English Deutsch
Новости
Эксперты отвечают

Несходство геномов дрозофилы и домашней мухи - это ерунда

Вопрос (Александр Журавлёв, "Группа тех, у кого креационизм вызывает большие сомнения"): Вот пример - статья (старая, правда) Леонида Ивановича Корочкина  (1935-2006), биолога и, между прочим, члена комиссии РАН по борьбе с  лженаукой, о нерешённых вопросах эволюции ("К спорам о дарвинизме", опубликованная в журнале «Химия и жизнь», №5, 1982 г.).  Конкретно из этой статьи мне выдали вот такую цитату: "...оказывается, что у домашней мухи – эволюционного родственника дрозофилы – геном устроен не так, как у дрозофилы, а так, как у лягушки и морского ежа. Откуда взялись – если исходить из представления об «общем предке» – столь глубокие и принципиальные различия на молекулярном уровне у близкородственных животных?"  Вообще, для дилетанта эта статья выглядит как антиэволюционная. В чём же истинный её смысл? 

Михаил Гельфанд: Вопрос об «истинном смысле статьи» следовало бы адресовать автору, но, к сожалению, мы не можем его спросить. Если же говорить о конкретных утверждениях, то они частично неверны, а частично - в силу времени написания статьи - противоречат тому, что мы знаем теперь, тридцать лет спустя. 

По пунктам статьи. Тезисно, потому что отвечать подробно значило бы написать учебник по эволюционной биологии. Читатель благоволит посмотреть сайт "Доказательства эволюции".

Далее изложение идет по принципу: цитата из статьи (вот таким цветом) – мой комментарий. 

1. Вот характерное место из книги Берга «Труды по теории эволюции» (М., 1977):

«Если животному, быстро бегающему, например антилопе, необходимо иметь длинные ноги, то, во-первых, одинаковые вариации должны сразу получиться на всех четырех ногах, во-вторых, одновременно с костями и в том же направлении должны удлиниться мышцы, сосуды, нервы, перестроиться все ткани. И притом все эти вариации должны быть наследственными... Такое чудо во всей истории Земли может случиться один раз, а между тем, если прав дарвинизм, вся эволюция должна быть таким перманентным чудом».

В тезисе Берга не учитывается простая вещь: согласованные изменения систем могут достигаться изменениями в работе одного или небольшого числа генов. Пример, как раз близкий к гипотетическому примеру Берга: есть ген, продукт которого регулирует развитие передней конечности млекопитающих. Если пересадить ген летучей мыши на место соответствующего гена в геноме мыши обычной, ничего не изменится. Но вот если пересадить не ген, а его область перед ним, с которой связываются другие белки-регуляторы, то конечность удлинится на 15%, сохраняя правильное соотношение  «мышц, сосудов, нервов, тканей».

Аналогично с геном, управляющем длиной пальцев (крыло летучей мыши - это видоизмененная кисть с длинными пальцами и перепонками между ними). 

2. Года полтора назад в опытах французских и японских исследователей была сделана попытка получить с помощью искусственного отбора половую изоляцию у плодовых мушек дрозофил: экспериментаторы намеревались вывести несколько «пород», в которых самки и самцы спаривались бы только внутри одной породы. Если бы это получилось, концепция отбора как всемогущего двигателя эволюции была бы блистательно подтверждена.

Увы, искусственный отбор и в этом случае оказался бессильным: добиться половой изоляции у мушек не удалось.

Упомянутый опыт доказывает лишь, что для появления половой изоляции требуется время большее, чем несколько лет. И что? 

3. На отбор принято ссылаться, когда ищут объяснение такому удивительному феномену, как мимикрия. Морской конек подделывается под водоросль, палочкообразный кузнечик имитирует сухой сучок, паук не отличим от комочка птичьего помета. Но как все-таки это получается? Каков механизм преобразования видов? Каким образом вид бабочки, подражающий древесному листу, может возникнуть из вида, который никаким листьям не подражает?

Внезапно, в результате одномоментного мутационного события? Но тогда естественный отбор окажется ни при чем. Если же предположить, что это могло произойти постепенно, по мере накопления многих мутаций, то хочется спросить; в состоянии ли ничтожные перемены обеспечить особям реальные преимущества в борьбе за существование, причем столь существенные, что они в конце концов приводят к появлению нового, совсем иного вида? Конкретно представить себе происхождение мимикрии с точки зрения теории естественного отбора невозможно.

Про мимикрию: на самом деле, существует множество градаций мимикрии, от очень грубых (примерное совпадение цвета с фоном) до очень тонких (морские коньки, палочники, осьминоги, меняющие окраску в зависимости от фона). Несложно представить себе, что постепенное улучшение уровня мимикрии ведет к большей выживаемости потомства и, стало быть, отбор приводит к появлению совершенных форм. Так что как раз это очень хорошо объясняется механизмом естественного отбора в классической форме. 

Пример появления новых признаков. В Северной Америке не было яблонь, зато была плодовая муха, личинки которой жили на боярышнике. После того, как в 19 веке были завезены яблони, появилась раса плодовой мухи, личинки которых живут в яблоках. Им там плохо: они реже доживают до взрослого состояния. Но зато там они защищены от наездника, яйцеклад которого достает до личинки в плоде боярышника, но не в яблоке. Появилась и раса наездников с длинным яйцекладом. Ясно, что мы наблюдаем ранний этап видообразования, причем в двух видах сразу: растительноядном и его паразите.

4. Если одни виды произошли от других, то в пластах Земли должны остаться следы такого происхождения – реликты исчезнувших промежуточных форм. Кое-какими находками наука вроде бы располагает; но это лишь два-три примера, которые кочуют из одного учебника в другой. История лошади, генеалогия слона... И баста. В огромном большинстве случаев идентифицировать переходные формы не удается.

За последние годы найдено множество промежуточных форм. Самые яркие: промежуточные формы между бегемотами и китами (что подтвердило сделанные методами молекулярной филогенетики предсказания о близком родстве этих очень разных на вид животных) и промежуточные формы между «нормальными» симметричными рыбами и камбалой, которые показывают, как один глаз постепенно переезжал на другую сторону тела. Среди последних было и несчастное существо, у которого этот процесс только начался: глаз уже сдвинулся к спине, но еще не пересек хребет и смотрел в дно.

Найдены переходные формы между рыбами и амфибиями, показывающие как происходил выход на сушу. Наконец, подтвердилось предсказание о происхождении человека от обезьяны: найдено множество переходных форм, из которых во времена Дарвина не было известно ни одной. 

На самом деле, палеонтология показывает существование вариаций; полезно при этом понимать, что неудачные виды долго не живут и вероятность быть обнаруженными в палеонтологической летописи для них очень мала. 

5. Так, вымерли гигантские олени с рогами (у самцов) весом до 25 килограммов и размахом до трех метров. Можно ли объяснить появление таких монструозных рогов действием естественного отбора? Едва ли. Какой от них прок? Одни неудобства. 

Механизм, который приводит к появлению рогов у оленей, хвоста у павлина и т.п., называется половой отбор. Он довольно хорошо описан, в том числе, экспериментально. Впрочем, тут можно обсуждать детали. 

6. Своего рода модельную систему для непосредственного экспериментального изучения механизмов эволюции предлагает микробиология. Простейшие, грибки, бактерии исследуются в лабораториях уже много десятков лет; испытаны всевозможные способы воздействия на них. И что же? Возник ли хоть один новый вид? Что-то не слышно… 

Молекулярный анализ геномов бактерий вполне показывает возникновение новых видов. На исторических временах - это, например, возникновение возбудителя чумы Yersinia pestis из Yersinia pseudotuberculosis примерно 10 тысяч лет назад. На лабораторных - возникновение у кишечной палочки способности питаться ацетатом в опытах Ричарда Ленского. 

Вообще сходство и несходство молекулярных структур совершенно не соответствует положению организмов на ветвях эволюционного древа. Вот один пример. Известно два типа организации ДНК в геноме. Один тип встречается у лягушки, морского ежа, у млекопитающих: вдоль нити ДНК сменяют друг друга уникальные последовательности нуклеотидов длиной в 1200 пар и повторяющиеся последовательности длиной в 300–400 пар. Другой тип – чередование уникальных последовательностей длиной в 13000 пар с повторяющимися последовательностями по 6000 пар нуклеотидов; он характерен для плодовой мухи дрозофилы, а также для некоторых птиц. И вот оказывается, что у домашней мухи – эволюционного родственника дрозофилы – геном устроен не так, как у дрозофилы, а так, как у лягушки и морского ежа. Откуда взялись – если исходить из представления об «общем предке» – столь глубокие и принципиальные различия на молекулярном уровне у близкородственных животных?

Про несходство геномов дрозофилы и домашней мухи и про большее сходство геномов дрозофилы, лягушки и морского ежа - это просто какая-то ерунда.

Последовательности этих геномов определены, всякий желающий может их сравнить и убедиться, что все в порядке – никаких отклонений от здравого смысла нет.

А в тех случаях, когда молекулярные деревья противоречили общепринятым - как в случае с китами и бегемотами - были сделаны находки, которые их подтвердили. Вообще, вопрос о соотношении молекулярной и морфологической эволюции очень интересен, но это предмет другого обсуждения.

Так что, при всем уважении к Леониду Ивановичу, его статья по большей части представляет собой недоразумение. Вообще, я помню этот цикл публикаций в «Химии и жизни». При всем уважении к редакции журнала, опубликовавшей в те гнилые времена нечто, противоречившее официальной точке зрения, следует признать, что они не выдерживали именно научной критики. Случается так, что официальная точка зрения оказывается относительно правильной, какое бы отвращение ни вызывали ее носители. Классический пример, тоже про эволюцию, но уже языка - критика марризма Сталиным в статье «Марксизм и вопросы языкознания». 

Светлана Боринская: Я не знаю, что подразумевает  в 1982 году Л.И.Корочкин под "молекулярными структурами", и какие части геномов у каждого рассматриваемого организма были исследованы. Вероятно, он говорит о представлениях о структуре геномов, установленных при исследовании реассоциации ДНК при плавлении.  Это время, когда методы секвенирования только-только вошли в практику (метод Сэнгера опубликован в 1975, и Максама-Гилберта в 1977), и каждая прочтенная сотня нуклеотидов могла быть  предметом  кандидатской диссертации.

Полагаю, что на нынешнем уровне полногеномных сиквенсов "молекулярные структуры" вполне соответствуют положению мух на эволюционном древе.

 

Вопросы Экспертам можно задать на форуме paleo.ru, или прислать в Редакцию.


21 октября - Ученые Против Мифов в Москве

Интересно

«Для человека, не искушенного в естественной исто­рии, прогулка по сельским местам или берегу моря по­добна посещению галереи, наполненной дивными творе­ниями искусства, из коих девять десятых обращены к стене. Преподайте ему начала естественной истории, и вы снабдите его каталогом тех шедевров, которые достой­ны быть повернуты и открыты взору». 

Гексли Томас, цит. по: Уильям Ирвин. Дарвин и Гексли. М., «Молодая Гвардия»,1973 г.,с. 47.

Catalog gominid Antropogenez.RU