Эволюция. От Дарвина до современных теорий

И это еще не все. Теперь мы знаем, что в зависимости от среды развития организма определенный набор генов может создавать различные фенотипы. Данная способность называется пластичностью развития. Ранее ее считали «шумом» или «регулировкой», однако недавние исследования показали, что она может играть куда более важную роль в процессе эволюции (см. главу 8). Наряду со способностью специфически реагировать на особые условия, организмы развили в себе способность гибко реагировать на все, что на них воздействует. Такая адаптивность является результатом дарвиновской эволюции, происходящей внутри организмов. Как будто в ходе своего развития каждый организм продолжает эволюционировать, создавая новые разновидности и отбирая наиболее благоприятные варианты. Это позволяет различным системам организма (поведенческой (через обучение), нервной и иммунной) адаптироваться к любой среде, в которой оказывается особь.

Гибкий фенотип

Гибкий фенотип отвечает за выживание особей в краткосрочной перспективе и способен запускать эволюционные механизмы с последующим генетическим изменением. В подтверждение данной идеи было проведено несколько экспериментов, которые показали, что под воздействием новой среды организмы развивают признаки, характерные для уже адаптировавшихся к этой среде близкородственных видов.

Например, морские колюшки с бентическим (придонном) или озерным (среднеглубинном) способом питания становятся похожими на популяции, приспособленные к жизни в соответствующей среде. Это говорит о том, что адаптация способна возникать в качестве мгновенной реакции на окружающую среду, а естественный отбор продолжит благоприятствовать таким особям, закрепляя полезные свойства посредством генетической эволюции.

Существуют экспериментальные данные о том, что формы насекомых, рыб и земноводных, образованные под влиянием окружающей среды, способны развивать репродуктивную изоляцию. Это означает, что со временем такие особи не смогут скрещиваться с другими представителями своего вида – это ключевой шаг к видообразованию. Таким образом, пластичность развития играет решающую роль не только в процессе адаптации, но и при видообразовании.

Особенности развития также подрывают ортодоксальные представления о факторах, влияющих на направление эволюции. Современный синтез ставит естественный отбор во главе развития, рассматривая его как единственное объяснение адаптации. Биологи-эволюционисты склонны верить в беспристрастность эволюции, ведь считается, что генетическая мутация происходит совершенно случайно. Однако поводом усомниться в правильности данной идеи служит «искажение развития» – тот факт, что некоторые признаки развиваются легче остальных. Тем самым повышается заманчивая вероятность того, что разнообразие жизни обусловлено не только выживанием сильнейших, но и появлением наиболее встречающихся признаков.

Искажение развития проливает свет на ряд удивительных особенностей эволюции. Рассмотрим параллельную радиацию, при которой вид, населяющий определенную местность, расщепляется на несколько форм. Параллельно с этим происходит идентичное и независимое расщепление того же вида в других средовых областях. Известный пример – цихлиды из африканских озер Малави и Танганьики. По форме тела многие цихлиды Малави больше похожи на цихлид из Танганьики, несмотря на близкое родство с обитателями своего озера. Форма тела является адаптивным признаком, поэтому, безусловно, здесь не обошлось без естественного отбора. Однако те формы, которые мы видим, – не всегда единственные из возможных адаптивных решений. Все это указывает на существование неких особенностей развития цихлид, которые повышают вероятность появления той или иной формы. Искажение развития позволяет объяснить причины видового разнообразия цихлид и других групп организмов. Возможно, все дело в том, что они хорошо преуспели в создании новых вариантов, способных воспользоваться определенными экологическими возможностями.

Такая творческая ипостась развития контрастирует с традиционной ролью ограничителя адаптации. Ограничения объясняют причину отсутствия эволюции или адаптации – малая заинтересованность. Многие биологи-эволюционисты сомневаются в правильности подобного мышления. Возможно, искажение развития не просто ограничивает доступные формы для отбора, а задает направление эволюции, создавая некую колею, по которой будет курсировать двигатель отбора.

Непассивные наблюдатели

Существует еще один способ, позволяющий организмам управлять своей эволюцией. Отбор представляется в виде процесса, в котором внешние агенты (условия окружающей среды) отбирают альтернативные варианты по их пригодности. Это слишком пассивная роль. Организмы не просто сталкиваются с силами природы. Выбирая среду обитания и возможные способы ее изменения, организмы становятся главными участниками в процессе определения полезных признаков. Получается, что организмы создают какие-то условия своего существования, и это влияет на ход эволюции.