Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни - Ричард Докинз

Причина, по которой у всех программ “Мака” одинаковый “внешний вид” (это сходство, как известно, было предметом судебных разбирательств), заключается как раз в том, что все программы “Мака”, написаны ли они “Эппл”, или “Майкрософт”, или кем-либо еще, вызывают один и тот же набор подпрограмм. Если вы программист и хотите переместить целую область экрана, например, с помощью “мыши”, вы только тратили бы время, если бы не вызвали подпрограмму ScrollRect. Или, если вы хотите поставить галочку в раздел разворачиваемого меню, было бы безумием писать специальный код. Просто вызовите Checkltem, и все будет сделано за вас. Когда вы смотрите код программы “Мака” – кем бы, на каком языке и для какой цели она ни была написана, – первое, что бросается в глаза – то, что она состоит в основном из вызовов знакомых встроенных стандартных подпрограмм. Такой набор стандартных подпрограмм доступен всем программистам. Различные программы в разных комбинациях и последовательностях сочетают вызовы этих стандартных подпрограмм.

Геном в ядре каждой клетки представляет собой набор подпрограмм ДНК, которые могут выполнять стандартные биохимические функции. Ядро клетки напоминает ROM “Мака”. Различные клетки, например клетки печени, костные и мышечные клетки, в разных комбинациях и последовательностях сочетают “вызовы” этих подпрограмм для выполнения конкретных функций клетки: рост, деление, выработку гормонов и так далее. Костные клетки мыши сильнее похожи на костные клетки человека, чем на клетки мышиной печени: они выполняют очень похожие операции и для этого вызывают одни и те же наборы стандартных подпрограмм. Этим и объясняется, почему геномы млекопитающих примерно одного размера: всем нужен примерно одинаковый набор подпрограмм.

Тем не менее костные клетки мыши ведут себя не так, как костные клетки человека. Это также выражается в различных вызовах подпрограмм в ядре. Сам набор подпрограмм у мыши и человека не идентичен, хотя вполне мог бы быть таковым без угрозы для основных различий между двумя видами. Чтобы сделать мышь не похожей на человека, важны не столько различия в стандартных подпрограммах, сколько различия в их вызовах.

Рассказ Бобра

“Фенотип” – это то, что находится под влиянием генов. В целом под фенотипом понимают все, что относится к телу. Но есть тонкости, вытекающие из этимологии. Phamo по-гречески означает “показывать”, “обнаруживать”, “выявлять”, “выражать”, “раскрывать”. Фенотип – это внешнее, видимое проявление скрытого генотипа. Оксфордский словарь английского языка определяет его как “совокупность всех поддающихся наблюдению признаков индивида, рассматриваемых как следствие взаимодействия его генотипа с окружающей средой”, но предваряет это определение еще одно: “Тип организма, отличающийся от других поддающимися наблюдению признаками”.

Дарвин рассматривал естественный отбор как выживание и размножение определенных типов организмов за счет других, конкурирующих с ними. Под типами здесь не подразумеваются группы, породы или виды. Фраза “сохранение благоприятствуемых пород” из подзаголовка “Происхождения видов”, так часто понимаемая неверно, никоим образом не подразумевает породы в обычном смысле этого слова. Дарвин писал это еще до того, как генам дали имена, до того, как кто-то понял, что это такое, но, выражаясь современным языком, под “благоприятствуемыми породами” он имел в виду “носителей благоприятствуемых генов”.

Отбор направляет эволюцию лишь в той степени, в которой альтернативные типы обязаны генам своими различиями: если различия не наследуются, то избирательное выживание никак не влияет на будущие поколения. Для дарвиниста фенотипы – это проявления, по которым естественный отбор оценивает гены. Когда мы говорим, что хвост бобра уплощен, чтобы служить веслом, мы имеем в виду, что гены, фенотипическое проявление которых обеспечило уплощение хвоста, выживали благодаря преимуществам такого фенотипа. Отдельные бобры с плоскохвостым фенотипом выживали потому, что лучше плавали, а в них выживали отвечающие за это гены, которые затем передавались новым поколениям плоскохвостых бобров.

Вместе с этим выживали также гены, проявлявшиеся в острых резцах. Бобры получаются за счет перетасовок генов в генофонде. Гены выживали в ряду поколений боровых предков благодаря тому, что хорошо зарекомендовали себя в сотрудничестве с другими генами из генофонда бобра и смогли обеспечить фенотипы, преуспевающие в тех условиях жизни, в которых живет бобр.

В то же время в других генофондах сохранялись альтернативные кооперации генов, создающие тела, которые выживали, занимаясь другими “ремеслами”: тигриная кооперация, верблюжья кооперация, тараканья кооперация, морковная кооперация. Моя первая книга “Эгоистичный ген” вполне могла бы называться “Кооперативный ген”, причем в самой книге при этом не нужно было бы менять ни слова. Более того, это могло бы предотвратить некоторые недоразумения (отдельные литературные критики довольствуются чтением одного только заголовка). Эгоизм и кооперация – это две стороны дарвиновской медали. Каждый ген действует в своих интересах; кооперируясь с другими генами в генофонде, который тасуется в результате полового размножения и служит для гена окружающей средой, гены строят новые тела.

Но гены бобров создают фенотипы, сильно отличающиеся от фенотипов тигров, верблюдов и моркови. Фенотип бобра – это запруда, обусловленная фенотипом плотины. Запруда – расширенный фенотип, особый род фенотипа [37]. Это интересно не только само по себе, но и потому, что так легче понять, как развиваются фенотипы в обычном понимании этого слова. Мы увидим, что между расширенным фенотипом, таким как запруда, и обычным фенотипом, таким как уплощенный хвост, разница не так уж и велика.

Как можно использовать одно и то же слово – фенотип – для обозначения, с одной стороны, хвоста, а с другой – массива стоячей воды, образованного плотиной в русле реки? Дело в том, что и то, и другое – проявления генов бобра. И то, и другое эволюционировало, чтобы как можно лучше сохранять эти гены. И то, и другое связано с генами, которые они экспрессируют, сходными цепочками эмбриологических причинно-следственных связей.

Эмбриологические процессы, с помощью которых гены бобра создают хвосты, изучены пока не очень подробно, но мы понимаем, какого рода вещи там происходят. Гены в каждой клетке бобра ведут себя так, как будто “знают”, в какой они клетке. В клетках кожи те же гены, что и в костных клетках, однако в каждой ткани “включаются” разные гены (см. “Рассказ Мыши”). Во всех клетках бобрового хвоста гены ведут себя, будто “знают”, где они, и заставляют соответствующие клетки взаимодействовать так, что хвост в итоге становится плоским и лысым. Невероятно трудно выяснить, откуда гены “знают”, в какой части хвоста они находятся, но мы понимаем, как можно преодолеть эти трудности. Решение этих проблем и сами проблемы в общих чертах одинаковы, рассматриваем ли мы развитие тигриных лап, верблюжьего горба или морковных листьев.

Они примерно одинаковы и при развитии нейронных и нейрохимических механизмов, управляющих поведением. Копуля-тивное поведение бобров инстинктивно. Посредством выделения в кровь гормонов, а также с помощью нервов, контролирующих мышцы, которые двигают искусно сочлененными костями, мозг самца бобра дирижирует симфонией движений. Результат – точная координация действий с самкой. Можно с уверенностью сказать, что эта безупречная нейромышечная музыка усовершенствована поколениями естественного отбора. А это подразумевает отбор генов. В генофонде бобров выживали гены, фенотипические проявления которых в мозге, нервах, мышцах, железах, костях и органах чувств увеличивали шансы этих генов дожить до современности.

“Гены поведения” выживают точно так же, как и “гены костей” или “гены кожи”. Вы возразите, что нет генов поведения, а есть лишь гены нервов и мышц, из движений которых складывается поведение. Значит, вы еще одурманены грезами. Анатомические структуры не обладают особенным статусом по сравнению с поведенческими структурами в отношении “прямого” влияния генов. Гены “фактически” или “напрямую” отвечают только за белки и другие непосредственные биохимические реакции. Все остальное (будь то влияние на анатомические или поведенческие фенотипические проявления) – косвенное. Но провести границу между прямым и косвенным влиянием невозможно. В дарвинистском смысле важно только, что различия между генами приводят к различиям фенотипов. Естественному отбору интересны лишь различия. Примерно в том же смысле генетикам интересны лишь различия.

Помните “более тонкое” определение фенотипа: “Тип организма, отличающийся от других поддающимися наблюдению признаками”? Ключевое слово здесь – “отличающийся”. “Ген карих глаз” – это не ген, непосредственно кодирующий синтез коричневого пигмента. Да, так бывает, но дело не в этом. А в том, что обладание “геном карих глаз” обеспечивает различия в цвете глаз по сравнению с другой, альтернативной версией гена – “аллелем”. Причинно-следственные цепочки, приводящие в итоге к различиям между одним фенотипом и другим – скажем, между карими и голубыми глазами, – обычно длинны и извилисты. Ген производит белок, который отличается от белка, производимого альтернативным геном. Этот белок оказывает ферментативный эффект на клеточные химические процессы, которые влияют на икс, который влияет на игрек, который влияет на… длинную цепочку промежуточных факторов, которые влияют на… интересующий нас фенотип. Аллель обеспечивает различия при сравнении данного фенотипа с соответствующим фенотипом другого альтернативного аллеля, возникающим в конце длинной цепочки причинно-следственных связей, которую запускает этот аллель. Различия в генах приводят к различиям фенотипов. Изменения в генах приводят к изменениям фенотипов. В эволюции выбор аллелей происходит на основе различий их фенотипических проявлений.