Что такое биологическая эволюция?

Многим людям ответ на этот вопрос покажется очевидным. Что такое теория эволюции, примерно знают все (или думают, что знают). Представления об эволюции, как о процессе, в течение которого живые организмы изменяются на протяжении времени, существовали задолго до выхода в свет «Происхождения видов» — то есть, задолго до Дарвина. Неясными оставались лишь причины изменений организмов и механизмы их передачи потомству.

Ламаркизм и Дарвинизм

Натуралист Жан Батист Ламарк считал, что, поскольку, эволюция протекает постепенно, не имеет смысла говорить о видах, лишь об отдельных организмах. Для объяснения этого он сформулировал закон «упражнения и неупражнения признаков»: жирафам, например, приходится все время вытягивать шею, чтобы дотянуться до листьев, поэтому их шеи вытягиваются со временем. То есть в течение жизни животные используют одни органы чаще, другие – реже, так что первые крепнут, а последние — слабеют. Изменения, приобретенные путем такой тренировки, передаются по наследству потомкам. Согласно Ламарку, эволюцией движет «внутреннее стремление к совершенству». (Lamarck, J. B. Philosophie Zoologique. 1815, [1])

А согласно Дарвину – естественный отбор. Потомства рождается больше, чем может выжить, разные особи обладают разными чертами, которые могут увеличить или уменьшить их вероятность оставить собственное потомство. Некоторые черты наследуются, и в следующем поколении увеличивается доля особей, приспособленных к жизни именно в этой среде (Darwin, C. On the origin of species by means of natural selection. 1859, [2]).

Можно долго приводить доказательства эволюции, и книг на эту тему написано немало. Подробнее вопрос изучить можно здесь, а в данной статье мы лишь затронем самые современные взгляды на теорию эволюции. На данный момент она претерпела сильные изменения и носит название синтетической теории эволюции [3].

Кто же был прав?

«Как могут сообщиться зародышевой клетке, лежащей внутри тела, изменения, произошедшие в мускуле благодаря его упражнению, или уменьшение, испытанное органом от неупотребления? И притом еще сообщаться так, чтобы впоследствии, когда эта клетка вырастет в новый организм, она на соответствующем мускуле и на соответствующей части тела из самой себя произвела те же самые изменения, какие возникли у родителей в результате употребления или неупотребления?» (Weismann A. Das Keimplasma. 1892, [4]).

Для того, чтобы окончательно отказаться от идеи Ламарка наследования приобретенных признаков, Август Вейсман провел такой эксперимент: он отрезал хвосты мышам на протяжении пяти поколений, что не привело к рождению бесхвостых мышат в шестом [5]. Так был сформулирован принцип «Вейсмановского барьера» — клетки тела не могут передавать информацию половым клеткам.

Но с течением времени и эта идея несколько поколебалась. Соматические мутации (мутации клеток тела) действительно не передаются половым клеткам, но исключение из этого правила все же существует. Ретровирусы из соматических клеток могут встраиваться в половые, перенося в месте с собой генетическую информацию. Кроме того, помимо самой ДНК модифицироваться может и плотность ее «упаковки» — это иллюстрирует эпигенетика. То есть некоторые изменения, произошедшие с клетками в течение их жизни, действительно наследуются.

Подводя итог, сложно сказать — так ли неправ был Ламарк и так ли прав был Дарвин? Современные представления о теории эволюции объединяют часть представлений их обоих, но также опровергают некоторые их идеи. Концепция естественного отбора Дарвина не вызывает сомнений, а эпигенетика позволяет организмам наследовать изменения соматических клеток «по Ламарку».

Градуализм и пунктуализм

Другое заблуждение касаемо теории эволюции заключается в том, что эволюция происходит путем постепенной трансформации (градуализм) или скачкообразно (пунктуализм, теория прерывистого равновесия). На самом деле спор между приверженцами обоих взглядов длился уже очень долго и разрешился лишь в недавно - ничьей.

Оказалось [4], что соотношение градуалистической и пунктуалистической составляющих эволюционного процесса можно измерить, сопоставив длины ветвей эволюционных деревьев (эти реконструкции строятся на основе сравнения нуклеотидных последовательностей ДНК). Проанализировав деревья, исследователи пришли к выводу, что в среднем 22% различий в ДНК возникает во время кратких периодов интенсивного видообразования, а остальные 78% постепенно накапливаются во время долгих периодов сохранения небольших изменений. Скачкообразность эволюции в меньшей степени свойственна высокоорганизованным организмам, что связано с отсутствием у них активного горизонтального переноса генов.

Заключение

Может показаться, что эволюционная биология уже пережила свой расцвет, однако в этой области все еще остается немало загадок. С появлением эпигенетики оказалось, что эволюция возможна и без мутаций — изменения в активности генов родителей, связанные со средой, передается и их потомкам. Современная теория эволюции все время модифицируется и уточняется на разных уровнях, от молекулярного до организменного.

Источник: m.vk.com

Комментарии: