Удивительная эволюция. Биологическая история Земли в невероятных превращениях и мутациях организмов

Есть различия и на генетическом уровне. Фенотипические сходства в разных популяциях обычно являются результатом мутаций в одних и тех же генах. Но не всегда. Иногда мутации в разных генах дают похожий фенотипический итог. Так, к примеру, недавно проведенная работа в лаборатории Пола Рейни^[95] показала, что существуют шестнадцать разных генетических путей, которые способны породить фенотип сморщенных заполнителей. И даже когда мутации происходят в одних и тех же генах в разных популяциях, конкретные изменения редко бывают одинаковыми. Как мы увидим в одиннадцатой главе, данная генетическая неопределенность, лежащая в основе фенотипической конвергенции, может иметь важное значение для последующей эволюции. И все равно результаты подобных исследований обычно сводятся к степени параллельной эволюции.

Необходимость перевешивает случайность. Как правило.

Радикально отличные эволюционные реакции в этих экспериментах редки, но история с Cit+ не единственный пример. В исследовании E.coli другая группа экспериментаторов^ обнаружила, что половина популяций E.coli разделилась на два типа, где один тип использовал цитрат более эффективно, чем второй. Похожая дивергенция также возникала в одной из популяций ДЭЭ. Еще в одном исследовании у части экспериментальных вирусных популяций развился совершенно новый способ атаковать E.coli. Все эти примеры – поразительная демонстрация того, что эволюционные повторы при идентичных условиях все равно каждый раз могут выдавать разные результаты. Это не распространенное явление, но такое случается.

Талант в осуществлении эволюционных экспериментов на микробах заключается в том, чтобы продемонстрировать максимальную эволюцию в короткий промежуток времени, по крайней мере, по человеческим меркам. Эксперимент с плодовыми мушками на шестьдесят тысяч генераций продлился бы тысячу лет, а на мышах – в десять раз дольше.

И все равно эти эксперименты, быть может, и не такие уж продолжительные. Шестьдесят тысяч генераций, с точки зрения геологии, равносильны морганию глаза. Виды существуют миллионы лет. Возможно, эти эксперименты все равно недостаточно долгие, хоть они и стали значительно длиннее и информативнее прежних. Рич Ленски допускает такую возможность.

Интересно, а что бы мы могли обнаружить, если бы научные последователи Ленски продлили ДЭЭ еще на несколько десятилетий? Конечно, чем дольше идет эксперимент, тем больше вероятность того, что проявится редкая, но полезная комбинация мутаций, которая приведет к большему числу случаев

Cit+. Возможно, через триста лет в шестисоттысячной генерации все двенадцать популяций в ДЭЭ станут Cit+. То, что кажется непредсказуемым в достаточно короткий промежуток времени, может стать неизбежным в более продолжительный временной отрезок.

В 2002 году, еще до того, как популяция Ага-3 пошла своим эволюционным путем, начав потреблять цитрат, ДЭЭ казался ярким подтверждением предсказуемости эволюции, мощным контраргументом столь популярной контингентности Гулда. Однако теперь ключевые выводы этих исследований, какими бы поразительными они не были, не кажутся уже столь очевидными. Действительно ли те одиннадцать популяций Cit-, дружно шагающих в ногу, демонстрируют, что эволюция обычно повторяема? Или Ага+ доказывает, что Гулд был прав, и эволюция непредсказуема? Ответ: и да, и нет.

В интервью^[97], опубликованном как раз в то время, когда я заканчивал работу над этой книгой, Ленски вспомнил о своих первоначальных взглядах, которых он придерживался три десятилетия назад. Отметив, что в двенадцати экспериментальных популяциях происходило много параллельных изменений, он также указал на различия – не только на Cit+, но и на некоторые другие, которые проявились лишь в одной или нескольких популяциях. «Несмотря на общее параллельное движение или повторяемость, чем дольше идет ДЭЭ, тем больше мы замечаем, что каждая популяция в действительности следует своим собственным путем», – сказал он. «И обе эти силы – случайные и предсказуемые – вместе создают то, что мы называем историей».

Глава одиннадцатая Мельчайшие частицы и пьяные плодовые мушки

Давайте еще раз вспомним, что говорил Гулд: «Я называю этот эксперимент^[98] «прокручиванием пленки жизни». Вы нажимаете на кнопку «перемотка» и, убедившись, что тщательно стерли все, что реально произошло, возвращаетесь в любое время и оказываетесь в прошлом… Затем вы снова прокручиваете пленку и смотрите, похож ли повтор на оригинал».

Это в точности то, что делал Зак Блаунт. С помощью магии микробиологии и мощных морозильных камер лаборатории Ленски Блаунт смог повторно прокрутить пленку, чтобы воссоздать те условия, которые существовали в прошлом, а потом позволить эволюции еще раз пройти своим курсом.