Известно,что мутации редки, что они всегда вредны, если не гибельны для организма, и что порча носителя вести может лишь к утрате информации, но не к появлению новой… И в свете этого, представляется загадочным, каким образом благодаря мутациям могут возникать новые виды. И могут ли вообще? Ведь, даже если некое существо каким-то чудом и обзаведётся в результате мутации чем-то полезным, то где оно найдёт себе пару с таким же отклонением в генах?
Между тем, механизм видообразования, основанный на накоплении и отборе мутаций прост, безотказен, наблюдаем в природе и воспроизводим в лабораторных условиях. Ещё в 1966 году советский биолог Георгий Шапошников вывел новый вид тлей рода Dysaphis, путём поэтапной адаптации к питанию соком растений с точки зрения исходного вида тлей несъедобных.
Для того, чтобы недоразумение разъяснилось, нужно лишь понять, что такое «мутации», и как всё это вообще работает.
Некоторые мутации, действительно, редки, губительны, и по этой причине никакого эволюционного значения заведомо не имеют. К масштабной и, как правило, фатальной перестройке организма ведут изменения формы или количества хромосом. Но куда чаще наблюдаются точечные мутации на уровне отдельных генов. Автокатализ ДНК – процесс химический, происходящей на фоне беспорядочного броуновского движения в растворе, за качеством никто не следит, и в каждом третьем случае хоть что-то идёт не так. Вместо одного нуклеотида становится другой, или целые фрагменты спирали удваиваются (это, если что, увеличение сложности), встраиваются задом наперёд либо меняются местами.
В некоторых классах членистоногих несколько лишних конечностей даже не считаются «мутацией». Количество сегментов тела гигантских сколопендр различается от особи к особи
Генные мутации часто вообще не имеют последствий – если затрагивают «молчащий» участок ДНК. В противном же случае влияние на фенотип (совокупность признаков организма) они оказывают незначительное. Как следствие, мутации накапливаются в популяции с каждым поколением, передаваясь, перемешиваясь и… обеспечивая изменчивость. То есть, размывая фенотип. Создавая и повышая внутривидовое разнообразие.
К слову, Дарвин о мутациях, как причине изменчивости, ничего не знал. Естественный же отбор, открытый им, изменчивости противодействует. Ведь, если уж вид существует, логично предположить, что он приспособлен к определённым условиям. То есть, уже оптимизирован. На практике это означает, что наилучшими шансами оставить потомство обладают особи со среднестатистическими характеристиками. Любое отклонение от нормы снижает шансы на победу в жизненной борьбе. Естественный отбор, таким образом, работает на стабилизацию генофонда, устраняя – вместе с накопившимися в ДНК мутациями, – всех, кто слишком выделяется из общей массы.
Регулярная чистка генофонда от накапливающихся мутаций осуществляется не только усилиями хищников, но и более изощрёнными методами. Шансы оставить потомство зависят и от такого субъективного параметра, как физическая привлекательность. Наиболее же привлекательными представителям противоположного пола, как показали эксперименты, кажутся особи максимально «усреднённые». Всякое же существенное отклонение от «видового стандарта» воспринимается как отталкивающее уродство
Таким образом, любые мутации, с одной стороны, по определению вредны, с другой же,необходимы для обеспечения разброса параметров открывающего возможности для приспособления к другим, нежели те, в которых вид обитает,условиям. В стабильной ситуации естественный отбор жёстко пресекает любые «попытки к бегству». Запустить процесс накопления определённых генетических отклонений в популяции, а значит и видообразования, может лишь изменение условий. Для этого живым существам, кстати, вовсе не обязательно дожидаться глобальных климатических катаклизмов. Часто вполне достаточно отползти на десяток-другой метров в сторону, и естественный набор начнёт работать не на сохранение наследственности, а на поощрение изменчивости,
Представим себе популяцию морских брюхоногих моллюсков, обитающих вблизи устья реки. Улитки не переносят опреснённую воду. Но, благодаря изменчивости, не переносят её в разной степени. Большинство личинок затянутых приливом в чуждую среду погибает сразу, но некоторые просто болеют, мучаются и жалуются на тяжёлую долю
Скорее всего, судьба переселенцев окажется незавидной, но может оказаться, что в реке улитки получат и весомые преимущества. Допустим, что зубастая рыба, питавшаяся улитками в море, тоже не любит пресную воду, а своего хищника с подходящей специализацией здесь нет. В таком случае, «пограничная» популяция начнёт размножаться, и потомки, опять-таки, будут обладать неким разбросом параметров. Некоторым повезёт. Им выпадет счастливый набор из накопленных в популяции мутаций позволяющий почувствовать себя ещё комфортнее. И, разумеется, они оставят наиболее многочисленное потомство. Постепенно, исключение станет правилом.
Многие мутации происходят систематически. Примерами могут служить альбинизм и меланизм. Причиной распространённости белых ворон и чёрных пантер является то, что пигментация определяется большим числом генов
Дело это не быстрое, но через десятки, сотни, тысячи или десятки тысяч лет (смотря по жёсткости отбора и величины бонусов для прошедших его) в устье реки произойдёт демографический взрыв. От брюхоногих, приспособившихся к опреснению, и теперь чувствующих себя в мутных речных потоках просто прекрасно, станет не продохнуть. Но тут и речные хищники, лишившиеся привычной добычи, начнут упражнять челюсти. Или же морские обнаружат, что еда сбежала в невкусную пресную воду, и займутся тем же, чем и улитки до них, – приспособлением к новым условиям.
Ситуация с размножением улиток быстро будет взята под контроль. Но к этому времени, скорее всего, окажется, что физические и генетические различия между пресноводной формой и её морскими предками настолько велики, что общего потомства они иметь уже не могут. То есть, возникнет новый вид.
Именно так, путём накопления и суммирования крошечных, ничего не значащих отличий, большей частью уже присутствовавших в генофонде предковой формы, как правило, и происходит видообразование. Революционные изобретения, появления новых органов, – это тема для другой статьи.
Исключения, как и во всяком правиле, тем не менее, есть. Мутации, связанные с перестройкой хромосом, и даже с внедрением фрагментов чужой ДНК вирусами, ведут к глобальным перестройкам организма. Но примитивные животные иногда не только выживают при этом, но и передают приобретения потомству. Способность к бесполому и крупносерийному размножению обычна для простейших, червей, растений, членистоногих, рыб и встречается у рептилий. Так что, даже один удачный мутант может наплодить десятки тысяч собственных копий, единолично «основав» новый вид.
