Палеонтологические доказательства«).
5. Изменения видов при доместикации(От искусственного отбора к естественному)
Во времена Дарвина образованной английской публике не нужно было объяснять, что такое отбор (= селекция, selection). Многие джентльмены увлекались селекцией собак, лошадей, голубей, различных растений, и не понаслышке знали, каких радикальных изменений в строении и внешнем облике организмов можно добиться — причем довольно быстро — путем отбора (отбраковки «неудачных» особей и размножения «удачных», что бы ни понимал под «удачностью» конкретный селекционер). Именно поэтому Дарвин и назвал открытое им явление «естественным отбором» (natural selection). Он хотел, чтобы все его соотечественники сразу поняли, о чем речь. Гениальная догадка Дарвина состояла в том, что в природе должен самопроизвольно идти процесс, полностью аналогичный тому, что происходит в голубятне эксперта-голубевода, выводящего новую породу. «Естественный отбор» — это, собственно говоря, метафора. Это не какая-то особая сущность, для которой необходимо было вводить специальный новый термин. Это не «гравитация» и не «сильное ядерное взаимодействие». Естественный отбор — это сочетание двух обстоятельств: 1) наследственной изменчивости и 2) дифференциального размножения. Особи в пределах каждого вида различаются по своим наследственным (врожденным) свойствам; некоторые из этих свойств влияют (статистически) на число потомков, оставляемых особью. Вот и всё! Можно было и не вводить специальный термин «естественный отбор», а просто говорить о «сочетании наследственной изменчивости и дифференциального размножения», хотя это, конечно, более громоздко и менее понятно. Любой селекционер-практик прекрасно знает, что особи одного и того же вида (например, собаки или голубя) сильно различаются по своим наследственным качествам. Оставляя «на развод» одних животных (например, самых длинноногих) и отбраковывая других, селекционер создает для своей «подопытной популяции» ситуацию, в которой вероятность успешного размножения особей зависит от определенного наследственного признака. С точки зрения отбираемых собак ситуация выглядит так: «чем длиннее твои ноги, тем больше у тебя шансов оставить потомство». В результате те генетические варианты (аллели), которые способствуют развитию длинных ног, распространяются в популяции, а «гены коротких ног» постепенно исчезают, выбраковываются. И мы получаем в итоге новую породу — например, борзую или гончую. Дарвин догадался, что точно такой же процесс должен сам собой происходить в природе. Например, если более длинноногие особи в данной популяции будут в среднем ловить больше зайцев, а следовательно — лучше питаться, а следовательно — будут сильнее и крепче, а следовательно — оставят в среднем больше потомства, чем их коротконогие сородичи. Разумный селекционер для этого вовсе и не нужен: природа все сделает сама. И в итоге мы получим новую естественную разновидность с ногами более длинными, чем у предков.
Значительная часть книги Дарвина «О происхождении видов«посвящена искусственному отбору, его результатам и возможностям. Позже Дарвин написал еще отдельную книгу об этом — «The Variation of Animals and Plants Under Domestication«. Логика очень проста:
— Искусственный отбор позволяет менять строение организмов и создавать новые разновидности;
— В природе должен самопроизвольно происходить (и происходит) практически точно такой же процесс;
— Следовательно, в природе должны самопроизвольно появляться новые разновидности.
Многие антиэволюционисты — и даже, как ни странно, отдельные эволюционисты — считают, что между искусственным и естественным отбором существует принципиальная разница, поскольку в первом случае направление отбора задает разумный агент, а во втором его задают «слепые силы природы». Но эта разница на самом деле вовсе не принципиальна.
Во первых, в большинстве случаев новые породы домашних животных и культурных растений выводились людьми совершенно бессознательно, без всякого умысла. То есть человек действовал в ходе селекции тоже не как «разумный агент», а как «слепая природная сила». Примеры:
1) Для людей, занимающихся молочным животноводством, совершенно естественно оставить корову, которая дает много молока, в живых, а ту, что дает мало молока, пустить на мясо. Это естественным образом приводит к тому, что высокоудойные коровы будут оставлять больше потомства, и, следовательно, будет идти отбор на удойность. Людям при этом совершенно не обязательно осознавать, что они занимаются селекцией.
2) Важнейшим отличием культурных злаков (пшеницы, риса и др.) от дикорастущих предков является то, что у первых семена лучше держатся в колосе, а у вторых — очень легко осыпаются. Древние земледельцы просто не доносили до дома (места молотьбы и т. п.) те семена, которые обсыпались в пути, пока люди несли срезанные серпами колосья. Им доставались только те семена, которые лучше держались в колосе. Эти же семена использовались потом для очередного посева. Таким образом, происходил бессознательный отбор растений с неосыпающимися семенами. Подробнее об этом см. в заметках:
• Чтобы дикий рис превратился в культурный, хватило единственной мутации;
• Пшеница не сразу окультурилась.
3) Совершенно бессознательно и даже вовсе о том не ведая, виноделы, пивовары и пекари за несколько тысячелетий «вывели» ряд специфических разновидностей дрожжей — винных, пивных и хлебопекарных (см., например: Legras et al., 2007. Bread, beer and wine:Saccharomyces cerevisiaediversity reflects human history; Fay J.C., Benavides J.A., 2005. Evidence for Domesticated and Wild Populations ofSaccharomyces cerevisiae. PLoS Gen 1 (1): e5).
Во-вторых, между искусственным и естественным отбором есть ряд переходных, промежуточных состояний. В природе агенты отбора тоже далеко не всегда являются «слепыми» и «бессознательными» силами. Яркий пример — сельское хозяйство у насекомых. Некоторые муравьи и термиты имеют сложную и высокоразвитую агрикультуру. Разводя в своих муравейниках и термитниках грибы на специально обустроенных «огородах», насекомые в течение тысяч и миллионов лет осуществляли самую настоящую селекцию своих сельскохозяйственных культур. В результате, например, возделываемые термитами грибы полностью утратили способность к самостоятельной жизни; эти грибы выделяются микологами в особый род Termitomyces. Об удивительных подробностях сельскохозяйственной деятельности и искусственного отбора у насекомых-грибоводов см. в заметках:
• Муравьи-листорезы приручили бактерий для борьбы с вредителем
• Выращивание монокультур — ключ к эффективности сельского хозяйства у термитов
• Муравьи используют азотные удобрения для своих угодий
• Для повышения эффективности труда муравьи формируют узких специалистов.
• Симбиотические бактерии помогают жукам выращивать съедобные грибы
Вовсе не являются «слепыми и стихийными» агенты отбора и в том случае, когда речь идет о половом отборе (когда, например, ожидаемое число потомков, оставляемых самцом, зависит от того, насколько этот самец нравится самкам). В этом случае отбор направляют существа, у которых всё же есть кое-какие мозги. Эти существа способны к целенаправленным действиям и отчасти осмысленным решениям. Самки становятся селекционерами. Привередливые павлинихи создали роскошные узоры на хвостах самцов-павлинов точно так же, как голубеводы создали причудливые украшения у декоративных пород голубей. Подробнее об этом см. в заметке:
• Женская привередливость способствует видообразованию
Совершенно аналогичным образом красота и приятный запах многих цветов являются результатом отбора (естественного? искусственного? даже не поймешь), осуществляемого насекомыми-опылителями. Цветы, сумевшие привлечь больше опылителей, передадут свою пыльцу большему количеству других цветов и потому оставят больше потомства. Таким образом, происходит отбор на способность привлекать опылителей. Направленность этого отбора задается особенностями поведения, предпочтениями и вкусами насекомых. Красота и аромат диких цветов «созданы» насекомыми точно в том же самом смысле, в каком красота одомашненных цветов создана (а точнее, улучшена) селекционерами — людьми.
Нам, кстати, просто повезло, что наши вкусы во многом совпадают со вкусами значительной части насекомых. Это сходство вкусов объясняется в конечном счете историческим сходством диеты: приматы (как и многие насекомые) обожают сладенькое, потому что важную часть их диеты издавна составляли спелые фрукты. Собаке или кошке сладкие ароматы цветов глубоко безразличны или даже неприятны. Зато нам совсем не нравится аромат тухлого мяса, источаемый некоторыми цветами, опыляемыми навозными мухами. Кроме того, красота многих цветов и птиц недоступна нам в полном объеме, потому что значительная часть их орнаментов «выполнена» в ультрафиолетовом диапазоне, который нам недоступен, но зато отлично виден многим насекомым и птицам. Этот факт, помимо прочего, доказывает, что красота их не была создана специально для ублажения нашего взора, как наивно считают некоторые антиэволюционисты.
Многочисленные случаи «эволюционной гонки вооружений» тоже наглядно показывают, что направленность отбора часто задается вовсе не «слепыми стихийными силами», а целенаправленным (и тоже развившимся в результате отбора) поведением других живых существ. Так, газели, убегая от гепардов, осуществляют селекцию гепардов по признаку «скорость бега», и ту же самую операцию проделывают гепарды в отношении газелей. Другие примеры «эволюционной гонки вооружений» см. в разделе «Этические и эстетические аргументы«.
Таким образом, естественный отбор, осуществляемый «слепыми» силами природы (например, когда изменение цвета почвы стимулирует изменение окраски у мышей, см.: