Путеводитель зоолога по Галактике. Что земные животные могут рассказать об инопланетянах — и о нас самих

Теория, получившая название «ламаркизм», как нам теперь известно, в своей основе ошибочна, и в адрес Ламарка с тех пор было высказано много незаслуженных насмешек. Немецкий биолог Август Вейсман пытался опровергнуть закон наследования приобретенных признаков, поколение за поколением отрезая хвосты мышам и дожидаясь рождения бесхвостого мышонка. В наше время трудно воспринимать подобные эксперименты всерьез, особенно с учетом того, что иудейским младенцам делают обрезание на протяжении как минимум ста поколений, однако никто из их потомков пока еще не родился без крайней плоти. Что ж, одна из особенностей науки — в том, что иногда эксперимент нужно провести, чтобы убедиться в его бессмысленности.

Теперь мы действительно разбираемся в молекулярных механизмах наследственности. В наше время известно, что на планете Земля правила Ламарка по большей части не работают. Но отсюда не следует с очевидностью, что они в принципе неверны, а именно неверны для любой планеты, независимо от биохимической основы роста и размножения обитающих там организмов. Возможно, в инопланетные аналоги генов встроить приобретенные в течение жизни изменения не так трудно, как в ДНК. Можно смело утверждать, что, если существует планета, на которой законы Ламарка работают, или если ее обитатели сконструируют искусственную жизнь, способную передавать накопленный в течение жизни опыт по наследству, — эволюция там пойдет по совсем иному и, вероятно, непостижимому для нас пути. Животные и растения станут приспосабливаться намного быстрее, если смогут передавать свои приобретенные за жизнь признаки потомству напрямую!

В чем заключается фундаментальная ошибка идей Ламарка и ошибка ли это вообще? Биологам трудно уверенно ответить на этот вопрос. Ясно, что представления Ламарка ошибочны применительно к Земле, но, возможно, это не более чем частный случай — продукт конкретных химических механизмов, с помощью которых ДНК воспроизводится в потомстве животных. Есть, однако, два соображения в пользу того, что эволюция по Ламарку вряд ли может быть естественным явлением и на других планетах.

Развитие, развитие, развитие

У большинства людей имеется общее представление о том, что естественный отбор действует через случайные мутации. Благоприятные мутации сохраняются и распространяются в популяции, тогда как неблагоприятные означают, что их неудачливый носитель рано погибнет. Однако на самом деле это не совсем точное объяснение эволюционного процесса. Большинство крупных мутаций — причем подавляющее большинство — крайне вредны. Если бы для появления глаз, крыльев или длинной шеи приходилось дожидаться благоприятной мутации, ожидание было бы очень долгим. Чаще всего полезные адаптации возникают в результате не «мутации, от которой вырастает лишняя рука», а куда более простых мутаций, изменяющих ход эмбрионального развития. Тонкие воздействия могут быть эффективны, но при этом менее рискованны. На гончарном круге можно вылепить горшки чрезвычайно разнообразных форм и размеров, слегка изменяя усилия, которые вы прилагаете к глиняному кому во время вращения. Это гораздо более элегантное решение, чем просто прилепить еще кусок глины, хоть мы и восторгаемся творчеством малышей из начальных классов, которые именно так и поступают.

Возьмем самый знаменитый пример Ламарка — длинную шею жирафа. Если вы жирафий предок с короткой шеей, как вам дотянуться до верхних листьев, которые никто другой не сможет достать? Есть шанс, что ваш жирафенок родится с особой мутацией — дополнительным шейным позвонком! Удачливый Жираф-младший сможет добраться до этих неиспользуемых листьев с большей вероятностью, чем его сверстники, выжить и размножиться, а значит, передать ту же мутацию своим детенышам. У многих животных действительно время от времени случаются мутации, обеспечивающие им дополнительный позвонок. Но у жирафов шейных позвонков столько же, сколько у человека или у мыши. Крупная мутация не только маловероятна, но и опасна. Такому серьезному изменению скелета должны сопутствовать изменения других составляющих эмбрионального развития: одновременно потребуется изменить всю нервную систему и кровоснабжение, иначе Жираф-младший окажется вообще нежизнеспособен. Крупные мутации, как правило, полезными не бывают. Внезапные изменения куда чаще вредят, чем помогают.