме "настоящих" самок и самцов, существуют также феминизированные самцы, которые внешне выглядят как настоящие самки, но имеют мужские гениталии. Их поведение резко отличается от поведения настоящих самцов - они не конкурируют с ними за самок, а помогают им в их конкуренции. Не соответствует дарвиновской теории и поведение самцов некоторых морских млекопитающих, у которых самцы первое время носят детенышей в сумках, обеспечивая им наилучшие условия выживания. У этих видов не самцы конкурируют за самок, а, наоборот, самки ищут внимания самцов. Более того, обнаружены и такие виды животных, у которых имеется до трех разновидностей самцов и двух разновидностей самок. Здесь уже, понятно, совсем нельзя говорить о какой-то однозначной "мужской" или "женской" сексуальной стратегии.

Еще более серьезной проблемой для теории сексуального отбора является существование у животных гомосексуализма. Канадский биолог Пол Васи, изучавший это явление у японских макак, обнаружил, что самки этих макак образуют настоящие однополые сообщества, гомосексуальные группы, в которых царит лесбийская любовь. Самки, собирающиеся в такие группы, "оседлывают" друг друга десятки, а то и сотни раз на день - в одном случае Васи наблюдал группу, в которой такое оседлывание происходило каждые две минуты. При этом Васи не сумел, сколько ни пытался, выявить какую-либо приспособительную функцию такого объединения в гомосексуальные группы. Оно как будто бы не помогает ни в снятии социальных стрессов, ни в коммуникации - дело выглядит так, словно единственной "целью" такого объединения является получение сексуального удовлетворения. Подобное поведение наблюдается и у канадских гусей, а также у горилл и шимпанзе, не говоря уже о людях.

Обобщая все эти факты, американский биолог Джоан Рафгарден, самая известная из критиков дарвиновской теории сексуального отбора, выдвинула альтернативную ей теорию "социального отбора", согласно которой наличие однополых групп, члены которых отдают предпочтение определенному виду поведения или определенному качеству (признаку) своих сотоварищей, способно вызывать ускоренное эволюционное развитие этого типа поведения или этого признака - своего рода новый, обусловленный предпочтениями группы эволюционный процесс, "вышедший из-под контроля" сексуального отбора. В качестве примера такого процесса она приводит пятнистых гиен, у которых самки имеют гениталии, внешне похожие на гениталии самцов (пенис). Как и зачем это могло произойти? Рафгарден утверждает, что у таких видов репродуктивный успех самки резко зависит от того, включена она в такую эксклюзивную "социальную группу" или нет, поскольку эта группа, благодаря своей численности, располагает определенной, порой весьма существенной степенью контроля над пищевыми ресурсами всего коллектива. Если поначалу группа гиен-самок почему-либо стала отдавать предпочтение самкам, у которых случайно образовался пенис, то постепенно эта группа все более и более пополнялась такими животными, причем "социальный отбор" шел уже по самому факту наличия пениса и его длине: самки с малыми пенисами стали "исключаться" из "клуба", что уменьшало их шансы на репродукцию, то есть на воспроизведение себе подобных (тоже с малыми пенисами). Благодаря такому характеру социального отбора рост пениса у самок превратился в ускоряющийся ("вышедший из-под контроля") процесс.

Отличие "социального отбора" от "сексуального" (по Дарвину), говорит Рафгарден, состоит в том, что "выгода, получаемая животным, которое обладает "социально-включаемым" признаком, проистекает из-за того, что благодаря наличию этого признака оно включается в сильную группу особей своего же пола. И напротив, исключенность из социальной группы равносильна гибели, то есть самой сильной форме естественного отбора".

Эту свою идею "социального отбора" Рафгарден развернуто изложила в книге "Радуга эволюции", основной тезис которой состоит в том, что природа, на самом деле, демонстрирует множество примеров, противоречащих стереотипам теории сексуального отбора, и прежде всего - множество доказательств того, что самки способны так же жадно искать сексуального удовлетворения и конкурировать в борьбе за него, как и самцы. Многие противники этого тезиса считают, что он слишком заострен и что в своей борьбе с теорией сексуального отбора Рафгарден перехлестывает, "выбрасывая ребенка вместе с грязной водой". Ее оппоненты открыто утверждают, что радикализм Джоан Рафгарден продиктован ее феминистскими взглядами и политической близостью к активистам движения сексуальных меньшинств (гомосексуалистов и лесбиянок), а некоторые намекают даже, что тут сказывается общеизвестная особенность ее личной судьбы. (Джоан Рафгарден - трансвестит: пять лет назад, в 52-летнем возрасте, эта выдающаяся исследовательница, возглавлявшая специальную программу в Стэнфордском университете и называвшаяся тогда Джонатаном Рафгарденом, сделала операцию по изменению пола.) Все это вполне возможно, но не это должно определять наше отношение к выдвигаемым ею тезисам - определяющее значение имеет, опровержимы они или неопровержимы. Пока что следует признать, что новые факты, найденные исследователями в последние годы, в своей совокупности действительно рисуют более сложную картину взаимодействий в разнополых коллективах, чем та, которую предлагает классический дарвинизм.

Как сказала одна журналистка, посетившая недавнюю конференцию Американской ассоциации содействия науке, где обсуждались эти факты, "со времен Дарвина секс явно претерпел серьезную эволюцию".