Секс и эволюция человеческой природы
Шрифт:
Вейсман заложил великую традицию. С того самого дня эволюционисты регулярно объявляют половое размножение «проблемой», роскошью, которой не должно существовать. Есть анекдот о заседании Лондонского королевского научного общества, на котором присутствовал король. Началась серьезная дискуссия о том, почему если в котелок поместить золотую рыбку, то он будет весить столько же, сколько и без рыбки. Были предложены и отвергнуты самые разные объяснения. Спор накалялся. Наконец, король сказал: «Я сомневаюсь в исходном предположении». Он послал за котелком воды, рыбкой и весами. Был проведен эксперимент. Котелок поставили на весы, сунули туда рыбку, и вес котелка увеличился ровно на ее массу. Естественно.
Это, конечно, выдумка, и несправедливо полагать, будто ученые, которых вы встретите на этих страницах, настолько глупы, что видят проблему там, где ее в действительности нет. Но сходство есть. Когда группа исследователей неожиданно заявила, что не может объяснить существования полового
Тем не менее у многих организмов полового размножения нет вообще или оно происходит лишь раз в насколько поколений. Праправнучка партеногенетической тли в конце лета будет размножаться половым путем. Она спарится с самцом и даст потомство, которое будет нести черты обоих родителей. Почему она это делает? Для эволюционной случайности половое размножение всплывает тут и там чересчур навязчиво. Дебаты продолжаются. Каждый год возникает новый букет объяснений, новая коллекция очерков, экспериментов и компьютерных симуляций. Опросите ученых, работающих с этими вопросами сегодня, и практически все они скажут, что проблема решена — но не сойдутся в ответе. Один человек будет настаивать на гипотезе А, второй — на В, третий — на С, четвертый — на всех трех. Может быть, нужно вообще другое объяснение? Я спросил Джона Мэйнарда Смита (John Maynard Smith) — одного из первых, кто задал вопрос: «Зачем нужно половое размножение?» — считает ли он, что нужно искать еще какие-то новые объяснения. «Нет. У нас есть ответы. Мы просто не можем на них сойтись»{14}, — признался он.
О половом размножении и свободной торговле
Прежде чем мы продолжим, необходимо объяснить некоторые генетические термины. Гены — это биохимические рецепты, записанные четырехбуквенным алфавитом в молекуле ДНК. В них написано, как построить тело и как им управлять. У нормального человека в каждой клетке тела содержатся по две копии 30 тысяч человеческих генов. Совокупность всех 60 тысяч генов человека называется геномом, а сами они расположены на 23 парах лентовидных хромосом (которых, таким образом, у нас 46). Когда мужчина оплодотворяет женщину, каждый его сперматозоид содержит только 23 хромосомы и только одну копию каждого гена. Последние складываются с 30 тысячами генов, содержащихся в женской яйцеклетке — и образуется полный комплект генов человеческий эмбрион, содержащий 30 тысяч пар генов на 23 парах хромосом.
Еще один технический термин — мейоз. В процессе него у организма образуются гаметы: у самца — сперматозоиды, у самки — яйцеклетки. Из каждой пары генов в гамету случайным образом попадает только один (полученный либо от матери, либо от отца). Каждая гамета, таким образом, несет только половину генов организма, который ее вырабатывает. Теоретически, при образовании конкретных сперматозоида или яйцеклетки во всех 30 тысячах парах генов могут случайно выбраться полученные только от отца или только от матери. Но в реальности часть генов всегда оказывается материнского происхождения, а часть — отцовского [10] . Перед образованием гамет происходят очень интересные вещи: каждая из 23 хромосомных пар выкладывается так, что составляющие ее две гомологичные хромосомы (одна — от отца, вторая — от матери) располагаются параллельно. В каждой паре отцовская и материнская хромосомы обмениваются генами, отвечающими за одни и те же процессы и тоже называющимися гомологичными (например, ген, отвечающий за группу крови AB0 и находящийся в материнской хромосоме, гомологичен такому же гену в отцовской). Процесс обмена гомологичными участками между гомологичными хромосомами называется рекомбинацией. В результате последней, из каждой пары гомологичных хромосом образуются две хромосомы, имеющие смешанное происхождение — отчасти отцовское, отчасти материнское. В конкретную гамету попадет только одна из них. После того как гамета сольется с гаметой другого партнера (и произойдет оплодотворение), возникнет новый организм, несущий, как и положено человеку, все 46 хромосом: каждая
10
В действительности в гамету попадает приблизительно равное число генов отцовского и материнского происхождения (за исключением случаев некоторых генетических нарушений). Сказать, что вероятность попадания в нее генов только отцовского или только материнского происхождения ничтожна — не сказать ничего. Для человека при числе генов N = 30 000 вероятность любого из этих событий равна фантастически малой величине: 1/230 000 10– 9000.
Половой процесс — это рекомбинация и скрещивание одновременно. И, главное, во время него происходит перетасовка генов. В ребенке объединяются (путем скрещивания родителей) тщательно перемешанные (путем рекомбинации) гены его двух дедушек и двух бабушек. Рекомбинация и скрещивание — ключевые моменты полового размножения, а все остальное — двуполость, выбор партнера, избегание инцеста [11] , полигамия, любовь, ревность и т. п. — способы сделать скрещивание и рекомбинацию более эффективными или более точными.
11
Инцест, а также инбридинг — близкородственное скрещивание. Первый термин используется применительно к людям, второй — к любым организмам.
Если половым процессом называть механизм перетасовки генов двух особей, то сама репродукция в такой формулировке оказываются к нему никак не привязана. Организм может обмениваться генами с другим организмом на любой стадии жизни, независимо от момента размножения. Бактерии сцепляются друг с другом, как бомбардировщики с самолетами-заправщиками, передают через специальную трубку некоторое количество генетического материала и расходятся в разные стороны. Размножаются они независимо от этого процесса — простым делением{15}.
Итак, половой процесс — это перемешивание генов. Вот только непонятно, зачем оно вообще понадобилось. С распространенной в XX веке наиболее ортодоксальной позиции, благодаря нему возникает генетическое разнообразие, материал для естественного отбора. Перемешивание не изменяет сами гены (даже Вейсман, ничего не знавший о генах и говоривший вместо них о каких-то «идах», это отлично понимал), а складывает их в новые комбинации. Половой процесс — это свободная торговля удачными генетическими изобретениями. Он существенно увеличивает шансы последних на распространение по всему виду, который, благодаря этому, будет быстрее эволюционировать. Вейсман назвал половой процесс «источником индивидуальной вариабельности, дающим материал для естественного отбора»{16}.
Грэхем Белл (Graham Bell), монреальский биолог британского происхождения, назвал эту точку зрения гипотезой «викария из Брэя» — в честь вымышленного священника, жившего в XVI веке и демонстрировавшего выдающуюся способность адаптироваться к изменяющимся религиозным веяниям, со сменой монарха переходя из протестантства в католичество и обратно. Подобно ему, животные, размножающиеся половым путем, быстро адаптируются к изменениям. Гипотеза «викария из Брэя» превалировала почти целый век, да и сегодня еще жива в учебниках по биологии. Трудно указать точный момент, когда она впервые была поставлена под сомнение. Некоторые вопросы возникли уже к 1920-м годам. Биологи стали осознавать, что в логике Вейсмана имеется серьезный изъян: она видит эволюцию как некий императив — будто бы в эволюционировании и состоит смысл существования вида{17}.
Это, конечно, полная ерунда. Непосредственными участниками эволюции являются отдельные организмы, а не виды. Она — процесс ненаправленный, эволюционирующие организмы следующего поколения могут оказаться сложнее нынешнего, проще, или вообще не измениться. Мы настолько зациклились на идее совершенствования, что от нее удивительно трудно отказаться. Но ведь никто не додумается сказать целаканту, выглядящему так же, как и 300 миллионов лет назад, что, «не эволюционируя», он нарушил какой-то закон. Может быть, кто-то считает его «неудачной попыткой» природы — только потому, что он эволюционировал недостаточно быстро и из него не получился человек? Как заметил Дарвин, человечество грубо вмешалось в эволюцию и ускорило ее, произведя сотни пород собак (от чихуахуа до сенбернаров) — эволюционно говоря, за мгновение ока. Одного этого уже достаточно, чтобы понять: эволюция идет не так быстро, как могла бы. Целакант — как раз очень удачная модель. Настолько удачная, что он остался таким же, каким был сотни миллионов лет назад, и его «конструкция» продолжает существовать без изменений, как «Фольксваген-жук». Эволюционирование — не самоцель, а средство для решения текущих задач.