Мертвый лев: Посмертная биография Дарвина и его идей
Шрифт:
Известно много примеров, иллюстрирующих это правило. Например, родословная современных лошадей началась с предкового вида (эогиппус, или гиракотерий) величиной с собаку, причем не самую крупную. С ходом времени размеры представителей конского племени все возрастали (а параллельно у них сокращалось число пальцев на ногах), так что современные однопалые лошади являются самыми крупными его представителями (рис. 3.3).
За последние шесть-семь миллионов лет резко увеличился объем мозга у представителей семейства гоминид в той его родословной линии, которая ведет к современному человеку (табл. 3.1). Хотя правило Копа говорит о величине животного в целом, к объему мозга оно тоже применимо, потому что эта величина у гоминид (как и длина черепа у лошадей) тесно коррелирует с общим размером тела.
Еще одна красивая иллюстрация правила Копа – изменение размеров гигантских палеозойских членистоногих, ракоскорпионов (они же эуриптериды). Большинство самых крупных представителей этой группы известно из поздних периодов палеозоя – каменноугольного (карбона) и пермского, в то время как в раннем палеозое (ордовик, силур) Мировой океан населяли сравнительно мелкие виды.
Таблица 3.1
Объем мозга и геологический возраст некоторых ископаемых гоминид [1]
1
Геологический
Некоторые ученые считали правило Копа эволюционным законом, не имеющим исключений и подтверждающим идею о направленной эволюции. Но позднее выяснилось, что это не более чем тенденция, имеющая массу исключений. Наряду с прогрессивным увеличением размеров во многих случаях мы сталкиваемся с тем, что очень крупные или очень мелкие существа оказываются в геологической летописи не там, где им «положено» по правилу Копа. Самый крупный вид ракоскорпиона (и одновременно самое крупное членистоногое, когда-либо обитавшее на Земле), Jaekelopterus rhenaniae, морское чудовище длиной около 2,5 м, – жил не в конце, а в середине палеозоя, в девонском периоде, что противоречит правилу Копа {126} (рис. 3.4). И в человеческой родословной мы встречаем удивительного «хоббита» (он же – флоресский человек). Этот карликовый вид существовал сравнительно недавно, фактически в одно время с неандертальцами и ранними представителями нашего вида. Объем его мозга составлял около 400 см3, что неплохо по меркам шимпанзе, но уже с точки зрения австралопитеков – совсем не повод для гордости. Выбиваются из общего тренда и наши двоюродные братцы неандертальцы. Их показатели объема мозга немного превосходят показатели Homo sapiens, однако неандертальцы потерпели поражение в эволюционной борьбе с нами.
126
Еще один хороший пример, который дают нам членистоногие, – гигантские стрекозоподобные насекомые с размахом крыльев 75 см, а также многоножки, длина тела которых достигала 180 см! Эти чудища жили в позднем палеозое, и с тех пор ничего подобного среди наземных членистоногих не встречалось. Столь явное нарушение правила Копа породило несколько конкурирующих гипотез. Согласно одной из них, гигантских насекомых и многоножек погубили крупные позвоночные хищники, появившиеся на Земле в конце палеозоя. С тех пор они постоянно присутствовали в экосистемах, препятствуя появлению особенно крупных членистоногих. См. Vermeij G. J. Evolution and escalation: An ecological history of life. Princeton: Princeton University Press, 1987. P. 328.
Рис. 3.4. Иллюстрация правила Копа на примере палеозойских ракоскорпионов {127}
Астрономы знают, что лунные и солнечные затмения бывают полными или неполными. «Затмение» дарвинизма однозначно было неполным. Несмотря на изобилие соперничающих теорий, у Дарвина в первые десятилетия после его смерти нашлись энергичные защитники. Одним из самых ярких был немецкий ученый Август Вейсман (1834–1914). Врач по образованию, он занялся проблемами экспериментальной биологии, а позднее, когда из-за многочасового сидения за микроскопом его зрение сильно ухудшилось, обратился к теоретическим вопросам {128} . В 1883 г., спустя год после кончины Дарвина, Вейсман опубликовал результаты своих знаменитых опытов, специально поставленных, чтобы экспериментальным путем проверить гипотезу НПП. Жирафов он разводить не мог, но имел под рукой куда более удобный объект – лабораторных белых мышей. Возможно, Вейсман был знаком с высказываниями знаменитого философа XVIII в. Дени Дидро, гораздо раньше Ламарка писавшего об НПП. Дидро полагал, что «если в течение долгого времени обрубать у ряда поколений руки, то получится безрукая раса» {129} . Вейсман ампутировал у безропотных мышей хвосты в течение нескольких поколений, чтобы проверить, как это скажется на их потомстве. Никакого эффекта не было: даже после того, как 22 генерации грызунов подверглись усечению хвоста, на свет появлялись совершенно нормальные длиннохвостые мышата. Из этого Вейсман сделал вывод, что НПП является мифом. Вскоре кто-то заметил, что делать такой брутальный опыт не было никакой необходимости: на протяжении тысячелетий семитские народы подвергают своих отпрысков мужского пола операции обрезания, но раз за разом ее приходится проводить заново…
127
По: Lamsdell J. C., Braddy S. J. Cope's Rule and Romer's theory: patterns of diversity and gigantism in eurypterids and Paleozoic vertebrates. Biology Letters. 2010. 6: 265–269 (рисунок упрощен и модифицирован).
128
О Вейсмане: Лётер Р. Август Вейсман и его место в истории биологии // Из истории биологии. М.: Наука, 1970. Вып. 2. С. 90–97; Завадский К. М. Развитие эволюционной теории после Дарвина. 1859–1920-е годы; Филипченко Ю. А. Эволюционная идея в биологии.
129
Пузанов И. И. Что такое ламаркизм? С. 118.
Вейсмана можно рассматривать как одного из предтеч современной генетики. Он обратил внимание на очень важное различие между половыми и соматическими клетками {130} , разделенными своеобразным информационным барьером (известным как вейсмановский барьер). Гениальная догадка ученого состояла в том, что половые клетки несут в себе «зародышевую плазму», содержащую некие «детерминанты», каждый из которых отвечает за возникновение у потомков особого признака. Сейчас мы называем их коротким словом гены. Эта «зародышевая плазма» вполне материальна, ее можно исследовать методами физики и химии. Вейсман далее предположил, что она сосредоточена в хромосомах – загадочных образованиях внутри клеточного ядра, о строении и функциях которых в те времена почти ничего не знали (только в начале ХХ в. генетики обнаружили, что Вейсман был прав). Гипотеза НПП предполагает, что в наследовании участвует все тело, передавая в половые клетки информацию об изменениях, случившихся с ним при жизни. Вейсман доказывал, что тело никак не может влиять на «зародышевую плазму» и передавать ей сведения о своем состоянии. Половые клетки хранят содержащуюся в них наследственную информацию в девственной неприкосновенности, поэтому НПП невозможно. А если так, считал Вейсман, то естественный отбор остается единственным реальным двигателем эволюции – Дарвин прав!
130
Половые клетки – это сперматозоиды и яйцеклетки, соматические –
Надо признать, что, когда Вейсман сформулировал свою концепцию, она была полностью гипотетической. Что собой представляет «зародышевая плазма», как работают «детерминанты», он не знал, да и знать не мог. Возможно, поэтому ему не удалось убедить всех своих оппонентов и даже результаты его эксперимента на мышах оказалось легко оспорить. Критики Вейсмана утверждали, что в природе ничего подобного не происходит. Отрубание хвостов мышам – это травматическая изменчивость, ненормальная для животных, не имеющая ничего общего с истинно ламаркистским «упражнением органов» и «стремлением к совершенству». Герберт Спенсер, известный английский философ, много занимавшийся вопросами теоретической биологии, выразился предельно кратко: одно из двух – или существует НПП, или не существует эволюция {131} .
131
Позиция Спенсера: Bowler P. J. Evolution: The history of an idea. P. 238.
Диспуты по этому вопросу продолжались еще несколько десятилетий, пока наконец на самом рубеже веков из царства теней не вышла еще одна прочно забытая фигура, неожиданное появление которой внесло новую интригу в споры о дарвинизме.
Грегор Мендель (1822–1884), августинский монах и натуралист-любитель, – один из самых больших неудачников, которых знает история науки {132} . Нет, с житейской точки зрения у него все сложилось хорошо: он прожил сравнительно благополучную жизнь, закончив ее на посту аббата своего монастыря и одновременно директора Моравского ипотечного банка. Неудача состоит в том, что этому любознательному монаху выпала честь стать еще одним – наряду с Дарвином – великим реформатором биологической науки, но до конца дней своих он так об этом и не узнал. Когда говорят, что «слава – солнце мертвых», это о нем, о Грегоре Менделе.
132
Биография и труды Менделя: Володин Б. Мендель (Vita aeterna). М.: Молодая гвардия, 1968. 254 с.; Гайсинович А. Е. Зарождение и развитие генетики. М.: Наука, 1988. 424 с.; Голубовский М. Д. Век генетики: Эволюция идей и понятий. СПб.: Борей-арт, 2000. 262 с.
Сын небогатого крестьянина, с детства интересовавшийся естественными науками, Мендель принял постриг, скорее всего, потому, что это был самый простой путь получить образование (разностороннее, хотя и не очень блестящее). Помимо богословия и других церковных наук, он изучал физику и математику в Венском университете и некоторое время даже занимался преподаванием. Большую часть своей жизни он провел в городе Брно, где располагался августинский монастырь Св. Томаша. Как натуралист-любитель, Мендель увлекался самыми разными вещами, от метеорологии до пчеловодства, но бессмертным его сделали знаменитые опыты по скрещиванию гороха, которые он проводил в небольшом монастырском садике. Все мы изучали их в старших классах (желтые горошины – зеленые горошины, расщепление признаков в соотношении 3:1 и т. д.). Применяя строгий количественный подход, он нащупал математическую закономерность в распределении признаков в потомстве и предположил, что каждому признаку организма соответствует конкретный «наследственный зачаток» (термин, идентичный «детерминанту» Вейсмана) – их совокупность определяет облик будущей особи. Мендель первым сформулировал ряд законов наследственности, которые позже легли в основу новой науки – генетики.
Роковое слово «позже»… Хотя в 1865 г. Мендель опубликовал подробный отчет о своих опытах, изложив открытые им законы, его новаторская работа не привлекла никакого внимания современных ему биологов. Ее революционное значение просто не поняли… В оценке научных открытий современники вообще часто ошибаются – даже те, которые входят в состав комитета по присуждению Нобелевских премий {133} .
Не узнал о работе чешского монаха и Чарльз Дарвин, хотя она вполне могла стать ему известной {134} . Дарвин сам ставил опыты по гибридизации растений и, конечно, следил за текущей литературой по данному вопросу. Кстати, занимаясь скрещиванием разных форм львиного зева, он получил результаты, довольно близкие к менделевским, но не сделал из них того вывода, который сформулировал Мендель {135} . (Вообразите, что Дарвин стал бы еще и первооткрывателем законов наследственности… Наверное, завистливые боги решили, что двух величайших открытий в истории биологии многовато для одного человека.)
133
В 1926 г. Нобелевскую премию по медицине и физиологии получил датский микробиолог и патологоанатом Йоханнес Фибигер за работу о роли паразитов в возникновении злокачественных опухолей. Он скармливал крысам тараканов, зараженных личинками паразитического червя спироптеры, и «доказал», что это вызывает у них рак желудка. Впоследствии открытие оказалось мнимым (Голубовский М. Д. Век генетики: Эволюция идей и понятий).
134
А вот Мендель внимательно читал книги Дарвина и других эволюционистов, хотя и нарушал этим церковную дисциплину: многие издания были внесены в список запрещенных для чтения католикам.
135
Скрещивая различные формы львиного зева, Дарвин получил числовое распределение признаков, близкое к классическому менделевскому «три к одному», но, как писал историк генетики А. Гайсинович, выводам, которые сделал Дарвин, «далеко до предельно четкого анализа поведения единичных признаков в работе Менделя» (Гайсинович А. Е. Взгляды Ч. Дарвина на наследственность и изменчивость // Из истории биологии. М.: Наука, 1970. Вып. 2. С. 38).
В последние годы жизни (он умер в 1884 г.) Мендель уже давно забросил свои эксперименты, по горло уйдя в заботы по управлению аббатством, а его великое произведение – «Опыты над растительными гибридами» {136} – помнили лишь редкие эрудиты, покрытые библиотечной пылью. Этот труд прочитали и оценили по достоинству только в 1900 г., который стал годом второго рождения генетики {137} . В то время молодые биологи, когда-то ухватившиеся за дарвинизм как за революционную теорию, были уже почтенными старцами, поседевшими на университетских кафедрах. Им на смену рвалось новое энергичное поколение, биологическая молодежь, которой хотелось завоевать место в науке, сказать свое, оригинальное слово. Менделизм пришелся ей как нельзя кстати. В отличие от классического дарвинизма (и ламаркизма), он был основан на реальных, а не мысленных (жирафы Ламарка, слоны Дарвина) экспериментах, оперировал точными числовыми данными и потому выглядел ультрасовременно. Именно в те годы в авангард естествознания вырвалась атомная физика – тоже насквозь экспериментальная и математизированная дисциплина. Большинство ученых полагало, что чем больше в исследовании используется математика, тем его выводы надежнее и «научнее».
136
Есть русский перевод: Мендель Г. Опыты над растительными гибридами. М.: Наука, 1965. 160 с.
137
Переоткрытие законов Менделя: Гайсинович А. Е. Зарождение и развитие генетики. С. 199–213.