Featured In

This Issue

Джон Вудморапп

Джон Вуд­мо­рапп — ма­гистр гу­ма­ни­тар­ных на­ук в об­ла­с­ти гео­ло­гии и ба­ка­лав­р гу­ма­ни­тар­ных на­ук в об­ла­с­ти био­ло­гии (сте­пе­ни при­сво­е­ны в од­ном из уни­вер­си­те­тов Сре­д­не­го За­па­да США). По про­фес­сии Вуд­мо­рапп — пре­по­да­ва­тель ес­те­ст­вен­ных на­ук. Ав­тор книг «Ис­сле­до­ва­ния гео­ло­гии Все­мир­но­го По­то­па» (Studies in Flood Geology), «Но­ев Ков­чег: ис­сле­до­ва­ние осу­ще­ст­ви­мо­сти про­ек­та» (Noah’s Ark: A Feasibility Study) и «Ми­фо­ло­гия со­в­ре­мен­ных ме­то­дов да­ти­ро­ва­ния» (The Mythology of Modern Dating Methods).

Од­ни эво­лю­ци­о­ни­сты от­ри­ца­ют сам фе­но­мен сло­ж­но­сти, не под­да­ю­щей­ся сни­же­нию; дру­гие же, пусть и в иных тер­минах, все же при­зна­ют, что та­кая сло­ж­ность – серь­ез­ная про­б­ле­ма для те­о­рии ор­га­ни­че­с­кой эво­лю­ции.

В этой не­боль­шой ста­тье мы рас­смо­т­рим три те­с­но свя­зан­ные ме­ж­ду со­бой при­ме­ра сло­ж­но­сти, не под­да­ю­щей­ся сни­же­нию. Это: а) об­ра­зо­ва­ние но­вых ком­п­ле­к­сов, ре­гу­ли­ру­ю­щих дей­ст­вие ге­нов; б) пред­по­ла­га­е­мая ге­не­ти­че­с­кая эво­лю­ция, ве­ду­щая к по­я­в­ле­нию ге­нов с прин­ци­пи­аль­но но­вы­ми, по срав­не­нию с их пред­ше­ст­вен­ни­ка­ми, функ­ци­я­ми; в) воз­ни­к­но­ве­ние но­вых бел­ков, функ­ции ко­то­рых кар­ди­наль­но от­ли­ча­ют­ся от функ­ций пред­по­ла­га­е­мых бел­ков-пред­ше­ст­вен­ни­ков. Во всех трех слу­ча­ях эво­лю­ци­о­ни­сты при­во­дят в при­мер слу­чаи од­но­вре­мен­ных из­ме­не­ний в про­яв­ле­нии ге­нов. Од­на­ко фе­но­ти­пи­че­с­кие по­с­лед­ст­вия этих из­ме­не­ний, на­блю­да­е­мые уче­ны­ми, все­гда не­зна­чи­тель­ны. Но да­же ес­ли все они бу­дут бла­го­при­ят­ны­ми или ней­т­раль­ны­ми, это ни­как не до­ка­зы­ва­ет, что ка­кая-ли­бо их ком­би­на­ция спо­соб­на про­из­ве­сти но­вую си­с­те­му, сло­ж­ность ко­то­рой не под­да­ет­ся сни­же­нию.

Все жи­вые ор­га­низ­мы име­ют чрез­вы­чай­но сло­ж­ное стро­е­ние. Те­о­рия эво­лю­ции ис­хо­дит из той пред­по­сыл­ки, что лю­бые био­ло­ги­че­с­кие си­с­те­мы воз­ни­к­ли пу­тем по­сте­пен­ной эво­лю­ции бо­лее про­стых си­с­тем. И хо­тя раз­ли­ч­ные на­пра­в­ле­ния те­о­рии эво­лю­ции рас­хо­дят­ся в во­п­ро­се о ро­ли ес­те­ст­вен­но­го от­бо­ра, все эво­лю­ци­о­ни­сты схо­дят­ся в том, что сло­ж­ность ор­га­ни­че­с­ко­го ми­ра не воз­ни­к­ла сра­зу, а при­об­ре­та­лась по­сте­пен­но. «Се­лек­ци­о­ни­сты» ут­вер­жда­ют, что це­ле­со­об­раз­ность лю­бо­го из­ме­не­ния в сто­ро­ну уве­ли­че­ния сло­ж­но­сти по­ве­ря­ет­ся ес­те­ст­вен­ным от­бо­ром. То есть, по умол­ча­нию пред­по­ла­га­ет­ся, что лю­бое из­ме­не­ние, ве­ду­щее к ус­ло­ж­не­нию стро­е­ния ор­га­низ­ма, пой­дет на поль­зу это­му ор­га­низ­му и по­то­му бу­дет под­дер­жа­но ес­те­ст­вен­ным от­бо­ром. И хо­тя са­ми по се­бе из­ме­не­ния не це­ле­на­пра­в­лен­ны, ко­не­ч­ный ре­зуль­тат это­го дли­тель­но­го и не­пре­рыв­но­го про­цес­са со­вер­шен­ст­во­ва­ния – по­я­в­ле­ние сло­ж­ной жи­вой си­с­те­мы.

Био­хи­мик Майкл Бихи, бу­ду­чи эво­лю­ци­о­ни­стом, все же ос­па­ри­ва­ет эту по­пу­ляр­ную и упор­но на­са­ж­да­е­мую то­ч­ку зре­ния:

«Ка­кая био­ло­ги­че­с­кая си­с­те­ма не мог­ла воз­ни­к­нуть пу­тем "мно­го­чи­с­лен­ных не­зна­чи­тель­ных по­с­ле­до­ва­тель­ных из­ме­не­ний"? Пре­ж­де все­го, си­с­те­ма, сло­ж­ность ко­то­рой не под­да­ет­ся даль­ней­ше­му сни­же­нию. Под та­ко­вой я по­ни­маю си­с­те­му, со­сто­я­щую из ря­да иде­аль­но со­от­вет­ст­ву­ю­щих друг дру­гу вза­и­мо­дей­ст­ву­ю­щих эле­мен­тов, ка­ж­дый из ко­то­рых не­об­хо­дим для эф­фе­к­тив­ной ра­бо­ты си­с­те­мы, а без не­го си­с­те­ма не спо­соб­на функ­ци­о­ни­ро­вать. Та­кая си­с­те­ма не мо­жет воз­ни­к­нуть не­по­сред­ст­вен­но (т. е. пу­тем по­сто­ян­но­го со­вер­шен­ст­во­ва­ния из­на­чаль­но­го ме­ха­низ­ма, ко­то­рое, од­на­ко, не ме­ня­ет его на­зна­че­ние и прин­ци­пы дей­ст­вия) в хо­де не­зна­чи­тель­ных по­с­ле­до­ва­тель­ных из­ме­не­ний бо­лее про­стой си­с­те­мы. Не мо­жет, по­сколь­ку лю­бая си­с­те­ма – пред­ше­ст­вен­ни­ца си­с­те­мы, сло­ж­ность ко­то­рой не под­да­ет­ся сни­же­нию, по оп­ре­де­ле­нию не­функ­ци­о­наль­на».1

Да­лее Би­хи при­во­дит не­сколь­ко на­блю­да­е­мых в био­хи­мии при­ме­ров сло­ж­но­сти, не под­да­ю­щей­ся сни­же­нию. Не­ко­то­рые эво­лю­ци­о­ни­сты (в ча­ст­но­сти, те, кто ре­цен­зи­ро­вал кни­гу Би­хи) без дол­гих рас­су­ж­де­ний от­ме­та­ют его до­во­ды и, не при­во­дя ни­ка­ких до­ка­за­тельств, ут­вер­жда­ют, что в при­ро­де не су­ще­ст­ву­ет си­с­те­мы, сло­ж­ность ко­то­рой не под­да­ва­лась бы сни­же­нию. Бы­ло бы до­с­та­то­ч­но вре­ме­ни – и чу­до­дей­ст­вен­ная си­ла ес­те­ст­вен­но­го от­бо­ра, за­кре­п­ля­ю­ще­го ге­не­ти­че­с­кие му­та­ции, яко­бы спо­соб­на со­вер­шить не­воз­мо­ж­ное. Ко­не­ч­но, это не бо­лее чем бра­ва­да. Од­на­ко сре­ди эво­лю­ци­о­ни­стов есть и те, кто, не упо­ми­ная о Би­хи и не упо­т­реб­ляя тер­мин «сло­ж­ность, не под­да­ю­ща­я­ся сни­же­нию», все же при­зна­ет, что этот фе­но­мен пред­ста­в­ля­ет со­бой серь­ез­ную про­б­ле­му для те­о­рии эво­лю­ции. Ни­же мы рас­смо­т­рим ряд при­ме­ров, ка­са­ю­щих­ся ме­ха­низ­мов ре­гу­ля­ции дей­ст­вия ге­нов и воз­ни­к­но­ве­ния но­вых бел­ков.

Воз­ни­к­но­ве­ние ре­гу­ля­тор­ных си­с­тем ге­но­ма

Осо­бен­но­стя­ми и сте­пе­нью нор­ма­тив­но­го про­яв­ле­ния ге­нов уп­ра­в­ля­ет си­с­те­ма вза­и­мо­свя­зан­ных ре­гу­ля­тор­ных эле­мен­тов, со­дер­жа­щих­ся в мо­ле­ку­ле ДНК. Ка­ким об­ра­зом та­кой сло­ж­ный ме­ха­низм мог раз­вить­ся в хо­де эво­лю­ции? Ги­по­те­за, вы­дви­ну­тая для объ­я­с­не­ния это­го, че­рес­чур на­по­ми­на­ет дет­скую ска­з­ку:

«Наи­боль­ший ин­те­рес пред­ста­в­ля­ют про­грес­сив­ные из­ме­не­ния в ре­гу­ля­тор­ных эле­мен­тах, вы­зван­ные ге­не­ти­че­с­ки­ми фа­к­то­ра­ми. Имен­но эти из­ме­не­ния от­вет­ст­вен­ны за мор­фо­ло­ги­че­с­кую эво­лю­цию, как ука­зы­ва­лось вы­ше. При по­я­в­ле­нии но­во­го ме­ха­низ­ма про­яв­ле­ния ге­нов, обес­пе­чи­ва­ю­ще­го счи­ты­ва­ние и пре­об­ра­зо­ва­ние ген­ной ин­фор­ма­ции, в эле­мен­тах это­го ме­ха­низ­ма, по-ви­ди­мо­му, од­но­вре­мен­но про­ис­хо­дят мно­го­чи­с­лен­ные про­грес­сив­ные му­та­ции. В био­ло­гии раз­ви­тия этот под­бор не­до­с­та­ю­щих эле­мен­тов на­зы­ва­ет­ся "ре­к­ру­ти­ро­ва­ни­ем" или "ко­о­п­та­ци­ей". Воз­ни­к­но­ве­ние та­ко­го но­во­го ме­ха­низ­ма – де­ло очень не­про­с­тое, так как но­вая си­с­те­ма вза­и­мо­дей­ст­ву­ю­щих ге­нов дол­ж­на по­сто­ян­но про­хо­дить про­вер­ку ес­те­ст­вен­ным от­бо­ром под дей­ст­ви­ем раз­ли­ч­ных вну­т­рен­них и внеш­них фа­к­то­ров. В очень ред­ких слу­ча­ях но­во­му ме­ха­низ­му уда­ет­ся прой­ти че­рез цепь му­та­ций и "дрейф ге­нов" при на­ли­чии уже име­ю­щих­ся спо­со­бов об­ра­бот­ки ге­не­ти­че­с­кой ин­фор­ма­ции, и то­г­да он за­ни­ма­ет ме­с­то в об­щем ме­ха­низ­ме ген­ной ре­гу­ля­ции. За­тем ста­би­ли­зи­ру­ю­щий от­бор про­дол­жа­ет дей­ст­во­вать на ре­гу­ля­тор­ные эле­мен­ты но­во­го ме­ха­низ­ма»2.

Имен­но так. А ес­ли бы у ко­ро­вы бы­ли кры­лья, она бы уме­ла ле­тать. Ни­же мы рас­смо­т­рим и дру­гие умо­з­ри­тель­ные рас­су­ж­де­ния эво­лю­ци­о­ни­стов, ста­вя­щие це­лью пре­одо­леть про­б­ле­му сло­ж­но­сти, не под­да­ю­щей­ся сни­же­нию. Все они ос­но­ва­ны на ве­ре в слу­чай­ные од­но­вре­мен­ные из­ме­не­ния в ге­но­ме, ко­то­рые яко­бы при­во­дят к по­я­в­ле­нию но­вой био­ло­ги­че­с­кой стру­к­ту­ры. В про­шлом ор­га­низ­мы с та­ки­ми из­ме­не­ни­я­ми на­зы­ва­ли «пер­спе­к­тив­ны­ми мон­ст­ра­ми». Мы же, учи­ты­вая, что рас­сма­т­ри­ва­е­мые на­ми си­с­те­мы не столь мас­штаб­ны, ус­лов­но на­зо­вем их «пер­спе­к­тив­ны­ми мон­ст­ри­ка­ми»3.

За раз­ви­тие ор­га­низ­ма от­ве­ча­ет пре­кра­с­но от­ре­гу­ли­ро­ван­ный ген­ный ме­ха­низм. Сло­ж­ность си­с­те­мы ген­ной ре­гу­ля­ции не под­да­ет­ся сни­же­нию, и за­крыть на это гла­за не так про­с­то. Де­ло не толь­ко в чет­ком вза­и­мо­дей­ст­вии всех ее эле­мен­тов, но и в том, что, за ис­к­лю­че­ни­ем не­ко­то­рых чрез­вы­чай­ных об­сто­я­тельств, эту си­с­те­му поч­ти не­воз­мо­ж­но раз­ру­шить: «Эво­лю­ция ис­поль­зу­ет ге­не­ти­че­с­кие раз­ли­чия ме­ж­ду осо­бя­ми для то­го, что­бы из­ме­нять про­грам­мы их раз­ви­тия, так как ин­ди­ви­ду­аль­ное раз­ви­тие в це­лом за­ви­сит от ге­не­ти­че­с­ких раз­ли­чий ме­ж­ду ор­га­низ­ма­ми и от из­ме­не­ний в сре­де их оби­та­ния. Те­о­ре­ти­че­с­кие мо­де­ли опи­сы­ва­ют, как до­с­ти­га­ет­ся и по­че­му со­хра­ня­ет­ся го­мео­стаз раз­ви­тия, а так­же – ка­ким об­ра­зом его мо­ж­но на­ру­шить для то­го, что­бы про­изош­ли эво­лю­ци­он­ные из­ме­не­ния»4.

Из­ме­не­ния в ге­не Hsp 90 у пло­до­вой муш­ки дро­зо­фи­лы, вы­зы­ва­е­мые оп­ре­де­лен­ны­ми эко­ло­ги­че­с­ки­ми фа­к­то­ра­ми, при­во­дят к од­но­вре­мен­ной по­те­ре ре­гу­ля­ции не­сколь­ких ге­нов. Это, в свою оче­редь, вы­ра­жа­ет­ся в по­я­в­ле­нии у му­шек са­мых раз­но­об­раз­ных ано­ма­лий раз­ви­тия: де­фор­ма­ции или от­сут­ст­вию глаз, из­ре­зан­но­сти крыль­ев, уд­во­е­нию ко­ли­че­ст­ва ще­ти­нок и т. д.6 Та­кие урод­ст­ва ед­ва ли мо­гут ук­ре­пить ве­ру в вы­ше­опи­сан­ный ме­ха­низм как при­чи­ну эво­лю­ци­он­ных из­ме­не­ний.

Это не оз­на­ча­ет, что в ге­но­ме не мо­гут про­ис­хо­дить од­но­вре­мен­ные из­ме­не­ния, при­во­дя­щие к ак­ти­ви­за­ции ра­нее скры­то­го био­ло­ги­че­с­ки оп­рав­дан­но­го ме­ха­низ­ма ге­не­ти­че­с­ких из­ме­не­ний. Не­сколь­ко при­ме­ров та­ких из­ме­не­ний бы­ли рас­смо­т­ре­ны в свя­зи с по­я­в­ле­ни­ем «скры­той» ге­не­ти­че­с­кой из­мен­чи­во­сти у ор­га­низ­мов, став­ших ред­ки­ми в по­с­ле­по­топ­ном ми­ре. Од­на­ко сле­ду­ет от­ме­тить, что из­ме­не­ния эти бы­ли весь­ма не­зна­чи­тель­ны. Так или ина­че, на­ру­ше­ние ра­бо­ты ген­ных ком­п­ле­к­сов – не­об­хо­ди­мое, но не до­с­та­то­ч­ное ус­ло­вие для об­ра­зо­ва­ния но­вых си­с­тем, сло­ж­ность ко­то­рых не под­да­ет­ся сни­же­нию. Воз­мо­ж­ность од­но­вре­мен­но­го воз­ни­к­но­ве­ния не­сколь­ких му­та­ций, пусть да­же ней­т­раль­ных или по­лез­ных, еще не до­ка­зы­ва­ет, что ка­кая-ли­бо из их ком­би­на­ций мо­жет при­ве­с­ти к по­я­в­ле­нию хо­тя бы од­ной си­с­те­мы со сло­ж­но­стью, не под­да­ю­щей­ся сни­же­нию.

В при­ве­ден­ной ни­же ци­та­те об­ра­тим вни­ма­ние на то, как стре­ми­тель­но ее ав­тор пе­ре­пры­ги­ва­ет от воз­мо­ж­но­сти на­ру­ше­ния ре­гу­ля­ции ген­ных ком­п­ле­к­сов сра­зу к же­лан­но­му ре­зуль­та­ту – ма­к­ро­эво­лю­ци­он­ным из­ме­не­ни­ям, вы­ра­жа­ю­щим­ся в по­я­в­ле­нии «пер­спе­к­тив­ных мон­ст­ри­ков».

«Пе­ре­стра­и­вая де­я­тель­ность мно­го­чи­с­лен­ных пре­об­ра­зо­ва­те­лей ин­фор­ма­ции и ос­лаб­ляя этим сра­зу не­сколь­ко ме­ха­низ­мов ин­ди­ви­ду­аль­но­го раз­ви­тия, Hsp 90 мо­жет рас­ши­рить пре­де­лы из­мен­чи­во­сти, по­з­во­ляя ес­те­ст­вен­но­му от­бо­ру за­кре­п­лять ре­зуль­тат од­но­вре­мен­ной пе­ре­строй­ки мно­же­ст­ва раз­ли­ч­ных про­цес­сов… Ген Hsp 90, при оп­ре­де­лен­ных ус­ло­ви­ях вы­сво­бо­ж­да­ю­щий скры­тые ре­зер­вы мор­фо­ге­не­ти­че­с­кой из­мен­чи­во­сти, мог спо­соб­ст­во­вать об­ра­зо­ва­нию от­дель­ных ли­ний; и, воз­мо­ж­но, имен­но он ока­зал­ся от­вет­ст­ве­нен за взры­вы ви­до­об­ра­зо­ва­ния, сле­ды ко­то­рых мы на­блю­да­ем в ле­то­пи­си ока­ме­не­ло­стей».5 Про­ис­хо­ж­де­ние но­вых био­ло­ги­че­с­ких функ­ций

Ав­тор ни­же­сле­ду­ю­щей ци­та­ты, Кох, не­со­м­нен­но, при­зна­ет на­ли­чие в при­ро­де сло­ж­но­сти, ко­то­рая не под­да­ет­ся сни­же­нию: «Боль­шая за­гад­ка для био­ло­гов-эво­лю­ци­о­ни­стов со­сто­ит в том, что воз­ни­к­но­ве­ние но­вых форм или функ­ций тре­бу­ет со­че­та­ния не­сколь­ких не за­ви­ся­щих друг от дру­га ге­не­ти­че­с­ких из­ме­не­ний. Но не­по­нят­но, как все эти из­ме­не­ния на­ка­п­ли­ва­лись в ор­га­низ­ме, ес­ли по от­дель­но­сти они, ско­рее все­го, бы­ли вред­ны для не­го и дол­ж­ны бы­ли ис­чез­нуть под дей­ст­ви­ем ес­те­ст­вен­но­го от­бо­ра».6

Три де­ся­ти­ле­тия то­му на­зад Кох8 вы­дви­нул еще од­ну ги­по­те­зу про­ис­хо­ж­де­ния «пер­спе­к­тив­ных мон­ст­ри­ков». Со­г­ла­с­но ей, ге­ны мо­гут на не­ко­то­рое вре­мя ина­к­ти­ви­ро­вать­ся. Это по­з­во­ля­ет им прой­ти че­рез «дрейф ге­нов» и под­вер­гать­ся слу­чай­ным му­та­ци­ям, не ри­с­куя по­пасть в про­кру­сто­во ло­же ес­те­ст­вен­но­го от­бо­ра. За­тем эти ге­ны вновь ак­ти­ви­ру­ют­ся, и на­ко­пив­ши­е­ся в них мно­го­чи­с­лен­ные му­та­ции про­хо­дят од­но­вре­мен­ную про­вер­ку ес­те­ст­вен­ным от­бо­ром. По­лу­чив­ша­я­ся ком­би­на­ция мо­жет ока­зать­ся бла­го­при­ят­ной для ор­га­низ­ма и да­же при­ве­с­ти к вне­зап­но­му по­я­в­ле­нию но­вых яв­ле­ний.

Од­на­ко в на­ши дни счи­та­ет­ся, что этот ги­по­те­ти­че­с­кий про­цесс ина­к­ти­ва­ции и ак­ти­ва­ции ге­нов не мо­жет быть ос­но­вой эво­лю­ции.

«Из­ве­ст­ные нам ме­ха­низ­мы ина­к­ти­ва­ции и по­с­ле­ду­ю­щей ак­ти­ва­ции ге­нов всту­па­ют в дей­ст­вие ред­ко, дей­ст­ву­ют спо­ра­ди­че­с­ки и не­яс­но, ка­ким об­ра­зом они обес­пе­чи­ва­ют од­но­вре­мен­ный от­бор из­ме­не­ний в не­сколь­ких ге­нах»7.

Тру и Линдквист9 пред­ло­жи­ли дру­гую ги­по­те­зу о ме­ха­низ­ме на­ко­п­ле­ния ней­т­раль­ных му­та­ций. В ос­но­ве это­го ме­ха­низ­ма ле­жит при­он (бел­ко­вая ви­ру­с­ная ча­с­ти­ца), опо­сре­до­ван­но уп­ра­в­ля­ю­щий дей­ст­ви­ем ко­до­нов пре­ж­де­вре­мен­ной ос­та­нов­ки счи­ты­ва­ния ге­нов дрож­жей. «Вы­бо­ро­ч­ное чте­ние» ге­нов обес­пе­чи­ва­ет оп­ре­де­лен­ное раз­но­об­ра­зие их про­яв­ле­ния. Пред­по­ла­га­ет­ся, что по­ка «вклю­чен» ко­дон пре­ж­де­вре­мен­ной ос­та­нов­ки, му­та­ции в ге­нах, рас­по­ло­жен­ных в це­пи за ним, мо­гут на­ка­п­ли­вать­ся, по­сколь­ку этот уча­сток ге­но­ма не под­вер­га­ет­ся счи­ты­ва­нию, и му­та­ции в нем не про­яв­ля­ют­ся. За­тем при­он «вы­клю­ча­ет» этот ко­дон, и ге­ны в ра­нее скры­том уча­ст­ке ге­но­ма на­чи­на­ют про­яв­лять­ся. То­г­да сра­зу все фе­но­ти­пи­че­с­кие по­с­лед­ст­вия на­ко­пив­ших­ся в них му­та­ций про­хо­дят про­вер­ку ес­те­ст­вен­ным от­бо­ром. Уче­ные ус­та­но­ви­ли, что имен­но этот ме­ха­низм у дрож­жей от­вет­ст­ве­нен за по­я­в­ле­ние та­ких свойств, как те­п­ло­стой­кость и спо­соб­ность рас­ти при раз­ли­ч­ных хи­ми­че­с­ких воз­дей­ст­ви­ях, а так­же гео­ме­т­ри­че­с­кая фор­ма ко­ло­нии дрожжей10. Но, не­смо­т­ря на то, что ме­ха­низм вклю­че­ния и вы­клю­че­ния ко­до­нов мо­жет про­из­во­дить но­вые (или про­яв­лять скры­тые) фе­но­ти­пы, его зна­че­ние весь­ма не­ве­ли­ко. Эти но­вые фе­но­ти­пы – не бо­лее чем «пе­ре­та­сов­ка» уже име­ю­щих­ся при­зна­ков, а во­все не при­ме­ры ра­ди­каль­ных из­ме­не­ний. Дрож­жи все рав­но ос­та­ют­ся дрож­жа­ми. Ка­ким же об­ра­зом на­ко­п­ле­ние му­та­ций мо­жет при­ве­с­ти к по­я­в­ле­нию си­с­тем, сло­ж­ность ко­то­рых не под­да­ет­ся сни­же­нию? Вчи­та­ем­ся в при­ве­ден­ную ни­же ци­та­ту:

«Как та­кая си­с­те­ма по­я­ви­лась и со­хра­ня­лась в хо­де эво­лю­ции? Мы пред­ла­га­ем три воз­мо­ж­ных пу­ти, ко­то­рые не ис­к­лю­ча­ют друг дру­га… Раз­но­об­ра­зие фе­но­ти­пов, по­ро­ж­да­е­мое уча­ст­ка­ми от­кры­то­го чте­ния ге­нов, счи­ты­ва­ние ко­то­рых за­ви­сит от дей­ст­вия при­она, за­ви­сит от то­го, в ка­ких из них про­изош­ли му­та­ции, ина­к­ти­ви­ру­ю­щие ко­дон ос­та­нов­ки, от ча­с­то­ты их по­л­но­го про­чте­ния и на­ли­чия дру­гих му­та­ций, про­ис­шед­ших в них, по­ка эти уча­ст­ки не про­чи­ты­ва­лись… Та­кие ме­ха­низ­мы ис­поль­зу­ют­ся при­ро­дой ши­ре, чем мы пред­по­ла­га­ли ра­нее, и ока­зы­ва­ют су­ще­ст­вен­ное вли­я­ние на тем­пы и пу­ти эво­лю­ци­он­ных из­ме­не­ний».8

И сно­ва зву­чит как ска­з­ка для де­тей! Опять на­ли­цо ло­ги­че­с­кий ска­чок – от скром­ных фе­но­ти­пи­че­с­ких из­ме­не­ний, на­блю­да­е­мых уче­ны­ми, сра­зу к столь же­лан­но­му для эво­лю­ци­о­ни­стов по­я­в­ле­нию со­вер­шен­но но­вых си­с­тем и функ­ций.

Воз­ни­к­но­ве­ние но­вых бел­ков: оче­ред­ные

«пер­спе­к­тив­ные мон­ст­ри­ки»

Вы­ше мы об­су­ж­да­ли идеи Коха8 в свя­зи с про­б­ле­мой, ко­то­рую пред­ста­в­ля­ло для эво­лю­ци­о­ни­стов объ­я­с­не­ние од­но­вре­мен­ных круп­но­мас­штаб­ных бла­го­при­ят­ных из­ме­не­ний, не­об­хо­ди­мых для по­я­в­ле­ния но­вых био­ло­ги­че­с­ких функ­ций. Ко­г­да речь за­хо­дит о пред­по­ла­га­е­мом об­ра­зо­ва­нии но­вых бел­ков из уже су­ще­ст­ву­ю­щих, ста­но­вит­ся яс­но, что цепь по­с­ле­до­ва­тель­ных из­ме­не­ний от ис­ход­ной фор­мы к но­вой то­же бес­пер­спе­к­тив­на. Бе­лок с про­ме­жу­то­ч­ной по­с­ле­до­ва­тель­но­стью ами­но­ки­с­лот на­вер­ня­ка ока­жет­ся вре­ден для ор­га­низ­ма (а ско­рее все­го, ор­га­низм во­об­ще не смо­жет его син­те­зи­ро­вать) и по­то­му не прой­дет ес­те­ст­вен­ный от­бор. От­ме­тим, что Кох при­зна­вал этот факт. Он так и на­звал свою ра­бо­ту: «Ва­ж­ность не­чи­та­бель­ных про­ме­жу­то­ч­ных по­с­ле­до­ва­тель­но­стей».9 По су­ще­ст­ву, это глав­ная пре­гра­да, о ко­то­рую раз­би­ва­ют­ся все эво­лю­ци­он­ные объ­я­с­не­ния про­ис­хо­ж­де­ния но­вых си­с­тем, сло­ж­ность ко­то­рых не под­да­ет­ся сни­же­нию.

Гар­ри­сон и Гер­штейн, по умол­ча­нию при­зна­вая, что бе­лок пред­ста­в­ля­ет со­бой имен­но та­кую си­с­те­му, по­пы­та­лись мо­дер­ни­зи­ро­вать ги­по­те­зу Ко­ха с по­мо­щью со­в­ре­мен­ных на­уч­ных дан­ных и со­от­вет­ст­ву­ю­щей тер­ми­но­ло­гии: «Как в тех или иных фи­ло­ге­не­ти­че­с­ких груп­пах воз­ни­ка­ют бел­ки, уни­каль­ные для этих групп? Су­дя по ри­сун­ку [см. начало], в ря­де слу­ча­ев тру­д­но пред­ста­вить ме­ха­низм, при ко­то­ром ка­ж­дая про­ме­жу­то­ч­ная фор­ма бу­дет функ­ци­о­наль­ным бел­ком. (Это от­ли­ча­ет эво­лю­цию бел­ков от дру­гих на­пра­в­ле­ний эво­лю­ции, где по­я­в­ле­ние функ­ци­о­наль­ных про­ме­жу­то­ч­ных форм, под­дер­жи­ва­е­мых ес­те­ст­вен­ным от­бо­ром, бо­лее ве­ро­ят­но). Ко­не­ч­но, мо­ж­но пред­по­ло­жить, что от­ве­том на этот па­ра­докс мог­ли бы стать «вос­ста­на­в­ли­ва­ю­щи­е­ся псев­до­ге­ны». Так, по­с­ле­до­ва­тель­ность ами­но­ки­с­лот, со­дер­жа­щая оп­ре­де­лен­ный до­мен или, что бо­лее ве­ро­ят­но, часть до­ме­на, мо­жет ста­но­вить­ся псев­до­ген­ной. А, бу­ду­чи псев­до­ге­ном, она мо­жет сво­бод­но эво­лю­ци­о­ни­ро­вать, а по­том вос­ста­но­вить­ся и об­ра­зо­вать но­вый до­мен бел­ко­вой це­пи. В этом слу­чае ка­ж­дая про­ме­жу­то­ч­ная фор­ма не обя­за­на быть функ­ци­о­наль­ным бел­ком в ря­ду дру­гих».10

Об­ра­тим вни­ма­ние на упо­т­реб­лен­ный в ци­та­те гла­гол «пред­по­ло­жить». Впол­не под­хо­дя­щий тер­мин для оцен­ки ме­ха­низ­мов по про­из­вод­ст­ву «пер­спе­к­тив­ных мон­ст­ри­ков»! Как и в рас­смо­т­рен­ных вы­ше слу­ча­ях, умо­з­ри­тель­ные пред­по­ло­же­ния от­нюдь не при­бли­жа­ют нас к по­ни­ма­нию то­го, как воз­ни­ка­ют но­вые бел­ки, сло­ж­ность ко­то­рых не под­да­ет­ся сни­же­нию. Но не­смо­т­ря на ут­вер­жде­ния о су­ще­ст­во­ва­нии псев­до­ге­нов, ко­то­рые в кон­це кон­цов вос­ста­на­в­ли­ва­ют­ся и ста­но­вят­ся на­сто­я­щи­ми ге­на­ми,11 из­ве­ст­но край­не ма­ло при­ме­ров это­го яв­ле­ния (не го­во­ря уж о том, что вся те­о­рия псев­до­ге­нов ос­но­ва­на на фи­ло­ге­не­ти­че­с­ком ана­ли­зе, в ко­то­ром ор­га­ни­че­с­кая эво­лю­ция не под­вер­га­ет­ся со­м­не­нию). Так что эво­лю­ци­о­ни­сты вновь спо­ты­ка­ют­ся о чрез­вы­чай­ную ред­кость по­сту­ли­ру­е­мых ими яв­ле­ний, как от­ме­ча­ли Тру и Лин­дк­вист.12

Пред­при­ни­ма­лись и дру­гие по­пыт­ки най­ти эво­лю­ци­он­ное объ­я­с­не­ние по­я­в­ле­ния но­вых бел­ков. Так, Тей­вер­на и Голдстайн12 об­ра­ти­ли вни­ма­ние на то, что бел­ки жи­вых ор­га­низ­мов, в от­ли­чие от син­те­ти­че­с­ких бел­ков, со­хра­ня­ют стру­к­ту­ру, ста­биль­ность и функ­ци­о­наль­ность, да­же ес­ли по­с­ле­до­ва­тель­ность ами­но­ки­с­лот пре­тер­пе­ла зна­чи­тель­ные из­ме­не­ния. Ци­ти­руя и раз­ви­вая ряд те­о­ре­ти­че­с­ких изы­ска­ний, они пред­по­ло­жи­ли, что бел­ки жи­вых ор­га­низ­мов при­об­ре­ли ус­той­чи­вость в хо­де эво­лю­ции: «По­че­му ус­той­чи­вость бел­ко­вых по­с­ле­до­ва­тель­но­стей к дей­ст­вию то­че­ч­ных му­та­ций не до­с­ти­га­ет­ся при син­те­зе бел­ков в ла­бо­ра­тор­ных ус­ло­ви­ях?.. Мо­ж­но пред­по­ло­жить, что эта ус­той­чи­вость при­об­ре­те­на в про­цес­се эво­лю­ции… Прин­ци­пы ус­той­чи­во­сти бел­ков в при­ро­де не­при­ме­ни­мы по от­но­ше­нию к син­те­ти­че­с­ким бел­кам. Что­бы со­з­дать ус­той­чи­вый син­те­ти­че­с­кий бе­лок, его ну­ж­но сде­лать по­хо­жим на бел­ки жи­вой при­ро­ды».

От­сю­да вы­те­ка­ет ос­но­во­по­ла­га­ю­щий во­п­рос – о про­ис­хо­ж­де­нии и раз­но­об­ра­зии бел­ков в жи­вой при­ро­де!

Об­су­ж­де­ние и вы­во­ды

Мы рас­смо­т­ре­ли все­го три при­ме­ра сло­ж­но­сти, не под­да­ю­щей­ся даль­ней­ше­му сни­же­нию. По­э­то­му на ос­но­ва­нии этой ко­рот­кой ста­тьи не­воз­мо­ж­но сде­лать об­щий вы­вод о рас­про­стра­нен­но­сти си­с­тем, сло­ж­ность ко­то­рых не под­да­ет­ся сни­же­нию.

Тра­ди­ци­он­ное пред­ста­в­ле­ние о по­э­тап­ных ма­к­ро­эво­лю­ци­он­ных из­ме­не­ни­ях, до­с­то­ин­ст­вом ко­то­ро­го эво­лю­ци­о­ни­сты на­зы­ва­ют до­с­та­то­ч­ную ве­ро­ят­ность ка­ж­до­го та­ко­го из­ме­не­ния, име­ет в то же вре­мя боль­шой не­до­с­та­ток. Оно не объ­я­с­ня­ет ме­ха­низм од­но­вре­мен­ных из­ме­не­ний, не­об­хо­ди­мых для со­з­да­ния но­вых стру­к­тур, об­ла­да­ю­щих сло­ж­но­стью, не под­да­ю­щей­ся сни­же­нию. Ги­по­те­за «пер­спе­к­тив­ных мон­ст­ров» при­зва­на ис­пра­вить этот не­до­с­та­ток: она пред­по­ла­га­ет не­кое чрез­вы­чай­но ма­ло­ве­ро­ят­ное со­бы­тие, ко­то­рое те­о­ре­ти­че­с­ки ве­дет к од­но­вре­мен­ным вза­и­мо­свя­зан­ным из­ме­не­ни­ям. Рас­смо­т­рен­ная на­ми ги­по­те­за «пер­спе­к­тив­ных мон­ст­ри­ков» – не­что сре­д­нее ме­ж­ду эти­ми дву­мя под­хо­да­ми к объ­я­с­не­нию яко­бы имев­ших ме­с­то ма­к­ро­эво­лю­ци­он­ных из­ме­не­ний. Во­п­рос в том, объ­е­ди­ня­ет ли она в се­бе до­с­то­ин­ст­ва этих двух под­хо­дов или их не­до­с­тат­ки?

От­ме­тим глав­ное: все из­ме­не­ния, о ко­то­рых идет речь в ци­ти­ру­е­мых ра­бо­тах, весь­ма не­зна­чи­тель­ны. Объ­я­с­нять про­ис­хо­ж­де­ние но­вых си­с­тем, сло­ж­ность ко­то­рых не под­да­ет­ся сни­же­нию, с по­мо­щью рас­смо­т­рен­ных в этой ста­тье ме­ха­низ­мов – зна­чит про­ти­во­ре­чить здра­во­му смы­с­лу. Не су­ще­ст­ву­ет не толь­ко до­ка­за­тельств, но и ма­лей­ше­го на­ме­ка на то, что эти (или по­хо­жие) из­ме­не­ния ко­г­да-ли­бо до­с­тиг­нут кри­ти­че­с­кой мас­сы и по­ро­дят прин­ци­пи­аль­но но­вые фор­мы жиз­ни с бо­лее вы­со­ким уров­нем ор­га­ни­за­ции, вы­ра­жа­е­мым та­к­со­но­ми­че­с­кой ка­те­го­ри­ей со­от­вет­ст­ву­ю­ще­го ран­га. На­про­тив, оче­вид­но, что се­рия по­доб­ных из­ме­не­ний, во-пер­вых, край­не ма­ло­ве­ро­ят­на, а, во-вто­рых, не спо­соб­на при­ве­с­ти к од­но­вре­мен­ным круп­но­мас­штаб­ным из­ме­не­ни­ям. Ес­ли вос­поль­зо­вать­ся при­ме­ром Би­хи с мы­ше­лов­кой,13 то од­но­му «пер­спе­к­тив­но­му мон­ст­ри­ку», те­о­ре­ти­че­с­ки, мо­жет быть, и уда­ст­ся со­з­дать рам­ку, ко­то­рая бу­дет пре­во­с­ход­но со­че­тать­ся с ос­таль­ны­ми де­та­ля­ми ги­по­те­ти­че­с­кой мы­ше­лов­ки. Но нет ров­ным сче­том ни­ка­ких ос­но­ва­ний по­ла­гать, что дру­гие «мон­ст­ри­кы» за­тем од­ну за дру­гой со­тво­рят ос­таль­ные де­та­ли – пру­жи­ну, сто­ро­жок и т. д., – име­ю­щие ну­ж­ную фор­му, раз­ме­щен­ные и вза­и­мо­дей­ст­ву­ю­щие един­ст­вен­но пра­виль­ным об­ра­зом.

Воз­ни­ка­ет ощу­ще­ние, что эво­лю­ци­о­ни­сты вы­ду­ма­ли «пер­спе­к­тив­ных мон­ст­ров» про­с­то от от­ча­я­ния. Ги­гант­ская про­пасть, по од­ну сто­ро­ну ко­то­рой ос­та­ют­ся кро­ше­ч­ные из­ме­не­ния, на­блю­да­е­мые уче­ны­ми, а по дру­гую – те­о­ре­ти­че­с­кие ре­зуль­та­ты ма­к­ро­эво­лю­ции, убе­ди­тель­но под­твер­жда­ет ве­со­мость та­ко­го ар­гу­мен­та в поль­зу ра­зум­но­го за­мы­с­ла, ка­ким яв­ля­ет­ся су­ще­ст­во­ва­ние сло­ж­но­сти, не под­да­ю­щей­ся сни­же­нию.

Footnotes

  1. Behe, M.J., Darwin’ s Black Box, Free Press, New York, p. 39, 1996. Back
  2. Ohta, T., Near-neutrality in evolution of genes and gene regulation, Proc. Nat. Acad. Sci. USA 99:16136, 2002. Back
  3. Иде­аль­ным при­ме­ром «пер­спе­к­тив­но­го мон­ст­ра» бы­ла бы ле­та­ю­щая пти­ца, вы­лу­пив­ша­я­ся из яй­ца ре­п­ти­лии. Back
  4. Rutherford, S.L. and Lindquist, S., Hsp90 as a capacitor for morphological evolution, Nature 396:341, 1998. Back
  5. Rutherford and Lindquist, Ref. 4, pp. 336-340. Back
  6. Woodmorappe, J., Noah s Ark: A Feasibility Study, Institute for Creation Research, El Cajon, pp. 189-190, 1996. Эти не­зна­чи­тель­ные од­но­вре­мен­ные из­ме­не­ния бы­ли бы хо­ро­ши для та­ких яв­ле­ний, как иди­о­а­да­п­та­ция ор­га­низ­мов к ус­ло­ви­ям ок­ру­жа­ю­щей сре­ды по­с­ле По­то­па, но не для об­ра­зо­ва­ния но­вых си­с­тем, сло­ж­ность ко­то­рых не под­да­ет­ся сни­же­нию. Back
  7. True, H.L. and Lindquist, S.L., A yeast prion provides a mechanism for genetic variation and phenotypic diversity, Nature 407:477, 2000. Back
  8. Koch, A.L., Enzyme evolution: I. The importance of untranslatable intermediates, Genetics 72:297-316, 1972. Back
  9. True and Lindquist, Ref. 7, pp. 477-483. Back
  10. True and Lindquist, Ref. 7, p. 482. Back
  11. Harrison, P.M. and Gerstein, M., Studying genomes through the aeons: protein families, pseudogenes and proteome evolution, J. Molecular Biology 318(5): 1170, 2002. Back
  12. Taverna, D.M. and Goldstein, R.A., Why are proteins so robust to site mutations? J. Molecular Biology 315:479-84, 2002. Back
  13. Behe, Ref. 2, pp. 42-43. Back