Книги по разным темам Pages:     | 1 |   ...   | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 |   ...   | 52 |

Вернемся к нашей главной теме. Ни у кого невызывает сомнений, что домик личинки ручейника — адаптация, возникшая в процессеестественного отбора. Отбор, очевидно, благоприятствовал этому по существутаким же образом, как, скажем, эволюции твердого панциря у омаров. Как таковойдомик дает преимущество организму в целом и всем его генам. Но мы теперь ужепривыкли рассматривать блага, получаемые организмом, как случайные с точкизрения естественного отбора. Действительно важные преимущества — это преимущества для тех генов,которые обусловливают защитные качества панциря. Что касается омара, то у неговсе обстоит, как обычно. Совершенно очевидно, что панцирь составляет часть еготела. А как же домик личинки ручейника

Естественный отбор благоприятствовал темгенам предковых ручейников, которые обусловили способность их обладателейстроить хорошие домики. Гены воздействовали на поведение, предположительнооказывая влияние на эмбриональное развитие нервной системы. Генетик, однако,реально видит лишь воздействие генов на форму и на другие свойства домиков.Генетик должен считать, что гены, обусловливающие форму домика, — это такие же гены, как и те, чтообусловливают, например, форму конечности. По всей вероятности, никто не изучална самом деле домики ручейников в генетическом аспекте. Для этого необходиморасполагать точными родословными ручейников, выращивавшихся в неволе, аразводить их очень трудно. Однако и не изучая генетику, можно быть уверенным,что существуют, или по крайней мере некогда существовали, гены, обусловливающиеразличия между домиками личинок ручейников. Для этого достаточно иметь вескуюпричину, позволяющую считать эти домики приспособлением в дарвиновском смысле.В таком случае должны существовать гены, контролирующие изменчивость домиков,так как отбор способен создавать приспособления лишь при наличии наследственныхизменений, из которых он мог бы выбирать.

Поэтому, хотя генетикам такая идея можетпоказаться странной, было бы разумным говорить о генах, лопределяющих формупесчинок, их размеры, твердость и т.п. Любой генетик, возражающий против такихвысказываний, должен (если он хочет быть последовательным) возражать, когдаговорят о генах, определяющих цвет глаз у дрозофилы, морщинистость семян горохаи т.п. Единственная причина, по которой идея эта применительно к песчинкамможет показаться странной, состоит в том, что песчинки не относятся к живымобъектам. Кроме того, представить себе возможность непосредственного влияниягенов на свойства песчинки особенно трудно. Генетик может заявить, что геныоказывают прямое влияние не на сами песчинки, а на нервную систему, котораяопределяет поведение насекомых и тем самым выбор песчинок. Однако мне хотелосьбы попросить такого генетика как следует подумать над тем, что, собственно, онимеет в виду, говоря о генах, оказывающих влияние на нервную систему.Единственное, на что гены могут оказывать прямое влияние, это на белковыйсинтез. Влияние гена на нервную систему или же фактически на цвет глаз или наформу горошин никогда не бывает прямым.

Ген определяет аминокислотнуюпоследовательность некоего белка, который влияет на A, влияющий на Y, влияющийна Z, которое в конечном счете определяет форму семени или связи между нервнымиклетками. Домик личинки ручейника — лишь дальнейшее продолжение такого рода последовательности.Твердость песчинки —это расширенный фенотипический эффект генов ручейника. Если мы вправе говорить,что ген оказывает воздействие на морщинистость горошины или на нервную системуданного животного (все генетики считают, что это так), то законно говоритьтакже о том, что от гена зависит твердость песчинок, из которых личинкаручейника строит свой домик. Поразительная мысль, не так ли Между темприведенных рассуждений избежать невозможно.

Мы готовы к тому, чтобы сделать следующийшаг в нашей аргументации: гены одного организма могут оказывать расширенныефенотипические воздействия на тело другого организма. Сделать предыдущий шагнам помогли домики ручейника; на сей раз нам помогут ракушки улиток. Раковинаиграет для улитки ту же роль, что домик из песчинок для личинки ручейника. Онасекретируется собственными клетками улитки, так что классический генетик мог быс удовлетворением говорить о генах, обусловливающих такие качества раковины,как, например, ее толщина. Оказалось, однако, что у тех улиток, на которыхпаразитируют определенные виды фасциолы (плоские черви), раковины бывают толще,чем обычно. Что может означать это утолщение Если бы зараженные паразитамиулитки обладали чрезвычайно тонкой раковиной, то мы не задумываясь объяснили быэто как явный результат вредного воздействия паразита на состояние здоровьяулитки. Но утолщениераковины По всей вероятности, толстая раковина лучше защищает улитку.Создается впечатление, что паразиты, в сущности, помогают своим хозяевам,совершенствуя их раковину. Но так ли это

Необходимо разобраться во всем болеетщательно. Если улитке действительно лучше иметь толстую раковину, то почемураковине не быть толстой вообще, независимо от паразитов Причина, по-видимому,носит экономический характер. Построение раковины обходится улитке дорого. Дляэтого необходима энергия, а также кальций и другие химические вещества, которыеприходится выделять из пищи, добываемой с трудом. Все эти ресурсы, если бы ихне приходилось расходовать на построение раковины, можно было бы использоватьна что-то другое, например на то, чтобы оставить больше потомков. Улитка,затратившая уйму ресурсов на построение сверхпрочной раковины, обеспечилабезопасность собственному телу. Но какой ценой Она, вероятно, проживет дольше,но ее достижения в репродуктивном плане будут менее значительными и ей,возможно, не удастся передать свои гены последующим поколениям. В числе такихнепереданных генов могут оказаться и гены сверхтолстых раковин. Иными словами,раковина может быть как слишком толстой, так и (что более очевидно) слишкомтонкой. Таким образом, когда фасциола заставляет улитку образовать сверхтолстуюраковину, она не оказывает улитке добрую услугу, если только не берет на себясвязанные с этим расходы. А мы можем безо всякого риска пойти на спор, чтофасциола не столь великодушна. Она оказывает на улитку какое-то скрытоехимическое воздействие, заставляющее последнюю отступить от той толщиныраковины, которую она для себя предпочитает. Этим, возможно, будет продленажизнь улитки. Но это не принесет пользы ее генам.

А какую выгоду извлекает из всего этогофасциола Для чего она это делает Я могу высказать следующее предположение.Как гены улитки, так и гены фасциолы, при прочих равных условиях,заинтересованы в выживании каждой данной улитки. Однако выживание и размножение— вещи разные, повсей вероятности, здесь имеется некий товарообмен. Генам улитки выгодно,чтобы улитка размножалась, тогда как гены фасциолы никакой выгоды из этого неизвлекают. Ведь каждая отдельная фасциола не может твердо рассчитывать, что еегены найдут пристанище у потомков ее теперешнего хозяина. Возможно, они в них ипопадут, но с тем же успехом это могут оказаться гены ее соперниц, т.е. другихфасциол. Поскольку за долговечность улитка должна расплачиваться некоторымснижением эффективности размножения, фасциолы довольны, что улитки согласныплатить, поскольку размножение улиток как таковое не представляет для нихникакого интереса. Гены же улитки вовсе не устраивает эта плата, так как ихбудущее в перспективе зависит от размножения улитки. Итак, я полагаю, что геныфасциолы оказывают влияние на клетки улитки, секретирующие вещество раковины, ичто это влияние выгодно самим генам фасциолы, но дорого обходится генам улитки.Эту теорию можно проверить, хотя пока еще такая проверка непредпринималась.

Теперь мы можем обобщить то, что былоустановлено для ручейников. Если я прав, говоря о влиянии, оказываемом генамифасциолы, то из этого вытекает, что мы вправе говорить о влиянии генов фасциолына тело улитки в том же смысле, в каком мы говорим о влиянии на него геновсамой улитки. При этом гены фасциолы как бы выходят за пределы своеголсобственного тела и манипулируют внешним миром. Как и в примере сручейниками, генетикам такой язык может показаться неприемлемым. Они привыкли ктому, что эффекты данного гена ограничены телом, в котором он находится. Однакоснова, как и в случае с ручейниками, если более внимательно отнестись к тому,что генетики вообще имеют в виду под лэффектами генов, такая некорректностьокажется необоснованной. Нам нужно лишь согласиться с тем, что изменениераковины улитки — этоадаптация, возникшая у фасциолы. В таком случае она должна была возникнуть врезультате естественного отбора генов фасциолы. Мы продемонстрировали, чтофенотипические эффекты гена могут распространяться не только на такиенеодушевленные объекты, как песчинки, но и на другие живые тела.

История с улитками и фасциолами— только начало.Давно известно, что всевозможные паразиты оказывают поразительно коварноевоздействие на своих хозяев. Один из видов микроскопического паразита Nosema(Protozoa), заражающего личинок мучного хрущака, лоткрыл способ синтезироватьхимическое вещество, оказывающее совершенно особое воздействие на этих жуков.Подобно другим насекомым, хрущаки вырабатывают гормон, называемый ювенильнымгормоном, который поддерживает сохранение личиночного состояния. Нормальноепревращение из личинки во взрослую стадию происходит тогда, когда личинкаперестает производить ювенильный гормон. Паразиту Nosema удалось синтезироватьблизкий химический аналог этого гормона. Миллионы этих паразитов образуютскопление, начинающее массовое производство ювенильного гормона в телеличинки-хозяина, что препятствует ее превращению во взрослое насекомое. Вместоэтого личинка продолжает расти, достигая гигантских размеров, и более чем вдвоепревышает по весу нормальную взрослую форму. Она непригодна для распространениягенов мучного хрущака, но являет собой рог изобилия для паразита Nosema.Гигантизм личинки мучного хрущака — расширенный фенотипический эффект генов протиста.

А вот еще один случай, способный вызватьдаже еще более сильную фрейдистскую тревогу, чем жуки Питера Пана: кастрация,производимая паразитами! На крабах паразитирует рачок, носящий названиеSacculina. Sacculina родственна морским уточкам, хотя она выглядит, какпаразитическое растение. Она запускает свои ветвящиеся подобно корням отросткиглубоко в ткани несчастного краба и высасывает питательные вещества из еготела. Нельзя, вероятно, считать случайностью, что паразит проникает преждевсего в семенники и яичники; органы, необходимые крабу для выживания, но не дляразмножения, он оставляет напоследок. Таким образом паразит эффективнокастрирует краба. Как разжиревший вол, кастрированный краб направляет всюэнергию и другие ресурсы не на размножение, а на рост собственного тела; темсамым паразит получает обильную пищу, не допуская размножения краба. Ко всейэтой ситуации очень подходят те предположения, которые я высказал в отношенииHosema с мучным хрущаком и фасциолы с улиткой. Во всех трех случаях изменения,возникающие у хозяина (если мы согласимся с тем, что это адаптации, развившиесяна благо паразита в результате естественного отбора), следует рассматривать какрасширенные фенотипические эффекты генов паразита. В таком случае гены способнывыходить за пределы своего собственного тела, оказывая влияние на фенотипыдругих тел.

Интересы генов паразита и генов хозяинамогут в довольно сильной степени совпадать. С точки зрения эгоистичного гена игены фасциолы, и гены улитки можно рассматривать как паразитов в теле улитки.Как те, так и другие выигрывают от того, что они окружены одной и той жезащитной раковиной, хотя они и предпочитают раковины разной толщины. Эторазличие обусловлено в основном тем, что они выходят из тела данной улитки ивходят в тело другой улитки разными способами. Гены улитки выходят из ее телачерез сперматозоиды или яйцеклетки. Гены фасциолы делают это совершенно иначе.Не вдаваясь в подробности (они слишком сложны и отвлекли бы нас от нашей темы),укажем на главное: эти гены выходят из тела улитки не в сперматозоидах илияйцеклетках.

Я полагаю, что самый важный вопрос, которыйследует задать в отношении паразита, это вопрос о том, передаются ли его геныследующему поколению в том же вместилище, что и гены его хозяина. Если нет, тоя могу предположить, что паразит тем или иным способом причиняет хозяину вред.Если же они передаются вместе с генами хозяина, то паразит будет делать все,что в его силах, чтобы помочь хозяину не только выживать, но и размножаться. Впроцессе эволюции такой паразит перестанет быть паразитом, начнеткооперироваться с хозяином и может в конечном счете слиться с его тканями, такчто станет уж вовсе непохож на паразита. Быть может, как я уже говорил, нашиклетки далеко зашли на этом эволюционном пути: все мы реликты произошедшего впрошлом слияния паразитов.

Взгляните, что может случиться, если геныпаразита и гены хозяина покидают тело последнего через один и тот же выход.Бактерии, паразитирующие на жуках-древесинниках (Xyieborus ferrugineus), нетолько живут в теле своего хозяина, но используют также его яйца для перехода внового хозяина. Поэтому генам таких паразитов безусловно выгодны почти точнотакие же будущие условия, которые благоприятны для генов их хозяина. Следуетожидать, что эти два набора генов-хозяина и паразита — лобъединятся по тем же самымпричинам, по которым гены каждого из этих организмов по отдельности действуютзаодно. То, что некоторые из этих генов жучиные, а другие — бактериальные, не играет роли.Оба набора генов заинтересованы в выживании жуков и в распространении их яиц,потому что и те, и другие рассматривают яйца жуков как свой билет в будущее.Итак, генам бактерий предстоит разделить судьбу генов своих хозяев и, по моимсоображениям, следует ожидать, что бактерии будут кооперироваться со своимижуками во всех отношениях.

Pages:     | 1 |   ...   | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 |   ...   | 52 |    Книги по разным темам