Обратите внимание на то, что изменения наследственной информации происходят случайно, спонтанно, без какого-либо плана и без какого-либо смысла. Появившиеся в результате изменений признаки могут быть нейтральными (то есть не полезными и не вредными), полезными или же вредными.
Возьмем для примера жирафа, хотя это довольно условный пример, поскольку на сегодняшний день среди ученых не существует единого мнения о факторах, вызвавших удлинение шеи жирафа. Но давайте останемся в рамках версии Ламарка – длинная шея позволяет лучше питаться, поедая то, что недоступно особям с короткой шеей.
Допустим, что изначально шея жирафа была такой же, как и у лошади. Жирафы питались травой и листвой кустарников, а то, что росло на деревьях, было им «не по зубам». Но вдруг, в результате случайного изменения одной из молекул ДНК, родилась особь с длинной шеей, позволявшей дотягиваться до веток деревьев. Эта особь не испытывала недостатка в пище, потому была крупной, сильной, прожила дольше других и активнее скрещивалась, в результате чего оставила больше потомства, чем другие, «обычные» особи. С теми ее потомками, которые унаследовали длинную шею, произошла та же самая история – они поспособствовали дальнейшему распространению гена длинной шеи в популяции жирафов. Со временем все жирафы стали относительно длинношеими. Но каждое изменение гена, приводившее к большему удлинению шеи, подхватывалось и закреплялось естественным отбором. В конечном итоге шея жирафа удлинилась до двух метров (это среднее значение на сегодняшний день).
Длинная шея – полезный признак для жирафа, а короткая – вредный. Особь с короткой шеей будет питаться недостаточно, вырастет слабой, не станет проявлять большой активности в спаривании, проживет не так долго, как обычные особи, и оставит меньше потомства. И с ее короткошеими потомками повторится такая же история. У вредного признака не может быть шансов на распространение в популяции. Естественный отбор вычеркивает вредные признаки.
Допустим, что один из жирафов родился с двумя парами рожек на голове вместо одной (такое иногда случается). Какая жирафу польза от лишней пары рожек? Никакой. Этот признак не будет закрепляться в потомстве, но и «вычеркиваться» тоже не будет. Время от времени станут рождаться отдельные особи с двумя парами рожек, но это будет исключением из общего правила.
С точки зрения наследственности, приспособление к условиям окружающей среды заключается в том, что выживают и дают потомство более приспособленные особи, а не в том, что полезные признаки и вообще все признаки, приобретенные организмом в течение жизни, могут передаваться потомству.
Отправной точкой в наследовании служит ген, а не признак!
Генотип определяет фенотип, но фенотип никак не влияет на генотип!
В конце XIX века немецкий ученый Август Вейсман опроверг концепцию Ламарка при помощи простого (хоть и жестокого) эксперимента. Вейсман разводил мышей, которым вскоре после рождения отрезал хвосты. Из поколения в поколение от бесхвостых мышей рождались хвостатые детеныши, хотя, согласно Ламарку, хвосты должны были исчезнуть, так как они не «упражнялись», не использовались мышами при жизни. Эксперимент Вейсмана длился четыре года и охватил 1592 мышей из 22 поколений, то есть был весьма убедительным.
Фенотип никак не влияет на генотип!
Классическим примером генетического абсурда была предложенная в свое время академиком Трофимом Лысенко[16] переделка яровой пшеницы в озимую.
Надо сказать, что в отечественной истории был период (1933–1965 годы), когда генетика считалась лженаукой, а в естественных науках «правили бал» Лысенко и его сторонники, имевшие весьма своеобразные, если не сказать – абсурдные, понятия о наследственности и изменчивости.
Ряд растений подразделяется на озимые и яровые сорта. Озимые сорта высеваются осенью, потому что они требуют большего времени для созревания, а яровые – весной, поскольку они не выдерживают зимних холодов. Лысенко утверждал, что если зерну озимой пшеницы дать набухнуть и после выдержать его некоторое время при прохладной температуре (0–10 °C), то озимая пшеница превращается в яровую и может с успехом высеиваться весной. Хотите осуществить обратное превращение – сделать яровую пшеницу озимой? Нет проблем, высевайте ее по осени, а из того, что перезимует под снегом и взойдет весной, выводите озимый сорт.
Разумеется, никаких превращений с пшеницей на деле не происходило. Яровые сорта оставались яровыми, а озимые озимыми, несмотря на то что Лысенко и его сторонники демонстрировали успешные эксперименты по подобным «превращениям». На это можно сказать только одно – было бы желание, а результат подогнать всегда можно.
Если логически продолжить тему «воспитания» пшеницы, то можно дойти до возможности превращения ежа в ужа. А что тут такого сложного? Надо взять ежа и посадить в ящик (или нору), откуда можно будет выбраться только через узкий длинный ход, а еду и питье положить возле выхода. Голод, как известно, не тетка, а жажда – не мать родная. Захочет еж есть и пить и полезет наружу, потому что другого выхода у него нет. А для того, чтобы пролезть через узкий ход, ему придется сбросить иголки и вытянуться в длину – вот вам и уж!
Не передающиеся по наследству изменения фенотипа организма, возникшие под влиянием каких-то экстремальных факторов среды и не имеющие приспособительного характера, называются морфозами. Нередко морфозы выражаются в виде уродств. Примером могут служить отклонения в развитии плода, возникшие вследствие действия определенных химических веществ или радиационного излучения. Морфозы отличаются от приспособительных модификаций не только отсутствием приспособительного характера, но и своей необратимостью – они сохраняются на протяжении всей жизни организма.
Обратите внимание на то, что организм наследует не признак как таковой, а способность формировать определенный фенотип в конкретных условиях среды. Амплитуда, в пределах которой может варьировать признак, называется нормой реакции.
Вот вам традиционный вопрос: морфозы находятся в пределах нормы реакции или же вне ее?
Чем бы вас удивить напоследок? А то как-то все чересчур складно выходит…
Вот вам любопытнейший факт. Если подвергать куколки колорадского жука нагреванию или охлаждению (в умеренных пределах, так, чтобы не вызвать их гибель), то у взрослых особей изменится окраска…
«Приспособительная модификация!» – скажете вы. На первый взгляд, так оно и есть, но это изменение окраски передастся потомству…
Есть над чем задуматься?
Измененная окраска будет проявляться в нескольких поколениях, а затем произойдет возврат к прежней окраске…
Нет, это не сказка, а чистая правда.
Изменение окраски под действием внешних факторов и относительно недолгое существование нового признака наводит на мысль о приспособительной модификации, которая исчезает после прекращения действия вызвавшего ее фактора. Так оно и есть. Действие пониженной или повышенной температуры вызывает изменения в цитоплазме клеток, которые приводят к нарушению репликации (копированию молекул ДНК) в митохондриях. В результате изменяется окраска взрослых особей.