В.А.Бердников —
Ну вот, оно, слово-то, произнесено, но что под этим словом понимается? Я только говорю здесь свою точку зрения и убеждения передаю. Но, естественно, у людей на этот счет есть разные мнения. Во-первых, самый обывательский такой подход, который у каждого нормального человека есть, что эволюция идет, как лестница существ, от амебы к человеку, так сказать. Или от червя, кому как угодно. Человек, это венец. Это даже прозвучало на-днях. С другой стороны, почему такая точка зрения? Ведь это же чистый антропоцентризм. И, собственно говоря, кроме больших мозгов и сильно развитых, у человека ничего такого замечательного против других млекопитающих, допустим, нет.
Из зала —
Даже наоборот.
акад.Н.Л.Добрецов —
Нет, у него появилось сознание.
В.А.Бердников —
Но сознание не изучает наука генетика.
акад.Н.Л.Добрецов —
Значит, генетика что-то существенное упускает.
В.А.Бердников —
Так вот, относительно сознания. Тут точно, что большие мозги мало, что дали. Потому что неандерталец погиб смертью храбрых, так сказать. У него были мозги такие же, как у нас. А, скажем, горная горилла, — у нее тоже мозги большие, и вообще она на нас очень похожа, — занимает ничтожное пространство в Африке и во всякие книги занесена. То есть, иметь мозги мало для того, чтобы оценить, что вот это действительно нечто выше или ниже. Вообще я бы так сказал, что всё, чем обладает организм, все его структуры и органы служат только одной цели: выжить в этой среде, меняющейся, не меняющейся, но этой реальной среде. И выжить как можно дольше. Вот и всё, оппортунистический такой принцип. если вы с помощью мозгов на это идете или сознания, пожалуйста. А другие зубами и когтями и тоже так же, оказывается, биомассу дают еще часто больше. Потому что вспомните времена нижних слоев пещеры. Людей тогда было же очень мало на Земле, их биомасса была ничтожной. Даже не нижняя, а перед неолитической революцией. Их было типа ста тысяч всего, на всю планету. А всяких леопардов, кошек было гораздо больше. То есть, существует масса способов оценивать продвинутость. И один из самых банальных — биомасса. Или сколько индивидов в виде, допустим, многочисленность. Это всё неважно. Поэтому когда Дарвин поставил перед собой этот вопрос, что выживают у него более приспособленные, то из этого слова «более приспособленные» никак не вытекало, что должны выживать более сложные и более какие-то высокоорганизованные. Только более приспособленные. И когда он в письме к Гуккеру писал, что «меня смущает этот вопрос, я не знаю на него ответа». Почему, на каком основании может одновременно существовать в огромном количестве очень примитивные существа, причем с огромной биомассой, а венец всего живущего где-то там тлеет.
Поэтому я проблему эту (потом может быть объясню, почему) свожу к другому. Что лучше говорить об усложнении отдельных органов или отдельных морфологических структур. Здесь мы никогда не будем путаться. Ну, например, мозг, — чем больше извилин, тем более развитый мозг, и чем крупнее, ясно. Или вот первая картинка хрестоматийная. Вот развитие губок, ряд. Вот эта губка сложнее этой, эта еще сложнее, потому что у них поверхность, которую выстилают …циты, больше, и она кормится лучше. А у нее количество пищи, которое она засасывает через это отверстие, за единицу времени будет у той больше.
Теперь посмотрите, я специально привел их рядом, потому что картины однотипные. Вот у примитивных позвоночных просто гладкий мешок. Постепенно в нем всякие там мешки, впячивания произрастают, и в итоге поверхность легочная увеличивается. Причем, почему это происходит? Очень банально, на самом деле. первопричина — растет величина тела, увеличивается тело. Если вы хотите увеличить тело и при этом обеспечить это тело той же самой пищей, вы должны увеличивать кишечник. Причем надо так гнать его, чтобы он все время просто опережал длину, потому что он должен поспеть, линия должна за кубом поспевать. И поэтому она решает проблему, как она может. Она удлиняет, естественно, она дифференцирует отделы, она там ворсинки всякие делает. Она просто усиливает функцию, как наызвается это, аллометрическим способом. Не пропорционально длине, а в какой-то степени, и только логарифму пропорционально.
Для палеонтологов, наверное, вот такая картинка родная более. Это ручной аппарат у плеченогих, брахиопод. Тоже вы видите, вот он может быть, такой, может быть такой, может быть такой. Это усложнение. И так как мощность этой структуры при этом растет пропорционально вот этой всей функциональной поверхности или длине, то можно вполне считать это прогрессом. И, собственно говоря, мы, если отбросить наше сознание, забыть об этом, мы, то есть, млекопитающие или птицы, если сравнить их с какими-нибудь ланцетниками, то всюду вы увидите, что органы те же самые гомологические есть. Но только в данном случае это все удлинено, навито, накручено, увеличены поверхности, вот и всё. То есть как бы количество энергии, пропускаемой за единицу времени в каждой этой структуре увеличивается, потому что допустим, теплокровный организм, ему же надо поддерживать температуру тела, поэтому надо огромный приток энергии. Поэтому приходится быть продвинутым. Что это дает с точки зрения выживания, это очень спорный вопрос. Это совершенно не обязано давать ничего. И поэтому встает такой вопрос.
Мы прекрасно знаем, что действительно, если по слоям геологическим мы будем двигаться, то мы видим подчас, как усложняются структуры. Причем в среднем усложняются. И встает естественный вопрос, а какая была тяга у этого процесса? Потому что Дарвин ответа не дает. И не то что Дарвин не прав. Он не знал этого ответа. И он откровенно говорит, что если только идет погоня за биомассой, то зачем это делать, вот эти все излишества. Тут я тоже такие, может быть, хрестоматийные примеры приведу.
В работе Симпсона палеонтологической был такой график, это как двоякодышащие рыбы увеличили свою сложность, свою высоту организации во времени. Тут какие-то баллы есть. Я не знаю, как они считали. Я просто привожу это для того, чтобы увидеть характер кривой. Вы видите, что сначала когда они появились, эти рыбы, очень стремительно росла их организация, а потом они вышли на плато и долгое время не менялись. Уже в 70-е годы появилась статья в журнале «Evolution», как у водных членистоногих изменялся средний тогмозис. Это степень как бы дифференциации функциональной вот этих сегментов. И тут от трилобитов до наших дней пущена вот такая кривая. И эта величина тогмозиса — там есть формулы специальные, она изменяется даже в битах. Считая, что сначала, когда все сегменты одинаковые, там ноль информации, а потом начинается разнообразие, она увеличивается. В общем, это неважно, какая там математика. Главное, получилось вот что. Что в течение 400 млн. лет шел безусловно прогресс, а потом 200 млн. лет ничего не менялось. И как десятиногие раки тут были достигнуты, ничего нового водная стихия не могла родить.
Одно время у меня тут появилось большое и страстное желание где-нибудь найти пример прогрессивной эволюции морфологической, на палеонтологическом материале чтобы это было представлено, и чтобы можно было это изменить, как сделал Цисна с этими ракообразными, но более интересный случай. Ну, и как-то случайно обнаружил я для себя существование аммоноидей и их лопастной линии и решил по виду их, что нет ничего лучше для такого рода работы. Вот пример. Просто пример, выхвачены какие-то аммоноидеи. У них есть лопастная линия, потом я расскажу о ней тому, кто не знает. Я хочу показать сначала, что вот это девонские организмы, вот здесь карбон, пермь, юра, мел. Вы видите, что вот эта линия здесь сначала мало изогнутая, тут она изогнута гораздо больше, здесь у нее зубцы всякие появляются, тут она еще сильней загибается, еще, еще и еще. Мы видим прогрессивное увеличение количества завитков, вот этих изгибов на единицу длины сутуры. Кстати, это количество изгибов палеонтологи называют сложностью сутуры.
акад.Н.Л.Добрецов —
Но одновременно прочность увеличивается.
В.А.Бердников —
Вот, совершенно верно. Тут, правда, такая вещь. Все, что мы говорим о функциях давно вымерших организмов, это все-таки гипотеза, но очень правдоподобная. Тем более что сейчас ныне живет наутилус, хотя у него очень простая лопастная линия. Но, тем не менее, он показывает, что вот этот вариант головоногих моллюсков с наружной раковиной все-таки до сих пор сохранен, и мы можем, глядя на наутилуса, догадываться примерно, как все это функционировало у аммоноидей. Там вот такая история. Вот это раковина, свернутая в логарифмическую спираль. И вот тут жилая камера, где жил моллюск. Но он начинал расти от маленькой аммонителлы, от личинки миллиметровой, если не меньше, у которой было две перегородки. Эта жилая камера отделяется от всего остального перегородкой известковой, то есть, перламутр. И здесь вот всё это пространство разбито на такие секции, камеры маленькие между этими перегородками. Когда моллюск начинал расти, он маленький жил в очень маленькой жилой камере, он откладывал сзади, строил за собой вот эту перегородку. А потом, когда он рос и развивался, он продвигался вперед, сзади новую строил перегородку, и таким образом мы можем увидеть онтогенез этих перегородок.
Теперь относительно лопастной линии. Вот эта перегородка, палеонтологический такой объект. Так вот, край перегородки, где она срасталась с боковой поверхностью раковины, вот эта линия, по которой шло это срастание, и называется сутура, потому что шовная линия. Ну, еще она лопастная линия называется, потому что у нее есть лопасти, но я пока о лопастях ничего не говорил. И функция ее, вообще говоря, совершенно очевидна с инженерной, с сопроматовской точки зрения, потому что наружное давление воды нужно было передать на большую длину, и здесь была та же самая идея: линейная структура должна была бежать в данном случае за площадной. Потому что давление воды поступает на поверхность, а у нас линейная структура. Значит она должна удлиняться в большей пропорции, чем радиус, и аллометрически расти, что, вообще говоря, и происходит. Вот онтогенез этой структуры. Как я уже говорил вам, все начиналось с маленького организма, маленькая сутура. А потом она, видите, усложняется у данного мелового аммонита и становится вот такой сложной. Выхвачены разные стадии, только для того, чтобы идею.
Теперь мы решили, как же это дело измерить, и сделали вот такую примитивную вещь. В палеонтологических всяких справочниках мы нашли картинки огромного количества аммоноидей, то есть, более тысячи было. Потому что это для палеонтологов является способом, которым они идентифицируют, сов семи вытекающими последствиями, важными очень. И поэтому они вырисовывают очень тщательно эту лопастную линию и ее развертку делают. Что мы сделали? Мы просто измерили курвиметром вот эту длину и отнесли ее вот к этой кратчайшей, если бы перегородка была круглая просто прямая. И это отношение, понятно, что это передает усложнение. Но чтобы культурней работать и по некоторым другим соображениям, связанным с аллометрией, лучше взять логарифм этого отношения. И тогда эта сложность, она начинается с нуля, если прямая линия, и доходит до какой-то величины. Какой величины, мы и попытались определить.
Сначала покажу такую вещь. Это для палеонтологов, наверное, интересно. Тут, может быть, какие-то неточности будут. Я боюсь, конечно. По горизонтальной оси сложность структуры, а тут число видов в отдельных распределениях. Это то, что мы наскребли из групп, которые более-менее синхронно жили, чтобы ухватить примерно как выглядели эти распределения по сложности. Во-первых, вы видите, что все эти распределения смещаются вправо и при этом расширяются. Вот это пункт, которого мы не ожидали, когда приступали. Что такое ширина этого распределения, может дать вот эта картинка. Это вот для меловых аммонитов, верхняя часть. Вот как выглядит лопастная линия самого правого члена в этом ряду, и так выглядит лопастная линия самого левого. То есть здесь мы, несмотря на то, что это аммониты, мы имеем дело с довольно примитивной лопастной линией, которая соответствует, можно сказать, первым ступеням их эволюции.
акад.Н.Л.Добрецов —
Слева менялись мало, все усложнение за счет правой стороны.
В.А.Бердников —
Да. Но обратите внимание, что они… Кстати, если все эти распределения объединить, допустим, аммонитные, взять мел, юру, у меня получится распределение, очень похожее на меловое. То есть, когда вот так тщательно мы изучали эти распределения, то обнаружили, что они вообще говоря не отличаются вот так, чисто формально.
акад.Н.Л.Добрецов —
Но у вас более древние отличаются.
В.А.Бердников —
О, да. Колоссально. Вот тут как всё быстро бежало. А потом произошла какая-то остановочка. Теперь мы берем средние значения. Вот интегральная кривая, как менялась средняя сложность сутуры по всем аммоноидеям, которые мы нашли. Вот она росла. Вот здесь, кстати, меду девоном и карбоном, потрясение у них было. Эти катастрофы отмечены стрелочкой. Вот это пермско-триасская катастрофа. ну, а это окончательтная катастрофа. Да, еще между триасом и юрой была у них тоже встряска такая, что весь отряд цератитов погиб. А вот здесь поотрядно. То есть, аммоноидеи считаются надотрядом, который советские исследователи разбивали на 4 отряда, а у американцев агониотиты и гониотиты выделяются. Ну, неважно. Я брал, как наши делают, и обнаружилось, что во всех четырех группах — вот эти возникли позже, но они тоже шли в ту же сторону, и аммониты даже, когда они появились, они сначала тоже шли, потом быстро дошли до предела и, вы видите, в одном коридоре более-менее остались. Ну, здесь более картина грубая. Потому что вот тут разбито просто на большее количество отрезков.
Значит мы видим, что была тенденция действительно к подъему этой сложности. Мы совершенно понимаем, что это было выгодно, в нашем нормальном понимании слова, потому что мощная такая лопастная линия позволяла иметь тонкую очень стенку.
акад.Н.Л.Добрецов —
И погружаться на большие глубины.
В.А.Бердников —
Да, совершенно верно. Погружаться на большие глубины и быстро плавать. Потому что там еще были возможности. То это типичное ароморфозное как бы действие, но которое можно просто измерять.
Теперь, собственно говоря, такой вопрос. А каким образом вот эта штука вообще вся осуществлялась? Я три примера привел. В трех случаях одна и та же картина: сначала бурный рост, потом мы доходим почти до плато, потом стоим неопределенное время.
акад.Н.Л.Добрецов —
Потом вымирание.
В.А.Бердников —
Ну, им просто не повезло. А вот ракообразные не вымерли, они до сих пор.
акад.Н.Л.Добрецов —
Может быть, вымрут еще. Если вышли на полочку, значит. может быть и вымрут.
В.А.Бердников —
Это вы так, пессимистически. А на самом деле, может быть, они просто достигли той цели, ради которой они усложнялись, и просто усложнять нечего. Как раз я склонен так думать, но я боюсь, что у меня времени на это все-таки не хватит, и буду переходить к генетическим основам. Итак, что касается этой просто демонстрации мы кончили, а теперь генетические основы.
Прежде всего, это вот палеонтолог Рожинцев, большой специалист по этому делу. Он даже создал классификацию этих лопастных линий, этого рисунка, лопасти, седла и все эти дела. Он создал генетические формулы так называемые. Но только слово «генетические» он понимал по-своему, то есть, он прослеживал, откуда идет всяких изгиб, где он возникает у предка и как он потом развивается. Но он в общем-то угадал, с моей точки зрения это действительно генетическая формула. Для меня, человека, который много занимался практической генетикой, просто видно, что за каждым изгибом, особенно вот этими первыми изгибами должны стоять отдельные гены. И можно даже проследить, как это количество генов увеличивается. Это называется у Рожинцева способы усложнения, способы изгиба лопастной линии. И эти все способы, когда седла наконец они стали делать, то есть, когда промежутки между лопастями они стали разрезать, как угодно, они достигли предела. То есть, лопастная линия стала абсолютно гибкой как бы. Значит будем так думать. Я полностью считаю, что ведущей здесь является среда, причем, именно колебания среды. То есть, регулярно она меняется. Ну, например, опускается какой-то шельф или поднимается, я не знаю. И тогда этим ребятам надо, допустим, менять глубину своего обитания, или что-то еще сделать. Чтобы адаптироваться к новой обстановке, у них есть, конечно, много способов. Но почти каждый раз, если вы встанете на их место, им надо менять прочность своей конструкции. И лопастная линия поэтому. Когда среда требует от них усиления скорости плавания или еще чего-то, они усиливают лопастную линию.
Теперь вопрос самый главный, почему тяга была. Среда ведь колеблется, в другой момент времени среда может считать, что лопастная линия слишком хороша, что она гораздо сложней, чем нужно, потому что они погрузились в такие мелкие воды, где вообще давления никакого нет, и зачем тратить какую-то генетическую информацию на это дело. Но это так, не обращайте внимания, насчет генетической информации. Значит, эта структура может стать в одной ситуации избыточной, а в другой ситуации недостаточной. То есть, либо лимитирующей, либо избыточной. И эти колебания, они идут. Будем считать, что в пространстве нашем требование среды к организму с равной вероятностью идет как в сторону его интенсификации, так и в сторону, когда оно избыточное, просто когда наплевать среде на этот признак.
Теперь рассмотрим только одну часть, когда среда требует усилить. Представьте, что у вас две филетические линии аммоноидейные живут вместе более-менее, только у одной мало генов лопастной линии, то есть, она менее сложна, а у другой более сложна. Среда просит увеличить на 10 % длину лопастной линии. Вопрос: кто первый справится с этой задачей, кто догонит среду? По законам самой нормальной микроэволюции, догонит среду тот, у кого этот признак контролируется большим числом генов, потому что по каждому из этих изгибов если я сделаю прирост, то я догоню. И чем у меня больше, тем я лучше догоню. И получается такая вещь, что на самом деле сложность в данном случае является следствием этой гонки, где догоняли среду быстрее те, которые были сложнее.
Теперь другая ситуация. Каким образом объяснить существование такой примитивной твари, которую я уже показывал, как фликия? В среднем аммониты начались с очень сложных вещей, вот таких не было никогда. И можно даже посмотреть, кто когда происходит вымирание, передача, никогда не было, чтобы вначале начиналась бы новая какая-то ветвь с маленьких. Нет, они так, болтаются где-то, но скорее от среднего. Поэтому скорее всего получается, что это животное, наоборот, получило какое-то как бы преимущество от того, что оно маленькое. Между прочим, у них есть целые роды и даже семейства, и все они в общем такие примитивные и маленькие. То есть, это процесс довольно длительный. Поэтому здесь такая интересная есть мысль, что если среда не обращает внимания, требований не предъявляет, то есть, в новой среде эта структура оказалась избыточной, спрашивается, будет ли процесс идти на ее упрощение, выгоден ли будет этот процесс. Я склонен думать, что да. Что будет идти перекачка как бы генетической информации от структуры избыточной в структуру, которая сейчас, в данный момент, лимитирующая. Дело в том, что когда у вас изменилась среда, сменила знак, лимитирующим стало что-то другое. И для того, чтобы от, другое спасти, вы должны к нему подтянуть генетическое обеспечение. И это генетическое обеспечение надо откуда-то брать. Это кажется довольно дико, но я вам покажу на примере пещерных рыб, что, вообще говоря, что-то в этом духе наверное идет. Но сначала я хочу сказать о механизме его с точки зрения современной молекулярной генетики.
С точки зрения современной молекулярной генетики эукариотов процесс развития любой структуры, любого органа начинается с каких-то ранних стадий и руководится специальными генами-регуляторами. Эти гены-регуляторы представляют собой в большей части белки, которые имеют сродство к ДНК. И на эту ДНК они садятся. Но эта ДНК расположена в области промотеров, то есть в областях вблизи старта. Вот это старт транскрипции. Так вот, эти последовательности ДНК находятся здесь. И они по тому же самому модульному принципу собраны в такие блочки, и эти блочки называются обычно энхансером, потому что если приходит вот этот регулятор, садится сюда, а тут РНК-полимераза стоит, то после возникает такая петля, и вот этот комплекс белка с энхансером соединяется с промотером и его активирует. И начинается быстрая транскрипция. Это активаторы транскрипций. Таких активаторов транскрипций, это примерно 5 % генома у нас с вами. Ну, в смысле, у всех высших организмов. Но это очень интересная вещь, потому что они вроде как… Что это такое? У них нет даже четкой терминологии. Их называют цис-элементы, белоксвязывающие сайты, энхансеры, регуляторные ДНК. Слова нет. А вот с формальной генетической точки зрения многие из них выступают просто как гены самые элементарные, потому что… Если бы была доска, я бы изобразил общий случай, но вот представьте, что у вас… Ну, ладно. Этот кусочек ведет себя как ген.
Дело в том, что вот такие модули, где сидят вот такие регуляторные сайты, они могут быть очень протяженными, а главное, они могут перекрывать очень протяженные пространства. Бывает на 120 тысяч пар оснований, то есть. иной раз в сто раз больше, чем длина гена вот эта область, где находятся вот эти регуляторные сайты. И они могут быть небольшие, от 6-5 нуклеотидных пар до 12, но они размещены хитрым образом. Они сблочены так, что когда садится на них… Вот тут я вам покажу пример, как реально у дрозофилы … стоит вот это у гена бекоидав начале развития, сайты связывания с фактором декода. Но это в общем слова, это неважно. С регулятором. Они связываются здесь, вот эти молекулы, и это процесс кооперативный. Вообще у них сродство невысокое обычно. но зато если есть рядом сосед, то они колоссально увеличивают вот это эффективное связывание. И в итоге возникает такой мультибелковый комплекс, который включает интенсивно эту самую транскрипцию. При этом в данном случае только гены-бекоиды, они могут чередоваться еще с другими генами, и возникают такие огромные мультикомплексы.
И вот, собственно говоря, это и есть, с моей точки зрения, по крайней мере, на данный момент представляется, самый главный способ управления регуляцией генной активности. Распределены вот такие элементы, которые способны узнавать какие-то гены-регуляторы. Сам этот ген может тоже производить регулятор, включать и на себя. и куда угодно, и возникает такая сложная серия взаимосвязанных процессов, такая взаимная регуляция. И как она меняется в эволюции. Вот тут я картинку показываю, как у разных… Вот дрозофилы … и …,это довольно близкие виды. Вы видите, как изменились энхансеры и как расстояние между ними изменилось. Если выйти на мушку доместикус, тут сто миллионов лет между ними, то здесь вы видите уже совершенно другую картину.
Таким образом можно сделать такое обобщение, что в ходе… Если у вас есть развитие какой-то структуры, и это развитие четко идет по какому-то маршруту, начиная с самого зачатка до ее дефинитивной формы, то она управляется генами-регуляторами. Причем самая суть управления состоит в том, что около определенных генов-регуляторов размещаются вот эти цис-факторы, как угодно, вот эта регуляторная ДНК, и она собственно на себя привлекает регуляторные эти белки. Поэтому если взять всю регуляторную область генома, то можно судить по тому, сколько таких цис-факторов работает на данную структуру. Это как бы количество ее генетической обеспеченности. Потому что. что такое это с точки зрения формальной генетики, я не знаю. Потому что в одних экспериментах это ведет себя даже по цис-… как гены отдельные, но есть всегда какой-то мастер ген, который все это прикрывает. Короче, я что хотел сказать? Что во время… Вот тут шел разговор, что нуклеотидные изменения мало, что значат. Я категорически не согласен, потому что вся фактура, которая мне известна по этому вопросу, говорит о другом. Вы видите, что ДНК состоит из двух принципиально разных вещей. Это гены, то есть гены в том смысле, что это кодирующая последовательность, последовательность, кодирующая какой-то белок. И есть последовательности, которые ничего не кодируют, но их узнают белки. И регулируют. Поэтому вот эти последовательности, которые связывают, они не ограничены границами кода. То есть, там нет никакого триплетного кода, им плевать, собственно, там никакого ни аллонина, ни … под ними нет. Есть только одно, она узнается или не узнается. Так вот, это узнавание довольно размытое, и поэтому они плывут. Они плывут довольно бодро. Нуклеотиды меняются, но какой-то консенсус остается. Но они там забуферены, видите, там несколько их стоит. В одном поплыло, а в другом стоит. И поэтому получается, что у вас тонко-тонко, слабо-слабо начинает меняться связывание с этими белками-регуляторами. И тем самым меняется транскрипционная активность.
И на примере аммоноидей, если у вас есть несколько изгибов, за ними стоят гены, допустим. А глубина изгиба, кто ее регулирует, вот эту амплитуду? А вот эти как раз цис-факторы. Этого, конечно, никто не знает, это моя догадка. Но по крайней мере в случаях других так происходит. Если эти цис-факторы будут увеличиваться в числе, и сродство их к регуляторному белку будет усиливаться, тогда этот ген будет срабатывать сильней. Причем очень плавно в огромном диапазоне идет изменение. Теперь встаньте на точку зрения другого гена, который раньше управлялся. Дело в том, что вот эти факторы, они пересекаются, эти цис-факторы, они могут … где они стоят. Так и есть, они без конца одни и те же стоят. То есть, разнообразие там гораздо меньше, чем разнообразие генов вообще. И поэтому если какая-то структура, к ней среда просит увеличить силу сродства, то она начинает оттягивать вот те, которые стояли на другом месте. Особенно тут интересно то, что она перестает обращать внимание, как хорошо сродство у другого гена к этим факторам, потому что в данный момент он избыточен. Он не нужен, с помощью него нельзя догнать среду. Поэтому получается так, что вид, популяция догоняет среду по тем, по лимитирующим генам, а те, которые были избыточными, в это время приходят в некоторое состояние хаоса. А потом наоборот. Поэтому получается так, что если вы зададите, как вы задавали, вот этот частокол условий, у меня будет вот так вот идти дерганье, и через некоторое время я рассыплюсь по всему этому пространству непозволительно, от нуля до максимума, что мы и видим.
Теперь другое, тут у нас пещеры рядом, и я поэтому пещерную рыбку тут припас. В Мексике живет рыба, остеанос мексиканос. Она замечательна тем, что популяции одного и того же вида опустились в глубочайшие пещеры там — я боюсь сказать. но, по крайней мере, там абсолютно ни зги не видно, то есть они в полной темноте. И те, которые продолжают жить на поверхности. Причем есть даже популяции, которые опустились раньше, которые опустились позже, есть целый набор, штук семь популяций, как минимум. И они вес скрещиваются между собой, что для генетиков восторг. Причем рыбки небольшие, аквариумные, и там сейчас очень увлечены этим. Вот, собственно, размер этой рыбы. Вы видите, что одна рыба, вот эта, в смысле, ее предки, посидели в этой пещере по оценкам разным от 600 тысяч до миллиона лет. За это время, обратите внимание, у нее нет глаз, она стала белая. А вот это ее сестра родная, которая осталась на поверхности.
И вот теперь посмотрим. Люди, конечно, этим делом увлеклись, и они стали смотреть, а какого типа изменения произошли у этих рыбок. И бросается в глаза специалистам, что изменения двух типов. Одни, которые мы сразу увидели, это деструктивные — дегенерация и все это. Я склонен считать так, что количество генов и общая сложность организма примерно стоит на одном и том же месте, а меняется только развитие разных структур. Причем соблюдается принцип, который еще когда-то Жоффруа Сент-Илер открыл, что если один орган развивается сильно, то есть какой-то, который деградирует. Заметим, кстати, на положение этой рыбки. Если она сидит в темноте, у нее глаза не работают, значит, у нее должно работать обоняние, значит, вкус. Значит, челюсти у нее должны хорошо работать, что-то там наобум ловить. Ну, вот собственно, пожалуй, и все, что приходит в голову. то, что связано с глазами, с теменным глазом, с пигментацией, суточные ритмы, — мы предвидим, что они будут деградированы. Так оно и есть. Причем время ничтожное. Если вы попробуете любыми этими переносами горизонтальными или каким-то другим способом вот это объяснить, это чистейшей воды организм.
Из зала —
Почему переносами? Это типичная классическая редукционная эволюция.
В.А.Бердников —
Нет, она не редукционная, потому что вот, смотрите.
(Говорят все.)
В.А.Бердников —
И я тоже объясняю очень легко, что по интегралу все осталось, как было. Теперь эта область, конечно, изо всех сил исследуется, и стали смотреть, что там все-таки происходит на уровне вот этих…
акад.Н.Л.Добрецов —
…за 10 тысяч лет, не за 600 тысяч лет.
В.А.Бердников —
Правильно. Подождите. Собственно говоря, тут же всё считается. Ведь это же вещь, которая относится к микроэволюции, мы знаем величины популяции. Величины давления отбора мы только не знаем. Если в вашем случае давление отбора было больше, так и времени будет меньше. Поэтому давление отбора, это колоссальная вещь, только это демонстрируется.
Да, я сбился немножко. Так вот, этот ген ПАКС-6 есть. Но оказывается его область, его домен-экспрессия на зачатке, на эмбрионе, в самом начале, вот эта область, где выражается этот ген, уменьшена. И даже она разбита на две подъединицы, между ними даже гэп такой есть, провальчик. Потому что есть выше по течению какой-то ген, который принял конструктивную идею и давит этот. Значит получилось так, что начало попало под давление ингибиции такой, и очень серьезной. А дальше идет такой доменон. Хрусталик начинает слабо развиваться, да, это очень важно. А хрусталик является индуктором всех остальных структур. И поэтому как только хрусталик стал слабо работать, все остальные структуры глаза — роговица, радужная, передняя камера, они прост не развиваются. И рудиментарный глаз падает в орбиту, как они говорят.
И теперь к этим чудесам я все-таки до конца дойду. Потерпите чуть-чуть, потому что это наверняка вам понравится, такое чудо. В «Нейчур» этого года есть статья. Вот это насекомое называется палочник. Палочники, это очень древняя группа с неясным происхождением, но она безусловно базальная группа. Она с авто…оидами где-то близка. То есть, начало ее должно быть где-то типа девона. Карбон уж точно. То есть, задолго до многих других процессов. Так вот эти палочники в основном бескрылы. Нет даже рудиментов крыльев. Но иногда встречаются с крыльями задними, причем эти крылья имеют ту же самую структуру жилок, как нормальные крылья других животных такого рода, допустим, кузнечников. То есть это типичное насекомное крыло. Но вот что потрясающе было. Когда мы взяли довольно большие куски ДНК в виде разных последовательностей и построили филогенетическое древо разных палочников, то вышло, на мой взгляд, чудо, и они чудом считают и поместили это как первый случай такого явления. Вот тут черное, это крылья есть, а белое, это крыльев нет. Это палочники всевозможные и другие. Вот отсюда начинаются палочники. И видно, если мы будем восстанавливать предка, что с вероятностью 99 % предок должен был быть бескрылым. Предок древний. И потом вдруг появляются где-то там крылья. Значит, крылья многократно возникли из ничего. Я повторяю точно, что написано в этой статье. Они возникли из ничего. Естественно, из ничего ничего не может возникнуть. Но в данном случае как бы из ничего. То есть, они же не проверяли, вообще говоря, развитие, там может быть какие-то зачаточки есть. Так вот, главное, что крыло в полной своей красоте, как тут изображено, появилось потом несколько раз. Значит, оно все это время в спрятанном виде где-то жило. И, как у Беляева Дмитрия Константиновича гипотеза, спало крыло. Оно спало, спало и вдруг проснулось.
И сейчас, чтобы кончить эту всю тему, из личного опыта тоже хочу показать. Я непосредственно занимаюсь генетикой гороха. Вот его лист типичный. Есть листочки и усики, и это всё называется лист сложный. А вот это лист предковой формы, … лист. Считается, что из семейства … потом все бобовые и развились. Ну, это точка зрения. По крайней мере, точно архаичный. Тем более, у мимоз тоже такого типа листья. То есть они дважды перистосложные. В то время как у всех бобовых никогда нет дваждыперистосложности. А вот мутация, которую мы сами получили. Снова возникла дваждыперистосложность, то есть, из ничего. Естественно, я говорю «из ничего» в том смысле, что, сколько я ни смотрю сюда, здесь нет ни намека, более того, ни одного родственника нет. а 17 тысяч видов. Нет вот этой идеи. Эта идея была древней, она была забыта и забита.
Из зала —
Спала.
В.А.Бердников —
Я не знаю, как они это делают. Но вот это я привел факты такого рода. И тут, кстати, был такой разговор, что возникло что-то вдруг, в этих докладах это было.
Вот, собственно говоря, и всё. Что тут я только мог бы еще добавить? В регуляции уэкариотов важнейший есть пункт, как мы многократно повторяли: они могут делаьт дифференцировку. Они могут делать дифференцировку из-за того, что создан специальный генетический механизм передачи состояния закрученности генов, закрученности ДНК, то есть, засыпания. Гены одни спят или молчат, говорят, находятся в состоянии сайленса, и это явление называется сайленсингом. И это явление, главная его особенность, что оно передается в ряду клеточных поколений, в ряду мийоза. И что тут интересно? Это сила, которая хочет, вообще говоря, любой ген замотать, то есть выключить. Там есть специальный аппарат, о нем нужно очень долго говорить и не надо. Я бы хотел сказать, что те регуляторы, которые взаимодействуют с цис-факторами, на самом деле работают против этой системы сайленсинга. Не надо думать, что этот регулятор как сел, так он всю жизнь и стоит. У него есть время обмена. Поэтому прошло время, он развалился, и на его место свежий идет. А если свежий не поступил, закрутится. Поэтому очень может быть, что когда та структура, которая избыточная, как глаз, допустим, она попадает под давление, из него начинает отсасывать вот эти регуляторы, и она заматывается. Иногда, если она замотается чуть-чуть, мы получим такую юстировку хорошую: вот подогнали точно к среде. Но ее можно закрутить и совсем, и тогда она не будет никак себя выдавать, пока мутаций не будет.
Спасибо.
акад.Н.Л.Добрецов —
Ну, давайте несколько вопросов, потому что нам перерыв надо сделать и еще два доклада послушать, если сил хватит.
чл.-корр.В.И.Евсиков —
Владимир Александрович, вы ничего не сказали по сути дела о … Это интенсивность отбора и вектор отбора. … Почему так получается?
В.А.Бердников —
Нет, у меня шкала хорошая. Если вы задаете вопрос, я уточняю. Просто речь шла, конечно, о движущих формах отбора. Когда среда требует изменить, это, конечно, движущий отбор. И движущий отбор всё это делал, вот что я говорил. Стабилизирующая форма отбора, это если среда не меняется.
чл.-корр.В.Д.Евсиков —
Нет, дестабилизирующая, когда среда меняется.
В.А.Бердников —
А, я думал, вы говорите о стабилизующей. А дестабилизирующий отбор, кроме как у млекопитающих со срывом нервов, я с этим никогда не могу согласиться, что аммониты подчинялись. И вес растения. Все-таки, там нужна нервная, гуморальная система.
акад.Н.Л.Добрецов —
Дело в том, что это проявляется высшая нервная деятельность. Когда говорили про разум, ладно. А высшая нервная деятельность, это тоже принципиальное усложнение. Причем у подавляющего большинства других животных, растений, простейших, бактерий, даже близко нет. Поэтому, когда говорят о прогрессивной эволюции, все-таки появляется масса новых функций.
В.А.Бердников —
Подождите, насчет новых функций я не понял. Новых структур. А функции были. Была функция репродукции, а это только помощники для выполнения главной функции, приспособленность создать.
акад.Н.Л.Добрецов —
Еще есть вопросы? Видимо, есть накопившаяся усталость. Поэтому сделаем перерыв, а там послушаем еще доклад.
(ПЕРЕРЫВ)