И с дрейфом генов тоже все непросто. Дрейф генов может приводить к увеличению изменчивости (то есть – нарушать генетическое равновесие) в пределах вида в целом, но он также может уменьшать изменчивость в пределах конкретной популяции, «убирая» из нее новые генотипы, появившиеся в результате мутаций. Здесь все зависит от размеров популяции, то есть от числа особей в ней. Согласно общестатистическим правилам, в больших популяциях дрейф генов будет обеспечивать генетическую стабильность, а в малых станет ее нарушать, вплоть до создания преимуществ для признаков, нетипичных для основной, «материнской» популяции. Так вот, в результате дрейфа генов в маленьких популяциях и появляются «в ускоренном темпе» новые виды.
С механизмами, нарушающими генетическое равновесие в популяциях, все ясно. В процессе мутагенеза гены изменяются, а приток генов из других популяций может приносить «нетипичные» гены. Перенос генов между популяциями стирает генетические различия между ними, но нарушает равновесие в каждой из них.
А напоследок – вот вам самое «вкусное». То есть самое трудное, самое непонятное, а именно основная теорема естественного отбора Фишера – Райта, она же фундаментальная теорема естественного отбора. К слову будь сказано (а вообще-то об этом следовало сказать в самом начале этой главы), английские биологи Рональд Фишер и Джон Холдейн наряду с американцем Сьюэлом Райтом считаются, причем совершенно заслуженно, основателями популяционной генетики. Фишер с Райтом расходились во взглядах по ряду фундаментальных вопросов, а если уж говорить начистоту, то просто на дух друг друга не переносили, но эти трения не помешали им осчастливить человечество совместно созданной теоремой. Вообще-то породил эту теорему Фишер, а Райт ее только «причесал», но справедливости ради в качестве авторов лучше указывать обоих.
Итак, вот вам теорема: интенсивность естественного отбора (а следовательно, и скорость эволюции путем отбора) пропорциональна величине генетической дисперсии по приспособленности эволюционирующей популяции, которая, в свою очередь, пропорциональна эффективному размеру популяции.
Хороша теорема, не правда ли? Начать бы с нее эту главу, так никто бы, кроме разве что корректора, ее до конца бы не дочитал. А в конец главы можно и не такое вставить. Мы же с вами уже не дилетанты, а продвинутые популяционные генетики. Сейчас расщелкаем эту теорему как орешек и пойдем отдыхать.
Термином «дисперсия» обозначают разнообразие признаков в популяции.
А в понятие «эффективный размер популяции» входят не все особи, составляющие популяцию, а только размножающиеся. С точки зрения эволюции в целом и естественного отбора в частности особь, не дающая потомства, – это ноль без палочки, и никакого внимания она не заслуживает.
Так что заумно-непонятную теорему можно сформулировать и на простом человеческом языке: интенсивность естественного отбора в популяции пропорциональна разнообразию приспособительных признаков в ней, а это разнообразие, в свою очередь, пропорционально количеству размножающихся особей.
Все! Точка! Финиш!
Идите отдыхать! Вы это заслужили.
Глава тринадцатая
Эпигенетика – наука о генетических интригах
Задумывались ли вы когда-нибудь о том, как из одной-единственной яйцеклетки развивается многоклеточный организм со всеми его органами, такими разнообразными, совершенно непохожими друг на друга?
Задумывались ли вы когда-нибудь о том, как одна клетка, с одной заложенной в ней генетической программой развития, дает начало разным клеткам? Для сведения – в теле взрослого человека насчитывается более двухсот типов клеток. Более двухсот! Из одной клетки, имеющей одну-единственную генетическую программу!
Если не задумывались, то сейчас самое время задуматься.
Действительно – а как это происходит?
Дайте свое объяснение этому «парадоксу». Не стесняйтесь – отпустите свое воображение в свободный полет. Задачу можно упростить. Вот вам один-единственный код, и будьте любезны создать на его основе двести разных белков. Белков, а не клеток, содержащих множество белков. Да пусть не двести белков, а двадцать – тоже хорошо. Только с одним условием – код изменять нельзя. Какой получили – с тем и работайте. Но разнообразие продуктов обеспечьте, будьте так любезны!
Если вы хотя бы подумали о возможности «включать» и «выключать» в нужны момент определенные фрагменты исходного кода, то считайте, что вплотную приблизились к правильному решению. Так в общем-то все и делается.
В этой главе у нас с вами разговор пойдет о генетических интригах – о том, как можно изменять экспрессию генов и фенотип, не изменяя последовательности ДНК. Код один, а результаты, то есть фенотипы, – разные. Что это такое, как не интриги?