Эволюция: Неопровержимые доказательства

Позволю себе несколько отклониться от темы, поскольку чрезвычайно важно объяснить читателю, что естественный отбор – это не единственный процесс, обуславливающий эволюцию. Большинство биологов определяют эволюцию как изменение в соотношении аллелей (разных форм генов) в генофонде популяции. Например, вспомним нашего пляжного хомячка. По мере того как частота «светлых» форм гена Agouti в популяции хомячка возрастает, популяция и окрас меха развиваются и меняются. Но подобная перемена может произойти и иными путями. У каждой особи есть два экземпляра каждого гена (аллели), которые могут быть идентичными или разными. Каждый раз, когда происходит половое размножение, один из аллелей каждой пары генов передается от родителя потомству, а другой аллель приходит от другого родителя. То, какой именно из пары родительских генов передастся потомству, чистая лотерея. Например, если у вас четвертая группа крови (комбинация аллельных генов A и B) и вы произвели на свет только одного ребенка, то вероятность, что ребенок получит аллель A, составляет 50 % и аллель B – тоже 50 %. Если в семье один ребенок, то один из ваших аллелей неизбежно пропадет. В результате в каждом поколении гены родителей принимают участие в лотерее, выигрыш в которой – то, будет ли ген передан следующему поколению. Поскольку количество потомства ограничено, частота генов, представленных у потомства, не будет совпадать с частотой генов, представленных у родителей. Этот «отбор» генов в точности напоминает подбрасывание монетки – «орел или решка». Хотя при любом таком броске вероятность выпадения «орла» будет составлять 50 %, но если вы сделали лишь несколько бросков, то велика вероятность, что возникнет отклонение от ожидаемого результата (например, если подбросить монетку четыре раза, у вас вероятность того, что все четыре раза выпадет только «орел» или только «решка», будет составлять 12 %). Таким образом в маленьких популяциях частота разных аллелей со временем может меняться исключительно по воле случая. И в игру могут вступать новые мутации, и их частота будет расти или повышаться также по воле случая. В конечном итоге эта генетическая игра в «орла или решку» может даже привести к тому, что гены окажутся зафиксированы в популяции (т. е. их частота поднимется до 100 %) или, наоборот, полностью исчезнут.

Подобные случайные изменения, со временем происходящие в частоте генов, называются дрейфом генов. Это автоматический эволюционный процесс, поскольку он включает изменения, происходящие со временем в частоте аллелей, но они вызваны не естественным отбором. Одним из примеров эволюции путем генетического дрейфа могут послужить необычные частоты групп крови в религиозных американских общинах амишей[37] и данкеров[38]. Это маленькие, изолированные религиозные общины, члены которых роднятся между собой браками, т. е. здесь создаются самые подходящие условия для быстрой эволюции путем генетического дрейфа.

Случайный отбор также может произойти, когда популяция берет свое начало всего от нескольких иммигрантов, как происходит в ситуации, когда отдельные особи колонизируют острова или новую территорию. Например, практически полное отсутствие генов третьей группы крови (аллель B) у коренных американцев, возможно, отражает утрату этого гена малочисленной популяцией людей, которые колонизировали Северную Америку примерно 12 000 лет назад, прибыв из Азии.

И дрейф генов, и естественный отбор порождают генетические изменения, которые мы считаем эволюцией. Но между ними есть существенная разница. Дрейф генов – процесс случайный, в то время как отбор – противоположность случайности. Генетический дрейф может изменить частоту аллелей независимо от того, насколько они полезны для своего носителя. Естественный отбор, наоборот, всегда избавляется от вредных аллелей и повышает частоту полезных.

Будучи абсолютно случайным процессом, генетический дрейф не может порождать эволюционных адаптаций. Он никогда не смог бы создать крыло или глаз. Для этого нужен неслучайный естественный отбор. Зато генетическому дрейфу под силу повлиять на эволюцию признаков, которые для организма ни вредны, ни полезны. Дарвин, который, как всегда, оказался пророком, выдвинул эту идею в «Происхождении видов»: