Чтение онлайн

Геном, находящийся в ядре каждой клетки, является набором инструментов программ ДНК, доступных для того, чтобы выполнить стандартные биохимические функции. Ядро клетки похоже на ROM Mакинтоша. Различные клетки, например клетки печени, костные и мышечные клетки, направляют «запросы» к этим стандартным программам вместе в различных последовательностях и комбинациях для выполнения специфических функций клетки, включая рост, деление или секретирование гормонов. Костные клетки мыши более похожи на человеческие костные клетки, чем на клетки печени мыши – они выполняют очень похожие операции и вынуждены для этого вызывать одни и те же наборы инструментов программ. В этом как бы причина, почему все геномы млекопитающих приблизительно одинаковы по размеру – они все нуждаются в одном и том же наборе инструментов.

Однако костные клетки мыши действительно ведут себя не так, как человеческие костные клетки; и это также будет отражено в различных запросах к набору инструментов в ядре. Сам набор инструментов не идентичен у мыши и человека, но в принципе он мог бы быть и идентичным, не подвергая опасности главные различия между двумя видами. Для построения мыши, отличного от построения людей, различия в запросах к наборам инструментов программ играют большую роль, чем различия в самих наборах.

«Фенотип» – это то, что находится под влиянием генов. В значительной степени он говорит все о теле. Но есть тонкости значения, которые вытекают из этимологии слова. Phaino в переводе с греческого – «показать», «обнародовать», «выявить», «обнаружить», «раскрыть», «обнажить», «сделать очевидным». Фенотип – внешнее и видимое проявление скрытого генотипа. Оксфордский словарь английского языка определяет его как «общая совокупность видимых особенностей особи, рассматриваемых как результат взаимодействия его генотипа с окружающей его средой», но ему предшествует более тонкое определение: «тип организма, отличимого от других видимыми особенностями».

Дарвин рассматривал естественный отбор как выживание и воспроизводство определенных типов организмов за счет конкурирующих типов организмов. «Типы» здесь не означают группы, расы или виды. В подзаголовке «Происхождения видов» очень недооцененная фраза «сохранение благоприятных рас» наиболее подчеркнуто не означает расы в обычном смысле. Дарвин писал прежде, чем гены получили свое название или должным образом были изучены, но в современных терминах он подразумевал под «благоприятными расами» «сохранение благоприятных генов».

Отбор управляет эволюцией только тогда, когда альтернативные типы имеют различия в генах. Если различия не унаследованы, разное выживание не оказывает влияния на будущие поколения. Для дарвиниста фенотипы – проявления, которыми отбор оценивает гены. Когда мы говорим, что хвост бобра сплющен, чтобы служить веслом, мы подразумеваем, что гены, фенотипическое проявление которых включало сплющивание хвоста, выжили благодаря этому фенотипу. Особи бобров с плоскохвостым фенотипом выжили вследствие того, что были лучшими пловцами; ответственные за это гены выжили в них и были переданы новым поколениям бобров с плоскими хвостами.

В то же время гены, которые проявлялись в огромных, острых резцовых зубах, способных перегрызть дерево, также выжили. Особи бобров построены благодаря перестановкам генов в генофонде бобра. Гены выжили в поколениях бобровых предков, потому что они оказались хорошими при сотрудничестве с другими генами в генофонде бобра, произведя фенотипы, которые процветают при образе жизни бобра.

В то же время альтернативные кооперативы генов сохраняются в других генофондах, делая тела, которые выживают, занимаясь другими жизненными специальностями: кооператив тигра, кооператив верблюда, кооператив таракана, кооператив моркови. Мою первую книгу «Эгоистичный ген» можно было бы в равной степени назвать «Кооперативный ген», не изменив ни слова в самой книге. Действительно, это, возможно, помогло бы избежать некоторых недоразумений (некоторые из наиболее шумных книжных критиков довольствуются прочтением только названия книги). Эгоизм и кооперация – две стороны дарвинистской монеты. Каждый ген содействует своему собственному эгоистичному благополучию, сотрудничая с другими генами в перемешиваемом половым размножением генофонде, который является окружающей средой гена, строя с ним общее тело.

Но гены бобра обладают особыми фенотипами, весьма отличными от таковых у тигров, верблюдов или моркови. Бобры обладают фенотипами озера, обусловленными фенотипами дамбы. Озеро – расширенный фенотип. Расширенный фенотип – особый вид фенотипа, и это – тема оставшейся части данного рассказа, краткое резюме моей книги с одноименным названием. Он интересен не только сам по себе, но и потому, что это помогает нам понять, как развиваются обычные фенотипы. Оказывается, что нет никакой большой принципиальной разницы между таким расширенным фенотипом, как озеро бобра, и обычным фенотипом, как его сплющенный хвост.

Можно ли считать правильным использование одного и того же слова, фенотип, с одной стороны для хвоста из плоти, костей и крови, а с другой стороны для массы неподвижной воды, перегороженной в лощине дамбой? Ответ – оба являются проявлением генов бобра и эволюционировали, становясь все лучше и лучше для сохранения этих генов; оба связаны с генами, которые их экспрессируют, соответствующей цепочкой эмбриологических причинных связей. Позвольте мне объяснять.

Эмбриологический процесс, в котором гены бобра формируют его хвост, подробно не изучен, но мы кое-что знаем о его последствиях. Гены в каждой клетке бобра ведут себя так, как будто они «знают», в какой клетке они находятся. Клетки кожи имеют такие же гены, что и клетки костей, но в этих двух тканях включены различные гены. Мы видели это в «Рассказе Мыши». Гены в каждой из различного рода клеток в хвосте бобра ведут себя, как будто они «знают», где они. Они заставляют свои клетки взаимодействовать друг с другом таким образом, чтобы весь хвост принял характерную для него гладкую сплюснутую форму. Есть огромные трудности в постижении того, как они «узнают», в какой части хвоста они находятся, но мы в принципе понимаем, как эти трудности преодолеть; и решения, как и сами трудности, будут иметь тот же универсальный вид, когда мы обратимся к развитию ног тигра, горбов верблюда и листьев моркови.

Они имеют тот же универсальный вид также и при развитии нейронных и нейрохимических механизмов, управляющих поведением. Копулятивное поведение у бобров инстинктивно. Мозг самца бобра дирижирует – через секретирование в кровь гормонов, через нервы, управляющие мускулами на искусных шарнирных костях – симфонией движений. В результате происходит точная координация с самкой, которая тоже движется гармонично в своей собственной симфонии движений, одинаково тщательно организованной, чтобы облегчить союз. Вы можете убедиться, что такая изящная нейромускульная музыка была отточена и усовершенствована в поколениях естественным отбором. А это подразумевает гены. В генофондах бобра выжили гены, чьи фенотипические эффекты на мозг, нервы, мускулы, гланды, кости, и органы чувств поколений потомственных бобров улучшили возможности тех же генов, проходящих через те же поколения, чтобы достичь современности.

Гены «для» поведения выживают таким же самым образом, что и гены «для» костей и кожи. Вы возразите, что нет «по-настоящему» никаких генов для поведения; только гены для нервов и мускулов, которые создают поведение? Вы все еще тонете среди варварских грез. Анатомические структуры не обладают никаким особым статусом относительно поведенческих, где затронуто «прямое» влияние генов. Гены «фактически» или «прямо» ответственны только за белки или другие непосредственные биохимические эффекты. Все другие эффекты – будь то анатомический или поведенческий фенотип – являются косвенными. Но различие между прямым и косвенным бессмысленно. Какое имеет значение в дарвинистском смысле, что различия между генами представлены как различия в фенотипах. Эти различия – забота естественного отбора. И, почти абсолютно также, эти различия – забота генетиков.

Вспомните «более тонкое» определение фенотипа в Оксфордском словаре английского языка: «тип организма, отличимого от других видимыми особенностями». Ключевое слово – «отличимого». Ген «для» карих глаз не является геном, который непосредственно кодирует синтез коричневого пигмента. Да, такое могло бы быть, но дело не в этом. Главное в вопросе о гене «для» карих глаз то, что обладание им позволяет следить за цветом при сравнении с некоторой альтернативной версией гена – «аллелем». Цепи причинной обусловленности, которые достигают высшей точки в различии между одним фенотипом и другим, скажем, между карими и голубыми глазами, обычно длинны и извилисты. Ген создает белок, который отличается от белка, созданного альтернативным геном. Белок имеет ферментативный эффект на химию клетки, который затрагивает X, который затрагивает Y, который затрагивает Z, который затрагивает... длинную цепь промежуточных причин, которая затрагивает... интересующий фенотип. Аллель имеет значение, когда его фенотип сравнивается с аналогичным фенотипом в конце соответственно длинной цепи причинной связи, которая исходит из альтернативного аллеля. Генные различия вызывают фенотипичные различия. Генные изменения вызывают фенотипичные изменения. В дарвинистской эволюции аллели отобраны в сравнении с альтернативными аллелями на основании различий в их воздействии на фенотипы.