Эволюция. От Дарвина до современных теорий

Однако в популяциях меньшего размера со слабым давлением отбора у таких мутаций появляется небольшой шанс уцелеть и распространиться в результате случайного дрейфа генов. Если такое произошло, то дупликатные гены начнут обзаводиться собственными мутациями. Мутация в одной копии может разрушить ее способность к выполнению одной из двух начальных функций гена. Тогда вторая копия может разучиться выполнять вторую функцию. Опять же, данные изменения не несут никакой полезности – такие животные продолжат выглядеть и вести себя одинаково. Однако и эти мутации способны распространиться в результате дрейфа генов. Таким образом, популяция прошла бы целый путь от наличия одного гена с двумя функциями до появления двух генов с одной функцией в каждом.

Это увеличение сложности генома происходило бы не из-за давления отбора, а вопреки ему. Тем не менее оно могло бы стать отправной точкой для большей физической или поведенческой сложности, потому что теперь каждый ген способен развиваться обособленно. Например, он может включаться или выключаться в разное время или в разных тканях. И как только появятся какие-либо благоприятные мутации, естественный отбор сразу же о себе заявит.

Такое чувство, что в основе эволюции лежит совершенно разнонаправленное давление: сложные структуры и модели поведения (глаза и язык) совершенно точно являются результатом естественного отбора, а сильный отбор (как и в больших популяциях) блокирует случайные геномные изменения, которые могут привести к усложнению.

Эволюция создает шедевры

«Вам не нужна идеальная адаптация, чтобы выжить. Достаточно того же уровня адаптации, что и у конкурентов».

Адаптация, или приспособленность, – это извечная тема документальных фильмов о дикой природе. Снова и снова нам рассказывают, как хорошо животные приспособлены к своей среде обитания. Но, к сожалению, обычно это не так.

Вспомним белку обыкновенную (рыжую белку), которая, казалось бы, идеально приспособилась к окружающей среде. Но затем в Великобритании появилась серая белка и показала, что на самом деле ее уровень адаптации к широколиственным лесам намного выше.

Существует множество причин, почему эволюция не создает идеальных «проектов». Для естественного отбора нужно, чтобы нечто просто функционировало, а не работало на полную мощность. И варианты «на авось» здесь далеко не редкость. Классический пример тому – «большой палец» панды, представляющий собой видоизмененную кость запястья. Ей животное пользуется как противопоставленным большим пальцем для захвата бамбука. Это не самый идеальный вариант, но поскольку настоящий большой палец животного срощен с лапой, панде пришлось согласиться на более неуклюжую альтернативу.

Эволюция меняет существующие структуры гораздо чаще, чем создает новые. Лопастные плавники древней рыбы превратились в совершенно разные структуры: крылья, копыта и руки. Это означает, что у нас пять пальцев на руках только потому, что такое же число было у амфибий, а не потому, что это являлось оптимальным количеством.

Многие группы не развили в себе особых свойств для большей приспособляемости. Акулам не хватает плавательного пузыря, который помогает костным рыбам лучше управлять своей плавучестью. Вместо этого им приходится полагаться на плавательные способности, жирную печень для высокой плавучести и периодическое заглатывание воздуха. Легкие млекопитающих с двунаправленной циркуляцией воздуха гораздо менее эффективны, чем легкие птиц, в которых воздух движется только в одном направлении.

Повторяющаяся мутация будет означать, что некоторые потенциально полезные функции могут потеряться. Многие приматы не умеют вырабатывать витамин С – эта способность сохранилась у животных, получающих в своем рационе много витамина С. В то же время такие «потери» могут ограничиваться при изменениях среды обитания, что и продемонстрировал один примат во время долгого морского путешествия.

Недальновидность эволюции приводит к появлению заведомо ошибочных моделей. Одним из примеров того является глаз позвоночных со слепым пятном в месте прохождения нерва через сетчатку. Если естественный отбор основывается на плохой, но рабочей модели, то все потомки вида, как правило, никуда от нее не денутся.

Но меняется и сама среда обитания. В конкурирующей борьбе между хищником и жертвой, паразитом и хозяином виды должны поддерживать свой текущий уровень приспособляемости и повышать его путем постоянного развития. Как сказала Красная Королева из «Алисы в стране чудес»: «Нужно бежать со всех ног, чтобы только оставаться на месте».