Эволюция без отбора: Автоэволюция формы и функции - Лима-де-Фариа А.
ISBN 5-03-001929-4
Скачать (прямая ссылка):
Можно привести немало примеров сказанному. В табл. 23.1 собрано лишь несколько наиболее наглядных примеров. В одном организме имеются компоненты, эволюционирующие по отдельности, которые могут «сотрудничать» или «конфликтовать» друг с другом. К таким компонентам относятся: элементарные частицы, химические элементы, минералы, липиды, полисахариды, РНК, пептиды, ДНК, клетки, хромосомы и гены. Каждый из них обладает собственной изначальной физико-хн-
Таблица 23.1. Некоторые автономные эволюции, происходящие в пределах одного организма, и их последствия
Компонент, претерпевающий автономную эволюцию
Последствия избыточного образования данного компонента
Элементарные частицы Химические элементы Минералы Липиды
Полисахариды
РНК
Пептиды
ДНК
Клетки
Гены
Хромосомы
Испускание света и выработка электричества живыми организмами
Обилие таких элементов, как кислород, водород, азот
и углерод
Частое наличие кристаллов в клетках растений Образование в клетке мембран различных типов (эндо-плазматический ретикулум, ядерные, митохондриальные и др.)
Образование разнообразных продуктов, содержащихся в клеточных стенках, и запасных веществ Синтез крупных молекул РНК, транскрибированных с интронов и не используемых в качестве мРНК Образование небелковых пептидов, содержащихся в особенно больших количествах в растениях Наличие больших количеств ДНК, не соответствующих сложности организма Избыточное образование половых клеток. Автономное образование больших количеств клеток при раковых заболеваниях
Избыточность многих генов. Образование большого количества некоторых генных продуктов, детерминирующих развитие крупных зубов, длинных рогов и других образований Избыточность хромосом при полиплоидии
мической организацией, которая следует по собственным каналам, заданным самосборкой. Они не должны все время подстраиваться под эволюционные направления других компонентов. Каким образом они продолжают сохранять свою независимую эволюцию и в какой степени они влияют на эволюцию других компонентов, еще предстоит выяснить.
Важно понять, что эволюция, определяемая физико-хнмиче-скими свойствами фосфатных групп или оснований РНК и ДНК, может быть совершенно независимой от эволюции, обусловленной воздействием внешней среды на фенотип данного организма. Кроме того, возможно, что эволюция, обусловленная физико-химическими свойствами клеточных мембран, не связана непосредственно с физико-химическими свойствами гормонов, вырабатываемых в ответ на изменения, происходящие в среде.
Многие молекулярные комплексы появились до возникновения клетки и приобрели собственные каналы эволюции еще до того, как произошло их объединение. С появлением клетки эти комплексы начали сотрудничать во многих направлениях, но сохранили при этом собственные правила поведения, которые
не могли быть отброшены; в противном случае они не смогли бы выжить как макромолекулярные комплексы и распались бы. Этим и объясняется избыточное количество некоторых компонентов в клетках многих типов, приводящее в недоумение цитологов и генетиков.
Примерами автономной эволюции элементарных частиц служат испускание вспышек света органами свечения головоногих моллюсков и электрические разряды напряжением до 200 В у рыб (Romer, Parsons, 1978). Свечение обусловлено образованием избыточного количества фотонов, а электрические разряды— избытком электронов (табл. 23.1).
Такие факты, как наличие избыточного количества небелковых пептидов у растений (Bell, 1980) или избыток ДНК, не соответствующий сложности организмов (Sparrow et al., 1972), породившие столько спекуляций, вдруг получили простое объяснение. То же самое относится к органам, имеющим очень большие размеры или необычную форму, например к саблевидным зубам вымерших тигров или огромным рогам вымерших видов оленей. Для их образования необходим синтез больших количеств определенных генных продуктов, что достигается в результате автономной эволюции генов и при этом необязательно эволюции организма как целого. До сих пор было принято считать, что все молекулярные процессы, протекающие в организме, были отрегулированы отбором и доведены до оптимального режима взаимодействия и интеграции. Имеющиеся в настоящее время данные не подтверждают такую точку зрения. Известная степень интеграции и кооперации, очевидно, существует (иначе клеточные процессы и механизмы не могли бы функционировать), однако это вовсе не то же самое, как если бы эволюция всех процессов следовала по одному и тому же пути.
Вдруг оказалось, что многие явления, для объяснения которых приходилось придумывать всевозможные особые типы отбора, можно объяснить наличием отдельных эволюционных каналов, определяемых физико-химическими параметрами, заложенными в организации каждого уровня. Эти параметры — часть физического, химического и минерального импринтов, которые были описаны в гл. 5, 7, 9 и 10.
То же самое относится и к фенотипу организма. Длинная шея жирафа, хобот слона... Ни одно из этих отклонений не представляет собой «адаптацию, созданную отбором»; они существуют, потому что являются продуктами независимых эволюций различных молекулярных комплексов организма, развивавшихся по своим собственным каналам, независимо от последствий, которые это могло иметь для фенотипа организма. Длинная шея у жирафа и хобот у слона существуют не пото-
