Глава 3. Накопление полезных признаков
Базовая посылка эволюционных теорий видообразования в пользу постепенного формирования нового вида состоит в том, что в геноме особей исходного вида в результате мутаций появляются и под воздействием естественного отбора накапливаются полезные признаки.
Этот тезис вызывает у меня вопрос: каков критерий полезности вновь появившихся признаков?
Что касается человека, тут дело обстоит просто. Подходишь к такому носителю нового признака и задаешь вопрос в лоб: полезен ему этот признак или нет? И получаешь вполне определенный ответ. Но как быть со всеми остальными видами? Как ответить на вопрос не впадая в антропоцентризм? С точки зрения человека увеличение урожайности пшеницы после воздействия на ее семена гамма-излучения признак несомненно полезный, но вот с точки зрения пшеницы все может быть не столь однозначно.
Решение любого вопроса должно начинать с задания достаточно корректных начальных условий. Я предлагаю довести ситуацию до предельного состояния и посмотреть, как будет обстоять дело, если некий приобретенный в результате мутации признак в связи с изменением условий существования вида вдруг становится абсолютно необходимым для выживания вида. Другими словами в геноме особи есть пара комплементарных генов, представленных в виде доминантного (А) и рецессивного (а) аллеля. Интересующий нас признак контролируется одним из этих аллелей. В этих же начальных условиях оговариваем, что в качестве исходного материала у нас есть две особи противоположного пола – носители указанной пары генов. Жизненную задачу этих особей – произвести на свет носителей любой возможной комбинации этих генов тоже считаем реально выполнимой.
Тот факт, что мутация гена, приведшая к возникновению нового признака, может произойти только у одной особи нас смущать не должен. Допускаем, что особь эта после оной мутации находилась в репродуктивном возрасте и последующие поколения унаследовали бесценный дар.
Результаты усилий нашей пары производителей приведены в таблице.
| Аа | |
| Аа | АА Аа Аа аа |
При условии, что абсолютно необходимый для выживания признак контролируется доминантным аллелем (А), признаем особь с сочетанием аллелей -аа- нежизнеспособной и считаем, что она отбудет в мир иной до достижения репродуктивного возраста.
Отметим также тот факт, что в первом поколении появится особь с мономорфным (гомозиготным) сочетанием аллелей (АА) по рассматриваемому признаку и гомозиготность по этому признаку в целом в первом поколении составит 33%.
Таким же образом составляем таблицу для второго поколения, Как и в первом случае учитываем наличие мужской и женской особи, несущих одно и то же сочетание аллелей.
| АА | Аа | Аа | |
| АА | АА АА АА АА | АА Аа АА Аа | АА Аа АА Аа |
| Аа | АА АА Аа Аа | АА Аа Аа аа | АА Аа Аа аа |
| Аа | АА АА Аа Аа | АА Аа Аа аа | АА Аа Аа аа |
Всего получено 36 вариантов сочетаний из них 4 составляют сочетание -аа-. Но наряду с этим стоит обратить внимание на то, что процент гомозиготности аллелей по рассматриваемому признаку у жизнеспособных особей во втором поколении вырос и составил уже 50%.
Таблица для третьего поколения имеет размер 32х32 (32 строки и 32 столбца),что не позволяет включить ее в текст, да это и не имеет особого смысла. Проще определить количество всех сочетаний и определить процент мономорфности -АА- математическим путем.
Вот данные для третьего поколения:
общая численность потомства 4096 особей;
нежизнеспособных особей (несущих в геноме сочетание -аа-) 256;
процент гомозиготности аллелей по рассматриваемому признаку – 56,25%.
Мы снова видим увеличение процента гомозиготности по рассматриваемому признаку и обоснованно можем предположить, что этот процент будет расти и далее.
Рассмотрим теперь ситуацию, когда жизненно необходимый для выживания признак контролируется рецессивным аллелем. Здесь ситуация намного проще. Из первого поколения выживет лишь одна особь с сочетанием аллелей -аа-, т.е. процент гомозиготности по рассматриваемому признаку сразу станет равным 100% и таковым останется и в последующих поколениях. При условии, конечно, что изначально популяция располагает достаточным количеством носителей сочетания аллелей -Аа-. Ну с этим особых проблем не просматривается, особенно если с момента возникновения мутации, вызвавшей появления аллеля -а- до момента когда его наличие в геноме особей стало жизненно необходимым сменилось достаточное количество поколений, что опять же не невероятно, учитывая, что в природе изменение условий обитания вида чаще всего происходит достаточно плавно.
Мутации, как известно, могут привести к появлению не только полезных, но и вредных признаков. Но нетрудно заметить, что вредный признак – это тот же полезный признак, но со знаком минус. Таким образом ситуация с абсолютно вредными признаками сводится к уже рассмотренной.
Вернемся к тому, что мы рассматривали процесс накопления признаков в ситуации предельной, вероятность которой в природе пренебрежимо мала. Основная часть мутаций приводит к появлению относительно (в сравнении с имевшимся ранее) вредных и относительно полезных признаков. Но достаточно обоснованно можно предположить, что несмотря на это тенденции, выявленные выше имеют место и в этом случае. Таким образом можно сделать предварительный вывод.
Полезные в той или иной мере для выживания вида (популяции) признаки, возникшие в результате мутаций, сохраняются в геноме этого вида (популяции) С течением времени происходит увеличение процента мономорфности (гомозиготности в рамках всей популяции) по этим признакам, достигающего при некоторых условиях 100%.
Как нетрудно заметить, до сих пор все результаты наших рассуждений полностью подкрепляли позиции эволюционных учений. Особо выделен лишь факт наличия мономорфности аллелей, контролирующих полезные для выживания вида признаки и перманентного увеличения процента этой мономорфности (гомозиготности по этим признакам в рамках популяции).
Но пойдем дальше.
Глава 4. Признаки видовые и индивидуальные
Представим себе самую обычную ситуацию: в семье родился ребенок. Счастливый папа через несколько дней доставляет домой маму и дитя. Начинаются визиты бабушек и дедушек, дядей и тетей, сестер и братьев, знакомых и соседей. Главное, что их интересует – на кого же ребенок похож? Вот уши у него явно папины, а губы – мамины. Нос как у дедушки, а разрез глаз как у бабушки. А вот со цветом глаз что-то не получается. Но это никого не смущает – знать так наследственность распорядилась – может у прадедушки были глаза такого цвета.
Ситуация, как видим, самая обычная, и каждый из нас не раз был ее свидетелем Но есть в ней одна деталь. Никому не кажется странным, что ребенок – это человек. У него две руки и две ноги, два глаза и два уха, на руках и на ногах по пяти пальцев – словом у него присутствует все, что делает его человеком, у него присутствуют все признаки, характеризующие человека как биологический вид.
То же самое относится ко всему живому на земле. Беглого взгляда достаточно нам, чтобы сказать: «Это собака. Это кошка. Это таракан. Это сосна. Это роза. Это карась».
Любой представитель животного или растительного вида на Земле относится к какому-то биологическому виду, и несет в себе все характерные признаки этого вида – видовые признаки. И глядя на что-то живое мы в первую очередь определяем это живое как вид.
Ну а поскольку наличие любого присущего данной особи признака обусловлено генетически, то вполне справедливым будет утверждение, что наличие у любой особи всех видовых признаков обусловлено наличием в геноме каждой особи общей для всех особей данного вида совокупности генов, контролирующих эти признаки.
Именно эта совокупность генов (назовем ее видоопределяющей) определяет, что у человека должно быть два глаза, две руки, две ноги, что большой палец на ладони у человека противопоставлен остальным четырем пальцам и т.д. Именно видоопределяющая совокупность генов определяет строение и функционирование общих для всех людей органов и систем – нервной, мышечной, кровеносной, лимфатической и других. Только благодаря наличию этой совокупности генов существует, например, медицина, основанная на изучении и лечении общих для всех людей патологий имеющихся у каждого человека органов и систем.
Наличие в геноме видоопределяющей совокупности генов – факт объективный, ибо в противном случае отвергается и другой объективный факт – факт существования биологического вида.
Но как быть с тем фактом, что в общем-то все без исключения гены, образующие геном биологической особи в той или иной степени связаны с наличием, строением и функционированием присущей этой особи органов и систем? Можно ли в таком случае даже условно выделять в геноме его видообразующую часть?
Даже не широко раскрытыми глазами нетрудно увидеть, что далеко не все наши знакомые на одно лицо, скорее наоборот. Да и в масштабах села, города, да что там мелочиться – в мировом масштабе трудно найти двух совершенно схожих между собой людей (если только они не однояйцовые близнецы), что не мешает им оставаться людьми.
Как уже было сказано, в первую очередь мы определяем нечто живое как вид. Нам неважно, что эта конкретная сосенка немного кривовата, и что у одной собаки уши стоят торчком, а у другой повисли лопухами. Собака остается собакой, а сосна – сосной, и признаки, которые свойственны именно этой собаке и именно этой сосне в плане определения принадлежности к виду во внимание обычно не принимаются.
Так что по моему мнению выделение в геноме его видоопределяющей части с формальной точки зрения вполне корректно.
Гамма видообразующих признаков может быть определена на основе некоторой выборки особей.