Темновая репарация осуществляется действием нескольких ферментов, назначением которых является надрезание повреждённого участка, его уборка (выщепление), расширение образовавшейся бреши, репаративная репликация (застройка) нового неповреждённого участка и сшивание (склеивание) концов в цепи ДНК.
Эксцизионная репарация базируется на механизме эксцизии (удаления) неверно спаренных или повреждённых оснований и синтезе новой правильной последовательности.
Рекомбинационная репарация восстанавливает нормальную цепь ДНК. Она происходит путём использования материала одной молекулы ДНК для восстановления повреждённого участка другой молекулы.
Все виды репарации повреждений ДНК действуют при помощи набора специфических ферментов, которые служат своеобразными фильтрами для отсева самых разнообразных информационных шумов, возникающих в структурах ДНК под действием внешних и внутренних мутагенов. Мутагены действуют не непосредственно на ДНК, а лишь «просеиваясь» через фильтры системы репарации.
Ферменты репарации вырабатываются на основе информации, поступающей от генетических структур, но их производство и распределение зависит от жизнедеятельности, от биологической работы организма в целом. Поэтому биологическая работа организмов оказывает косвенное влияние на мутагенез, и это влияние накапливается в череде поколений. И это только один из возможных каналов такого влияния.
Глава 25. Синтетическая теория эволюции в биологии как система
25.1. Особенности и постулаты синтетической теории эволюции
Описанная выше история создания синтетической теории эволюции показывает, что эта теория формировалась и совершенствовалась выдающимися представителями самых различных научных дисциплин на протяжении XX века, а её истоки восходят к достижениям последних десятилетий века девятнадцатого. Это фундаментальная теория, которая сама длительно эволюционировала на основе усилий учёных и в свете данных генетики, клеточной теории, молекулярной биологии, селекции, эмбриологии, биохимии и биофизики, экологии, палеонтологии и ряда других научных дисциплин биологического цикла, с включением знаний микрофизики, химии, кибернетики о поведении объектов неживой природы.
Синтетическая теория эволюции (СТЭ) представляет собой систему, являющуюся эталонной в современной биологии и выступающей как её мобилизационное ядро. Её представители называют себя современными неодарвинистами, представителями обновлённого современными знаниями дарвинизма, поскольку в неодарвинизме сохранилась исходная для дарвинизма идея биологической эволюции путём естественного отбора, которая была дополнена представлениями о механизмах естественного отбора генетически детерминированных признаков.
Вместе с тем первоосновой синтетический теории эволюции, её ядром является экспериментальная генетика и её теоретическая надстройка – генетика популяций, теория мутаций и рекомбинаций, хромосомная теория наследственности, теория синтеза белков на основе генетической информации нуклеиновых кислот.
Классический дарвинизм, как известно, сложился в XIX веке в условиях, когда в биологической науке не было ещё технических средств для получения фактов о природе наследственности. Поэтому гипотезы об этой природе строились на основе натурфилософских заключений. В науке господствовали представления о смешении наследственных признаков, заимствованных от отца и матери, по аналогии со смешением кофе с молоком, т. е. по принципу диффузии смешивающихся жидкостей.
Дарвин неоднократно заявлял о вопиющем незнании законов наследственности, господствовавшем в науке его времени. Натуралистам было доступно лишь изучение фенотипов, в котором они достигли колоссальных высот, следствием поднятия на которые и явилось развитие дарвинизма. Но о генотипах они не имели никакого понятия и не догадывались, естественно, об их существовании.
В XX веке генетика проделала очень длинный путь от переоткрытия законов Менделя, которые веку предшествующему остались неизвестными, и до создания генной инженерии. Открытие следовало за открытием, расширяя горизонты человеческого знания истоков жизни и приводя к осознанию наивности многих положений классического натурализма.
Расширение горизонтов человеческого знания приводило и к соответствующему изменению понятий об эволюции как субстанции, глубинной сути всякого бытия. Так было, так будет и впредь. Современная синтетическая теория биологической эволюции, т. е. основанная на синтезе вышеперечисленных ветвей биологической науки эталонная модель эволюции органического мира, отличается от классического дарвинизма рядом существенных особенностей. В качестве элементарного эволюционирующего сообщества в ней выделяется популяция, а не вид и не отдельная особь, как у Дарвина.
Это и понятно, поскольку центр тяжести эволюционного мышления перенесен с натуралистических представлений на генетические, а популяция, в отличие от вида, является сообществом спаривающихся особей, чем наследственный материал в различных комбинациях передаётся потомству. В основу изменчивости видов и особей эта теория закладывает соответственно устойчивое изменение популяционного генотипа.
К основным факторам эволюции, выделенным Дарвином (изменчивости, наследственности, естественному отбору) она добавляет ещё три фактора – мутации генетических структур, популяционные волны численности и изоляцию репродуцирующих сообществ. Кроме этих основных факторов выделяется ещё и определённое множество неосновных, второстепенных, дополнительных.
Создавая синтетическую теорию эволюции, её выдающиеся основатели развивали различные её аспекты, находясь в относительном отрыве друг от друга в разных странах и на разных континентах разорванной политическими конфликтами планеты. И хотя основные публикации по важнейшим вопросам генетики и базирующихся на ней эволюционных представлениях относительно быстро распространялись на разных языках в информационном континууме, СТЭ как система развивалась рывками, очень несистематически, путём увязывания достижений отдельных её представителей и обособленных друг от друга научных школ. Поэтому попытки её системного изложения делались главным образом в учебниках и трудах по истории науки, но не в фундаментальных научных произведениях инновационного характера.
Попытки создания таких обобщающих научных произведений тоже делались, разумеется, неоднократно, но они отражали лишь отдельные этапы формирования синтетической теории, которое растянулось почти на весь XX век и до сих пор некоторыми исследователями считает незавершённым. Однако в целом в относительно завершённом виде СТЭ сложилась в 70-е годы XX века. При этом по многим её уже устоявшимся положениям продолжаются бурные дискуссии.
Как отмечает видный российский учёный-эволюционист и историк науки Н. Воронцов, при значительном множестве научных трудов и сводок по синтетической теории эволюции длительное время не было сделано даже попыток достаточно чётко сформулировать её основные положения.
«Как это ни странно, – пишет Воронцов, – чуть ли не первая попытка формулировать в тезисной форме основные положения СТЭ принадлежит её критику А.А. Любищеву. Любищев впервые предложил применительно к основным положениям эволюционизма использовать понятие «постулат». Согласно определению, постулат (от лат. рostulatum) – требование, предложение, условие, допущение, правило – в силу каких-либо соображений принимаемое без доказательств, но, как правило, с обоснованием, причём именно это обоснование и служит обычно доводом в пользу принятия постулата» (Воронцов Н.Н. Развитие эволюционных идей в биологии – М.: Издат. отдел УНЦ ДО МГУ, 1999 – 640 с., с. 455).
Действительно, основной «костяк» СТЭ, система её основных положений состоит не из доказанных и всесторонне проверенных истин, а из постулатов, положений, принимаемых без доказательств, но с определёнными обоснованиями, которые и являются доводами в пользу принятия постулата за неимением более широких и глубоких, более всесторонних обоснований.
Это и естественно. Ведь чтобы отследить эволюцию видов в её «первозданном», непосредственном виде, нужно прожить тысячи или даже миллионы лет, фиксируя документально происходящие изменения. Поэтому всякая теория эволюции воссоздаёт в своих основоположениях эволюционные процессы на основе косвенных данных, приводя имеющиеся в распоряжении сведения в определённую систему. Это предопределяет постулативный, а не всесторонне-доказательный характер основоположений той или иной теории.
Постулаты отличаются по своей познавательной сути не только от всесторонне проверенных положений, но и от аксиом, т. е. положений, принимаемых без всяких обоснований и служащих предпосылками доказанных положений, как это происходит в абстракциях геометрии.
«Основные положения СТЭ, – отмечает далее Н. Воронцов, – обоснованы эмпирическими наблюдениями и поэтому являются не аксиомами, а именно постулатами. К сожалению, как сторонники СТЭ, так и её критик А.А. Любищев не сформулировали чётко постулаты «селектогенеза» (этим термином – эволюция на основе отбора – Любищев обозначал СТЭ и её идейных предшественников)» (Там же, с. 456).
Александр Любищев, как известно, был убеждённым антидарвинистом. Критикуя СТЭ, он усматривал субъективный сдвиг в основоположениях СТЭ в её следовании дарвинизму, неприятие которого он выражал термином «селектогенез». А. Любищев жёстко критиковал «селектогенез». Он писал, что «сторонники «селектогенеза» приписывают естественному отбору такое же всемогущество, какое креационисты придают Всеобщему Творцу. Следует напомнить, что Дарвин никогда не приписывал отбору всемогущества, как он никогда не сводил изменчивости признаков к наследственным изменениям. Как мы видели выше, почти на каждой странице дарвиновских трудов описание роли отбора соседствует с признанием роли употребления или неупотребления органов.
Всемогущество отбора первым из дарвинистов провозгласил Август Вейсман, и именно потому, что он постулировал абсолютную невозможность какого-либо влияния на наследственность приобретенных в жизненном процессе изменений. Так что критика Любищева была обращена прежде всего на СТЭ, которая безоговорочно принимает за основу принцип Вейсмана. Тем не менее СТЭ вполне удовлетворительно в рамках знаний XX века объясняла любые факты, наблюдавшиеся натуралистической биологией и вполне успешно блокировала любую критику в адрес своих постулатов.