Мертвый лев: Посмертная биография Дарвина и его идей
Шрифт:
Горячие споры между сторонниками униформизма и катастрофизма настолько волновали современников, что вышли за пределы «чистой науки». Они нашли отражение, например, в «Фаусте», автор которого, Иоганн Вольфганг фон Гете, был не только великим поэтом, но и великим натуралистом, а потому прекрасно разбирался в проблеме. В одном из эпизодов Фауст и Мефистофель ведут ученую беседу о геологии, причем Фауст, хотя действие трагедии происходит в XVI в., явно держит сторону Лайеля. Он заявляет:
Вершины гор – естественный нарост Вокруг ложбин, ущелий и борозд. Понятно, что крутых хребтов отроги К долинам рек становятся отлоги. Существованье гор, лугов, лесов Обходится без глупых катастроф.Мефистофель решительно не согласен:
Ты полагаешь? Но иного мненья, Кто был свидетелем их появленья. Я был при том, когда еще на дне Пылал огонь и гул катился громкий. Молох ковал утесы на огне И сыпал стопудовые обломки. ‹…›Фаусту
403
Цитирую «Фауста» по переводу Бориса Пастернака.
Интересно, что подобные споры продолжались еще много десятилетий, причем в разные времена катастрофизм то казался совсем побежденным, то снова подымал голову и бросался в контратаку.
Вдумчивый читатель, конечно, заметил, как схожи в моем изложении актуализм Лайеля и теория естественного отбора Дарвина. Разумеется, это не совпадение. В «Происхождении видов» Дарвин прямо сравнивает действие естественного отбора с работой геологических сил, медленно, но верно становящихся причинами «образования глубочайших речных долин или формирования внутриматериковых длинных скалистых гряд» {404} . В своей ранней работе о происхождении коралловых рифов Дарвин предложил новую теорию их возникновения, основанную на одновременном действии двух факторов – плавного опускания морского дна и направленного вверх, к солнцу, роста коралловых колоний {405} . Идеи Лайеля пригодились ему и для объяснения формирования ландшафтов Южной Америки, которые он изучал в полевых условиях. Близость мыслей несомненная, как и некое духовное «сродство» этих двух великих современников.
404
Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. С. 91.
405
Дарвин Ч. Строение и распределение коралловых рифов // Дарвин Ч. Собрание сочинений. Том 2. Зоологические работы. Дождевые черви. Геологические работы. М.; Л.: Биомедгиз, 1936. С. 285–450.
Не поэтому ли Чарльз Лайель оказался одним из немногих натуралистов старшего поколения, признавших правоту дарвиновской теории? Пусть не сразу, через внутреннюю борьбу, с оговорками, но он признал и поддержал своим авторитетом новорожденный дарвинизм, чем сослужил ему большую службу. Более того, в 1863 г. Лайель издал книгу о геологическом возрасте человека, в которой опроверг традиционную библейскую хронологию, оперирующую масштабами не более 7000 лет. Род людской оказался куда древнее, чем учили богословы, и это тоже оказало поддержку эволюционной теории {406} .
406
Надо сказать, что в те времена геологи не умели определять возраст горных пород, в которых обнаруживались окаменелости. Ни Лайель, ни Дарвин, ни их противники не знали в точности, насколько древняя наша Земля. Еще при жизни Дарвина английский натуралист Майварт предположил, что продолжительность геологического времени от конца силурийского периода палеозоя до наших дней составила около 25 млн лет. Далее он предположил, что реальная история животного мира была в 100 раз длиннее, то есть составляла 2,5 млрд лет (Mivart St. G. On the Genesis of Species. London-New York: Macmillan & Co., 1871. P. 160–161). С точки зрения наших современных знаний его оценки просто взяты с потолка. На самом деле силурийский период закончился около 420 млн лет назад, зато история животного мира гораздо короче, возможно, вся она укладывается в миллиард лет.
И Лайель, и Дарвин были не просто очень авторитетными учеными, но законодателями мод в науке, властителями умов целых поколений, пророками и полубогами. Эти два титана, казалось, навсегда похоронили наивный катастрофизм своих предшественников. Уже к концу позапрошлого века его стали считать ложной и полностью устаревшей идеей, уделом ретроградов и научных фриков. Как ядовито заметил Стивен Гулд, историки науки превратили споры между двумя лагерями в «хрестоматийную сказочку о борьбе добрых униформистов со злыми катастрофистами» {407} . Полагаю, Дарвин здорово удивился бы, узнав, что через 100 лет после его кончины катастрофизм не только возродится, но и сумеет отвоевать себе вполне достойное место в геологической картине мира. Геологи наших дней вовсе не рассматривают его как архаичную ересь; и в солидных ученых книгах, и в научно-популярной литературе признается большая роль глобальных катаклизмов в истории нашей планеты и эволюции жизни на ней {408} .
407
Гулд С. Дж. В защиту концепции прерывистого равновесия // Катастрофы в истории Земли: Новый униформизм. М.: Мир, 1986. С. 19. По мнению Гулда, в первой половине XIX в. взгляды катастрофистов были столь же научны и так же опирались на факты, как и взгляды сторонников Лайеля. Однако историю пишут победители, и в интерпретации униформистов катастрофисты представали как «люди с неуемной фантазией, легко изобретающие сверхъестественные причины». Цит. по: Хэллем Э. Великие геологические споры. М.: Мир, 1985. С. 43. Книгу Хэллема можно рекомендовать как прекрасный путеводитель по геологическим дебатам XVIII–XX вв.
408
Катастрофизм в современной геологии: Резанов И. А. Великие катастрофы в истории Земли. М.: Наука, 1984. 176 с.; Резанов И. А. Жизнь и космические катастрофы. М.: Агар, 2003. 240 с.; Гулд С. Дж. В защиту концепции прерывистого равновесия. С. 13-41.
Сам Дарвин, хотя и считал, что естественный отбор действует очень медленно, никогда не утверждал, что эволюция идет всегда со строго определенной скоростью. Быть медлительным
Но вот чуть больше 100 лет назад биологи стали догадываться, что все не так просто и прямолинейно. Первыми о возможности очень быстрого появления новых видов заговорили ботаники. Сначала Коржинский, а затем де Фриз с его теорией мутаций, а несколько позже – исследователи хромосомных наборов растений. Выяснилась странная вещь. Во многих группах обнаружились серии близкородственных видов, очень похожие внешне, но резко различающиеся по величине хромосомного набора. Здесь надо вспомнить школьные уроки биологии, где говорилось, что у подавляющего большинства высших организмов (растения, животные, грибы) геном состоит из двух идентичных по числу и строению наборов хромосом. В случае полового размножения один из них особь получает от материнского, а другой от отцовского организма. Такой набор называется диплоидным и записывается как 2n. Скажем, у человека в норме диплоидный набор включает 46 хромосом (записывается как 2n = 46). В патологических случаях это число может немного меняться. Например, при синдроме Дауна человек имеет 47 хромосом. Это очень плохо, потому что нечетное число мешает нормальному клеточному делению, в ходе которого хромосомы должны поровну разойтись между дочерними клетками.
Так вот, ботаники нашли целые серии видов с разным числом хромосом, причем оказалось, что эти числа совсем не произвольны. Например, в роде Хризантема есть представители с диплоидными числами, равными 18, 36, 54, 72 и 90 {409} . Все числа этого ряда кратны 18. Напрашивалось предположение, что вид с 18 хромосомами в диплоидном наборе является предковым по отношению ко всем остальным и что эволюция хризантем шла путем последовательного кратного увеличения исходного хромосомного числа. Так оно и оказалось. «Ответственны» за это особые геномные мутации. Как и положено мутациям, они происходят спонтанно и одним скачком удваивают типичный для вида хромосомный набор. В биологию было введено понятие о полиплоидах. Одно из существующих определений этого термина гласит: «Полиплоиды – это организмы, чьи геномы состоят из более чем двух полных хромосомных наборов» {410} . Разработана и особая терминология для обозначения таких мутантов. Особь с учетверенным хромосомным набором называется тетраплоидом (или 4n), затем следуют гексаплоиды (6n), октоплоиды (8n), декаплоиды (10n), ну и так далее (конечно, ряд этот ограничен, виды с наборами больше 10n встречаются довольно редко). Известно много внешних факторов, способных повысить частоту геномных мутаций. Это и пониженная температура, и рентгеновское излучение, и действие некоторых химических веществ (колхицин, хлороформ), и даже паразитарные инвазии. Их успешно используют экспериментаторы не только для получения полиплоидов «в пробирке», но и для создания новых сортов растений (многие полиплоиды отличаются увеличенными, даже гигантскими размерами плодов и семян по сравнению со своими предками).
409
Источник примера: Грант В. Видообразование у растений. М.: Мир, 1984. Часть 6.
410
Madlung A. Polyploidy and its effect on evolutionary success: old questions revisited with new tools. Heredity. 2013. P. 99.
Долгое время биологи полагали, что полиплоидные виды встречаются в массе только у растений, а у животных с их сложными системами хромосомного определения пола – лишь как редчайшее исключение. Однако постепенно такие виды были найдены в некоторых группах животных – в первую очередь тех, которым свойственны гермафродитизм и клональное размножение. Это пресноводные рачки и улитки, некоторые насекомые, рыбы, лягушки и даже ящерицы {411} . В семействе всем прекрасно известных дождевых червей (Lumbricidae), по утверждению украинских исследователей, «полиплоидия явление не просто обычное, а широко распространенное» {412} .
411
Mable B.K. 'Why polyploidy is rarer in animals than in plants': myths and mechanisms. Biological Journal of the Linnean Society. 2004. 82: 453–466; Madlung A. Polyploidy and its effect on evolutionary success: old questions revisited with new tools.
412
Межжерин С. В., Гарбар А. В., Власенко Р. П. и др. Эволюционный парадокс партеногенетических дождевых червей. Киев: Наукова думка, 2018. С. 9.
С эволюционной точки зрения тут вот что важно. Вновь возникший мутант, у которого число хромосом в два раза больше типичного для вида, уже не способен к успешному скрещиванию с предковыми формами. Он, как выражаются биологи, репродуктивно изолировался от них. Рад бы дать потомство, да разность хромосом не позволяет. Свою личную жизнь он может устроить только в том случае, если поблизости объявится такой же незадачливый геномный мутант. Это пусть редко, но происходит. Если два одиночества встретятся и породят себе подобных, они могут дать начало новому виду, причем практически мгновенно: за несколько поколений и даже всего за одно. Это происходит так быстро, что часто никаких морфологических различий между новым и старым видами возникнуть не успевает. Внешне они крайне похожи, и, если бы не хромосомный анализ, никто бы и не догадался, что виды – разные (рис. 9.3). Для подобных случаев у биологов тоже припасено особое название – виды-двойники (сейчас их чаще называют криптическими, то есть скрытыми, видами, причем они могут возникать не только путем хромосомных перестроек, но и другими способами). В этом, кстати, важное отличие геномных мутаций от макромутаций, о которых речь шла выше. Безволосый макромутант среди млекопитающих способен к успешному скрещиванию с сородичами, потому что сохраняет нормальный для вида хромосомный набор; если он и изолирован от них репродуктивно, то, скорее, на «психологическом» уровне – «я за такого урода ни в жисть замуж не пойду!»