Борис Медников - Дарвинизм в XX веке
Постараемся определить своих ближайших родственников по тем признакам, о которых мы заведомо знаем, что появление их в фенотипе обуславливается одним геном. Таковы, например, группы крови АВО. Оказалось, что у всех человекообразных имеются группы крови АВ, нулевая группа установлена лишь у шимпанзе (на 123 особи 110 A и 13–0). Широко известный резус-фактор также имеется у обезьян: шимпанзе, например, все резусположительны, а впервые полиморфизм по этому гену обнаружен у макак-резусов.
Антигенный состав крови человекообразных обезьян и человека настолько близок, что кровь шимпанзе и гориллы можно переливать человеку (разумеется, кровь соответствующей группы). Это вызывает сомнения в правомочности выделения особого семейства людей. Межсемейственные переливания крови обычно завершаются разрушением чужих эритроцитов — гемолизом, имеющим нередко смертельный исход.
Группа исследователей из Калифорнийского университета исследовала родство белков сыворотки крови — альбуминов у человека и обезьян, определяя так называемый альбуминовый индекс. Если принять альбуминовый индекс человека за единицу, то чем выше индекс, тем более отдаленным от человека оказывается исследуемый вид. Для гориллы эта величина 1,09, для шимпанзе 1,14, но уже для гиббона 1,28, павиана 2,44, мартышки 2,59. Капуцин — представитель американских широконосых обезьян, отделившихся от общего ствола приматов около 40 миллионов лет назад, имеет индекс 5, а примитивный примат лемур — 18.
Но здесь мы рискуем впасть в ошибку. Система, построенная по немногим признакам, почти всегда оказывается искусственной. Полиморфизм гемоглобинов человека настолько велик, а отличия гемоглобинов человека и гориллы так ничтожны, что можно биться об заклад, что на Земле имеются люди с гемоглобином гориллы. Но от этого они не перестают быть людьми.
Есть ли способ непосредственно сравнивать генотипы исследуемых организмов, определять процент сходных генов? Такой метод был бы объективным и абсолютным критерием родства.
Оказывается, такой метод имеется. Он разработан 10 лет назад американскими биохимиками Б. Хойером, Э. Болтоном и Б. Маккарти и называется методом молекулярной гибридизации. Принцип его несложен. Как вы помните, ДНК в норме двуцепочечна. Это двойная спираль, половинки которой скреплены водородными связями. Если мы повысим температуру до 100°, молекулы ДНК в растворе распадаются на половинки (такой процесс именуется денатурацией).
При понижении температуры начинается обратный процесс — ренатурация. Водородные связи вновь становятся стабильными, и комплементарные половинки ДНК, сталкиваясь в растворе при хаотическом тепловом движении, снова образуют двойные спирали.
А теперь самое интересное. Денатурированную ДНК можно обездвижить (проще всего это достигается осаждением на фильтре из нитроцеллюлозы), чтобы она не восстанавливала свою структуру, а затем пропустить через фильтр раствор ДНК другого вида, меченной радиоактивным изотопом (углеродом, тритием или фосфором). Тогда на фильтре образуются гибридные молекулы ДНК, одна половина которых принадлежит одному виду, а другая — другому. Ясно, что чем больше у сравниваемых видов сходных генов, тем выше процент присоединения метки. Положим фильтр в жидкий сцинтиллятор и подсчитаем на счетчике число вспышек на единицу времени — и это будет показатель родства геномов, не подверженный влиянию конвергенции.
При Московском университете есть лаборатория биоорганической химии, в которой Андрей Николаевич Белозерский основал отдел эволюционной биохимии (после безвременной кончины Андрея Николаевича отдел возглавляет его ученик А. С. Антонов). В этом отделе метод молекулярной гибридизации наряду с другими широко используется для выяснения родственных взаимоотношений между разными группами организмов — от штаммов холерных вибрионов до лилий и ландышей, акул и осетров, медведей и кашалотов.
Первые наши попытки применить метод молекулярной гибридизации как объективный критерий родства в ряде случаев привели к резко отличающимся от общепринятых в систематике результатам. Например, осетровые рыбы оказались не подклассом костных рыб, а вполне самостоятельным классом, равноценным хрящевым и костным рыбам. Родство между осетровыми и прочими рыбами того же порядка, что и родство между курицей и коровой, черепахой и карпом. Некоторые систематики встретили наши работы, что называется, «в багинеты». Основным доводом было то, что метод молекулярной гибридизации погубит устоявшуюся классификацию, нарушит стройную соподчиненность рангов за счет дробления групп — и системы станут неудобными.
Да, но ведь эволюция не ставила перед собой цель — облегчить работу систематикам! К тому же метод молекулярной гибридизации не только дробит группы, но и объединяет их, в чем вы сейчас убедитесь на примере родства обезьян и человека.
Прекрасно понимая значение открытого ими метода, сотрудники группы Маккарти поставили опыты по молекулярной гибридизации ДНК человека и обезьян. Результаты оказались весьма значительными, настолько, что авторы — Мартин и Хойер — не рискнули сделать из них систематических выводов. Именно, у человека и шимпанзе 91 % сходных генов, у человека и гиббона — 76 %, у человека и макаки-резус — 66 %.
Анализ всех опытов по молекулярной гибридизации ДНК позвоночных позволяет установить, что внутри семейства процент сходных генов не ниже 75, и лишь межсемейственная гибридизация дает цифры более низкие (до 45 %). Вывод, в сочетании с данными других опытов, один: человека, наряду с шимпанзе и гориллой, надо объединить в одно семейство и, если уж быть логичным до конца, в один род. Более того, шимпанзе и горилла гораздо ближе к человеку, чем к орангутану. Зачем же их отделять от первого и сближать с последним?
Такое заключение может вызвать ужас и негодование у некоторых читателей. Когда дело доходит до нас самих, трудно быть до конца логичными. Субъективизм в построении системы весьма удобен: он делает возможным компромиссы и сглаживает различия между точкой зрения автора и общепринятыми мнениями. Увы, сухие цифры, выбиваемые на ленте счетчика радиоактивности, компромиссов не допускают. Прежняя классификация сохраняла подобающую человеческому достоинству дистанцию между человеком и обезьяной. Но я все же задам вопрос: почему быть в одном подотряде с обезьянами допустимо, а в одном семействе — зазорно? Или же в каждом из нас сидит чеховский отставной поручик из села Блины-Съедены, который писал ученому соседу: «Если бы мы происходили от обезьяны, нас бы водили по ярмаркам цыгане»? Все наши успехи — от первого костра до ядерного реактора — не умаляются, если мы признаем большее свое родство с обезьянами, чем это было до сих пор.
С четырех на двеФ. Энгельс в своей замечательной работе «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека» недаром подчеркивал важность возникновения прямой двуногой походки, высвободившей передние конечности для трудовой деятельности. Каким же путем возникла двуногость?
В настоящее время большинство антропологов принимает, что общие предки человека и человекообразных обезьян вели древесный, а не наземный образ жизни, но не были так специализированы, как современные гиббоны. Среди обезьян Старого Света практически нет таких, которые бы не спускались на землю, хотя бы ненадолго. Отделение идущей к нам ветви от общего ствола обезьян произошло, скорее всего, не позже олигоцена, 28 миллионов лет назад.
Древесная жизнь оставила предкам человека неплохое наследие. Крупнейший наш антрополог Я. Я. Рогинский подчеркивает, что наиболее «умными», с большим относительным весом мозга являются ластоногие, китообразные (особенно дельфины) и обезьяны. Причины понятны: представители этих групп живут в трех измерениях, а не на плоскости, как наземные млекопитающие. Быстрое перемещение в трехмерном пространстве требует весьма высокого развития нервной системы. Мозг выдры, например, относительно к весу тела значительно больше, чем мозг прочих представителей семейства куньих.
Этого мало: относительный вес мозга значительно выше у тех животных, которые имеют цепкие передние конечности, приспособленные для исследования окружающей среды, или же их аналоги — хобот слона, издавна и заслуженно называемого умным животным, или цепкий хвост южноамериканской паукообразной обезьяны — коаты. Среди широконосых обезьян Нового Света, в общем примитивных, коата выглядит явным интеллигентом — и именно потому, что обладает «пятой рукой».
В период сухого климата пояс сухих тропических степей — саванн начал наступление на влажные тропические леса. Одни из человекообразных отходили вместе с лесом, другие начали осваивать новую экологическую нишу. Было бы, однако, большой ошибкой считать, что переход к жизни в степях и был причиной прямохождения. Все современные наземные обезьяны — четвероногие (например, павианы или же мартышка-гусар). Гусар в галопе развивает скорость до 50 километров в час! Что там гусар — горилла, опираясь в беге на передние конечности, легко догоняет человека. Мы не знаем ни одного животного, ставшего двуногим при переходе в новую нишу.
