Эволюция на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям

Природный ксерокс работает следующим образом. Специальный молекулярный механизм, который содержится в клетке, подъезжает с торца к молекуле ДНК и начинает резать ее вдоль, как бы распуская спирали ДНК. Это напоминает расстегивание застёжки-молнии, по которой едет замочек. Получаются два свободных конца, две свободных нитки, к которым тут же достраиваются плавающие в окружающем водном раствора комплементарные пары молекул, – «буквы». И через некоторое время вместо одной материнской молекулы ДНК получаются две дочерние.

Рис. 10. После того, как клеточные механизмы распустят молекулу ДНК вдоль, к разным её участкам могут присоединиться только определённые молекулярные кусочки – для достройки свободных нитей опять до полной спирали (точнее, двух полных спиралей)

Молекула ДНК устроена так, что «слова» и «буквы», которые стоят в ней напротив друг друга в двух спиралях, могут притянуть к себе только парные «слова» и «буквы», поскольку подходят друг к другу, как ключик к замочку. Это схематически изображено на рисунке ниже.

В общем, и захочешь при сборке ошибиться – не ошибешься: «ключик» к «замочку» не подойдёт. Но иногда ошибки все-таки случаются: к счастью, наш мир несовершенен, иначе он не смог бы развиваться, да и вообще вряд ли существовал бы. Эти ошибки происходят крайне редко: на десяток миллионов копирований ДНК – одна ошибка. Ошибки и сбои называются мутациями. Запомните это слово. Мутации обеспечивают изменчивость организмов в природе. Ошибки – двигатель прогресса!

А что означает ошибка в генетическом «тексте»?

Ошибка в книге может исказить смысл. Ошибка в компьютерной программе может сделать эту программу нерабочей. Ошибка шофёра может привести к смертельной аварии. А серьёзная ошибка в химическом тексте, по которому строится и функционирует тело, – это уродство. Поскольку случайная ошибка – это слепое искажение изначально работающего проекта, подавляющее количество ошибок будущего человека вредны или даже смертельны. Бывают, конечно, ошибки нейтральные, например, изменение цвета глаз. Оно практически ни на что не влияет – какая разница, голубая у человека радужная оболочка, каряя, зеленая или серая? Но если в результате сбоя генетической программы у детёныша не разовьется мозг, это уже серьёзно.

Однако это станет катастрофой только для неудачной особи, но не для природы. Природа такой ерундой не заморачивается. Она создала отличный, почти безошибочный механизм с минимальной вероятностью брака, и по поводу этого брака вообще не парится: сдох, и ладно! Совершенно здоровые особи миллионами мрут каждый день, пожираемые хищниками, уносимые голодом и болезнями, – так чего же волноваться об откровенно неудачном результате? Природа играет по-крупному! Для неё особь – расходный материал. Но не для нас, поскольку мы сами – особи и стараемся выжить…

В общем, 99 % мутаций – бесполезны или вредны.

Но иногда совершенно случайно ошибка может стать полезной, поскольку повышает приспособленность особи к среде. Что это значит? Это значит, что у мутанта появится чуть больше шансов выжить и оставить потомство, которое, в свою очередь, также сможет оставить потомство – и таким образом передать изменённый в результате мутации признак в будущее.

Пример.

Бабочки пяденицы любят жить на березах. Береза – белая. Поэтому крылья у пядениц белые, чтобы бабочки, сидящие на белых стволах, были незаметными для птиц. Ведь если птица бабочку заметит, то склюёт её, да и вся недолга… Но иногда в результате мутаций появляются на свет пяденицы с черными крыльями. Их участь незавидна: они слишком заметны на белых березах и потому быстро гибнут, даже не успев оставить потомство.

Но вдруг случается неожиданное – берёзы чернеют… Я рассказываю правдивую историю, на которую обратили внимание биологи Англии. Берёзы почернели, потому что на них начала осаживаться сажа: люди в XIX веке много топили углём, угольная копоть и смог покрывали тонким серо-чёрным слоем всё вокруг больших городов. Красивая белая кора березок тогда превратилась в сущее безобразие – нечто грязно-черное. И в этой ситуации преимущество неожиданно получили пяденицы-мутанты с темными крыльями – теперь уже они стали менее заметны на фоне грязной коры. А белые бабочки ярко выделялись на фоне темной грязи, и их склёвывали птицы. Мир перевернулся!

Очень скоро белокрылых бабочек вытеснили чернокрылые бабочки того же вида. Те чернокрылые мутанты, которые иногда появлялись раньше и быстро исчезали из жизни, теперь успевали оставить потомство! И передавали ему ген чернокрылости. Чернокрылых пядениц становилось всё больше и больше, а белокрылых убивали птицы. Птицы и выступили активным агентом окружающей среды, который осуществил естественный отбор.