Илья Рухленко - Что ответить дарвинисту? Часть II
Например, у человека имеется примерно 400 функциональных генов, определяющих рецепторы запахов, и еще 600 неработающих, кандидатов в «псевдогены» (вероятно, «сломавшихся»). И еще есть 34 рецептора феромонов, из которых работает только один, да и то под вопросом. И есть еще 41 рецептор горького вкуса, из которых работает только половина.
Возможно, что-то похожее есть и у обсуждаемой нами мухи? Только эта «база данных» у мухи реально работает. И просто время от времени генетически «переключаются» соответствующие предпочтения в этой «базе данных» возможных привлекательных запахов.
И может быть, не только у мух? Может быть, этим объясняются периодические переходы и других видов насекомых-фитофагов с одного подходящего растения на другое? Возможно, это широко распространенное среди насекомых явление (существование в форме разных пищевых рас) просто закодировано в геноме таких видов? И реализуется с помощью периодических переключений в определенной генетической «базе данных» соответствующих запахов, привлекающих насекомое к тем растениям, которые потенциально может использовать данный вид?
В связи с этой мыслью интересен тот факт, что изменение запаховых предпочтений у разных рас мухи Rhagoletis pomonella – выглядит именно как переключение. Например, яблонная раса мухи Rhagoletis pomonella привлекается именно запахом яблок, но не боярышника. А боярышниковая раса Rhagoletis pomonella, наоборот, привлекается запахом боярышника, но не запахом созревающих яблок (Linn et al., 2003). Возникает вопрос – а собственно, почему это так? Ведь оба этих фрукта подходят для мухи данного вида примерно в одинаковой степени (см. ниже). В связи с этим, разве мухе выгоден такой добровольный отказ от части её же кормовой базы? Более того, ряд установленных фактов серьезно свидетельствует в пользу того, что мухи Rhagoletis pomonella не только не привлекаются запахом «неродных» для них фруктов, но этот запах (неродных фруктов) действует вообще отталкивающе на этих мух, вызывая у них поведение избегания (Linn et al., 2003; Linn et al., 2004). Это как вообще понимать? С какой стати плодовая муха, гипотетически участвуя в «напряженной борьбе за существование» (в том числе, и за пищевые ресурсы для своих личинок), стремится откладывать яйца исключительно во фрукты только одного вида растений, игнорируя и даже активно «воротя нос» (!) от всех других подходящих для неё фруктов?!
Тем не менее, мы наблюдаем то, что наблюдаем:
1). Яблонная раса мух «любит» только запах яблок. То есть, только запах тех фруктов, которыми эти мухи питались на личиночной стадии. И не любит ни запах боярышника, ни запах кизила и т. п.
2). А вот боярышниковая раса мух любит запах именно боярышника (то есть, именно тот фрукт, которым питались личинки). И не реагирует положительно ни на запах яблок, ни на запах кизила.
3). А муха еще «неопределенной таксономической ориентации» (то ли раса, то ли вид), питающаяся на одном из видов кизила (Cornus florida) любит… правильно, именно запах ягод кизила и только их. И не любит ни запах яблок, ни запах боярышника.
Это настолько удивительно, что напрашивается мысль, а наследственны ли вообще пищевые предпочтения этих плодовых мух? Или же эти предпочтения имеют приобретенный характер? То есть, насекомое просто запоминает тот запах, которым оно питалось на стадии личинки, и далее, уже на взрослой стадии, стремится именно к этому запаху?
Вообще, нахождение насекомыми своей потенциальной пищи – это сложный процесс, включающий в себя использование: 1) определенных запаховых меток (на дальне-средней дистанции), 2) визуальных сигналов (на ближне-средней дистанции), 3) тактильных сигналов при физическом контакте (Linn et al., 2004). А так же задействование индивидуального опыта и результатов научения насекомого (Linn et al., 2004). То есть, приобретенные эффекты в пищевых, запаховых или охотничьих предпочтениях, действительно, вполне могут иметь место.
Однако некоторые результаты, которые были получены в исследованиях, посвященных изучению именно запаховых предпочтений обсуждаемых нами мух, крайне серьезно свидетельствуют в пользу всё-таки врождённости этих предпочтений. Например, сохранение предпочтений к «родному» (для расы) запаху фруктов, несмотря на выращивание личинок в «неродном» фрукте (Linn et al., 2003). Или же специфическая реакция гибридов первого поколения на запахи, которую тоже вряд ли можно объяснить приобретенным характером пищевых предпочтений (Linn et al., 2004).
Итак, запаховые предпочтения именно к «родным» фруктам (и только к ним!) у разных рас Phagoletis pomonella имеют почти наверняка врожденный характер. Однако почему-то эти предпочтения очень напоминают действие переключателя – «включается» привлекательность именно определенного запаха (именно «родного» фрукта), но одновременно «выключается» привлекательность запахов всех других фруктов, в которых развитие личинок этого вида мух тоже вполне возможно.
В связи с этим напрашивается вопрос – может быть, всё-таки эти предпочтения имеют хотя бы полу-приобретенный характер?
Например, при установлении генетической метки привлекательности на определенный запах имеют место какие-то эпигенетические механизмы? Эпигенетические механизмы сейчас модно упоминать. И это правильно, поскольку эпигенетические механизмы, действительно, имеют место в живой природе. Авторы соответствующих работ обсуждают некоторые такие возможности в отношении разбираемых нами мух. Например, возможность пресловутых материнских эффектов («maternal effects»). И даже вроде бы частично обнаруживают такие эффекты в качестве одного из результатов своих исследований. Например, было обнаружено, что гибриды первого поколения немного больше предпочитают те фрукты, которыми питались матери этих гибридов, но не отцы (Linn et al., 2004).
Однако Александр Марков обходит полным молчанием все перечисленные выше возможные механизмы «включения» привлекательности запаха яблок для новой расы мух Rhagoletis pomonella, лаконично сосредотачиваясь только на версии «одной мутантной самки».
Интересно, что со стороны такое «переключение», действительно, может выглядеть именно как «случайная мутация». А на самом деле, это может быть отнюдь не «случайная мутация», а реализация уже имевшихся скрытых возможностей (конкретного вида), о которых говорил еще Шапошников. И реализация этих скрытых возможностей могла осуществляться по тем гипотетическим механизмам, которые я уже перечислил выше.
Например, у человека, при попадании в организм инфекции, в соответствующих иммунных клетках происходит быстрый «гипермутагенез», направленный на получение антител, наиболее подходящих против этой инфекции. То есть, осуществляется процесс, аналогичный подбору компьютерного пароля (компьютерными хакерами). Этот процесс чисто внешне тоже напоминает «случайные мутации». Но никто не называет этот процесс эволюцией. Все понимают, что это один из специальных приспособительных механизмов организма.
Однако если какие-то аналогичные процессы (допустим, случайные генетические переключения) осуществляются в уже имеющейся «базе данных» привлекательных запахов мухи Rhagoletis pomonella, то почему это следует называть уже эволюцией, а не считать тоже каким-то специальным биологическим механизмом? Например, характерным для насекомых-фитофагов? Может быть, это такой специальный биологический механизм, который и приводит к возникновению столь характерного для этих насекомых феномена «пищевых» рас (или даже видов-близнецов)?
Но если предположение о «скрытой изменчивости, уже заложенной в данном виде», действительно соответствует истине, то отсюда следует, что у тех же мух Rhagoletis pomonella – возможность адаптации к разным привлекательным запахам ограничена. Ведь «случайные» мутации здесь, на самом деле, являются «псевдослучайными». То есть, на самом деле, реализуются уже имеющиеся возможности, заложенные в генетической «базе данных» этого биологического вида.
Отсюда вытекает проверяемое следствие – если это, действительно, лишь реализация скрытой изменчивости (о которой я уже подробно писал выше), тогда мы должны наблюдать у этой мухи «приспособление» лишь к определенному кругу запахов. И чуть ниже мы попробуем выяснить – справедливо ли это для мухи Rhagoletis pomonella.
Наконец (еще раз), не исключена возможность, что переключение предпочтений к определенным запахам вообще имеет эпигенетический характер (то есть, «полуприобретенный»).
Итак, возможных причин изменения запаховых предпочтений мух – немного больше, чем та одинокая версия (о «случайной мутации единственной самки»), которую озвучивает Александр Марков. Но эта единственная озвученная версия – самая идеологически правильная. Вот Марков её и озвучивает. Или он уже настолько привык рассуждать именно в рамках «эволюции под действием случайных мутаций и естественного отбора», что какие-то другие механизмы даже не может себе представить.
