Ричард Докинз - Расширенный фенотип: Дальнее влияние гена

С другими трудностями мы будем иметь дело в следующей главе. А пока я завершаю эту главу маленьким отвлечением, которое может быть полезно как иллюстрация репликатора или взгляд на эволюцию «глазами гена». Привлекательный аспект такого взгляда выясняется тогда, когда мы смотрим в прошлое. Репликаторы, часто встречающиеся сегодня, являются относительно успешным поднабором существовавших в прошлом. Конкретный репликатор во мне теоретически можно проследить в прошлое, через прямую линию предков. Эти предки и окружающие среды, которые поддержали репликатор, можно расценить как «прошлый опыт» репликатора.

Прошлые опыты генетических фрагментов аутосом вида, статистически говоря, подобны. Они состоят из ансамбля типичных тел особей вида, приблизительно поровну мужских и женских, тел широкого спектра возрастов – по крайней мере до репродуктивного; всё это хорошенько и хаотично перетасовано с генами-«компаньонами» в других локусах. Гены, существующие сегодня, это скорее всего те, которые хорошо способствуют выживанию в этом статистическом ансамбле тел, и в компании с тем статистическим ансамблем генов компаньона. Как мы увидим, они отобраны в пользу качеств, необходимых для выживания в компании с другим, подобным образом отобранными генами, и которые представляют собой «коадаптированные геномы». В главе 13 я покажу, что это гораздо более разъясняющая интерпретация явления коадаптации, чем альтернативная, полагающая «коадаптированный геном истинной единицей отбора».

Вероятно никакие два гена в организме не имеют идентичный прошлый опыт, хотя сцепленная пара может иметь близкий, и если не рассматривать мутантов, то все гены в Y-хромосоме путешествовали вместе на том же самом наборе тел в течение многих поколений. Но точная природа прошлого опыта гена представляет меньший интерес, чем обобщения, которые можно делать о прошлом опыте всех существующих сегодня генов. Например, как ни вариабелен мог быть набор моих предков, они все имели нечто общее – все они дожили по крайней мере до репродуктивного возраста, они практиковали гетеросексуальные половые связи, и были небесплодны. Такое обобщение нельзя сделать в отношении исторического набора тел, не являвшихся моими предками. Тела, обеспечившие прошлый опыт существующих генов – неслучайное подмножество всех тел, когда-либо существовавших.

Существующие сегодня гены отражают набор условий среды, в которых они в прошлом получали свой опыт. Это и внутренние условия, обусловленные телами, в которых эти гены пребывали, и внешние – пустыню, лес, побережье, хищников, паразитов, социальных компаньонов, и т.д. Здесь конечно не имеется в виду, что условия среды отпечатывают свои свойства в генах – это был бы ламаркизм (см. главу 9) – но то, что существующие сегодня гены – это отселектированное множество, и качества, благодаря которым они выжили, отражают условия сред, в которых это произошло.

Я говорил, что опыт гена обусловлен временем, проведённым приблизительно поровну в мужских и женских телах, но это конечно не относится к генам в половых хромосомах. У млекопитающих, имея в виду неучастие Y-хромосомы в кроссинговере, гены на Y-хромосоме впитали опыт лишь мужских тел, а гены на X хромосоме провели две трети своей истории в женских телах и треть – мужских. У птиц – гены Y-хромосомы впитали опыт лишь женских тел, а о специфических случаях типа кукушек стоит сказать кое-что ещё. Самки Cuculus canorus подразделяются на расы («генты»), каждая из которых паразитирует на своём виде хозяев (Лэк 1968). По-видимому каждая самка запоминает признаки выкормивших её приёмных родителей и их гнезда, и став взрослой, обращается к паразитированию на том же самом виде. Самцы кажется не различают расы при выборе партнёрши, и поэтому выступают как носители потока генов между расами. Поэтому гены самок кукушек, располагающиеся на аутосомах и X-хромосоме видимо впитали недавний опыт всех рас популяции, и были «выращены» приёмными родителям всех видов, на которых паразитируют кукушки. Но Y-хромосома уникально ограничена длинной последовательностью поколений одной расы, и одному приёмному виду. Из всех генов, расположившихся в гнезде малиновки, один поднабор – гены малиновки, кукушкины гены Y-хромосомы, и гены блох на малиновке – располагались в гнёздах малиновок в течение многих и многих поколений. Другой поднабор – кукушкины гены аутосом и гены X-хромосомы – испробовали разные гнёзда. Конечно первый поднабор впитал только часть опыта – длинный ряд гнёзд малиновки. В других аспектах этого опыта, кукушкины гены Y-хромосомы будут иметь больше общего с другими генами кукушки, чем с генами малиновки. Но поскольку определённые специфические давления отбора в гнёздах малиновки имеют отношение ко всем фигурантам, то кукушкины гены Y-хромосомы имеют больше общего с генами малиновки, чем с генами аутосом кукушки. Естественно, что кукушкина Y-хромосома должна в эволюции отразить специфический опыт, а другие гены кукушки, эволюционирующие одновременно, должны отразить более общий опыт, начинающееся своего рода внутригеномное «видообразование» на уровне хромосом. Поэтому общепринято считать, что гены, управляющие конкретной яичной мимикрией под определённый выкармливающий вид, должны располагаться на Y-хромосоме, а гены для общепаразитических адаптаций могут располагаться на любой хромосоме.

Я не уверен, имеет ли это значение, но этот ретроспективный взгляд показывает, что X-хромосомы также имеют собственную историю. Ген аутосомы у самки кукушки с равной вероятностью приходит к ней как от отца, так и от матери; в последнем случае он познаёт тот же самый вид хозяина в течение двух поколений. Ген на X-хромосоме у самки кукушки приходит от отца, и поэтому не слишком вероятно, что он познает тот же вид хозяина в течение двух поколений. Статистическое «испытательное расстояние» последовательности приёмных видов, воспринимается аутосомным геном, на который поэтому оно оказало бы небольшой эффект, больший чем для гена на X-хромосоме, но гораздо меньший, чем для гена на Y-хромосоме.

У любого животного инверсная часть хромосомы может напоминать Y-хромосому в её неспособности к кроссинговеру. Поэтому «опыт» любой части «инверсного супергена» неоднократно включает другие части супергена и их фенотипические последствия. Отбор (обусловленный средой обитания) гена где-нибудь в этом супергене, скажем – гена, побуждающего особь выбрать сухой микроклимат, в этом случае обеспечил бы последовательный «опыт» данных сред обитания серии поколений всего супергена. Таким образом, данный ген может «испытывать» последствия серии сухих сред обитания по тем же причинам, по которым ген на Y-хромосоме кукушки раз за разом «испытывает последствия» пребывания в гнёздах луговой щеврицы. Что обеспечит последовательное давление отбора на этот локус, одобряя аллели приспособленности к сухой среде обитания точно так же, как аллели для яичной мимикрии под луговую щеврицу одобряются в Y-хромосомах самок кукушек соответствующей расы. Этот особый инверсный суперген будет с повышенной частотой наблюдаться у поколений в сухих местообитаниях, хотя остальная часть генома может быть беспорядочно разбросана по большому набору сред обитания, доступных виду. На инверсной части хромосомы может находиться много различных локусов, обеспечивающих приспособленность к сухому климату, и снова – может продолжаться что-то близкое к зачаткам внутригеномного видообразования. Я нахожу полезным этот ретроспективный взгляд на прошлый «опыт» генетических полезных репликаторов.

Репликаторы зародышевой линии есть тогда единицы, которые или выживают, или нет, и эта разница и составляет естественный отбор. Активные репликаторы оказывают некоторое влияние на мир, влияние на их возможности выживания. Это влияние на мир успешных активных репликаторов зародышевой линии мы видим как адаптации. Активные репликаторы зародышевой линии квалифицируются как фрагменты ДНК. Там, где практикуется половое размножение, эти фрагменты не должны быть слишком большими, раз от них требуется сохранить свойство самодублирования. И они не должны быть слишком маленькими, иначе их нельзя будет расценивать как активные.

Если бы имелось разделение на два пола, но не было бы кроссинговера, то каждая хромосома была бы репликатором, и мы могли бы говорить об адаптации, существующей для блага хромосомы. Если геном бесполый, то мы точно так же могли бы относиться к полному геному бесполого организма как к репликатору. Но сам организм – не репликатор. Здесь две весьма различные причины, которые не нужно путать друг с другом. Первая причина вытекает их аргументов, приведённых в этой главе, и применима только к половому размножению, предполагающему мейоз: мейоз и половое слияние приводят к тому, что репликаторами не являются не только наши геномы, но и сами мы – тоже не репликаторы. Вторая причина относится как к бесполому, так и к половому воспроизводству. Это будет объяснено в следующей главе, в которой будет обсуждаться вопрос о том, что есть организмы, и что есть группы организмов – с позиции того, что они – не репликаторы.