Воспроизводство, вариации, отбор
Наблюдая за животными, принадлежавшими к одному виду, Дарвин осознал, что они различаются между собой. И первым разрывом с античной традицией стало утверждение, что эти «вариации» суть норма, а не аномалия. В XIX веке значительная доля натуралистов еще полагала, что существуют некие «типы», идеальные модели каждого вида, пусть даже все особи от него чаще всего отдаляются. А для Дарвина почти бесконечный диапазон индивидуальных различий был фундаментальной характеристикой живой природы. Наряду с этим вариации наследовались, по крайней мере частично.
Затем Дарвин обратил внимание на следующий элемент цепочки – воспроизводство. Очевидно, что не всё потомство пары выживает и размножается дальше. В доказательство он приводит в пример слона: «Не будет преувеличением предположить, что он начинает размножаться в 30 лет и продолжает размножение до 90 лет, производя на свет за это время шесть слонят. Если согласиться с этими цифрами, то через пять веков у нас было бы 15 миллионов живых слонов, потомков изначальной пары»
[7]. Мы не знаем, как именно Дарвин пришел к этому числу, но, каков бы ни был метод расчета, мы все равно получаем десятки миллионов толстокожих зверей, которые, разумеется, не смогли бы выжить на своей изначальной территории! А если говорить о насекомых или рыбах, производящих каждый год миллионы яиц и икринок, то не прошло бы и века, как их потомство превзошло бы по количеству число атомов во Вселенной…
Итак, чтобы популяция оставалась стабильной, необходимо, чтобы у каждой пары рождались двое детей, способных к воспроизводству (немного больше из-за холостяков: для нашего вида этот показатель составляет 2,1 ребенка на одну женщину для сохранения стабильности популяции). Если численность не увеличивается, значит, каждое поколение уничтожается примерно полностью. Например, у некоторых рыб значительная часть икринок поедается уже в кладке, а вылупляющиеся мальки – сразу после этого. Наконец, большинство выживших мальков долго не протягивают и погибают еще до наступления возраста размножения. Ту же закономерность мы можем наблюдать и у растений, где большинство зерен засыхают или становятся пищей еще до прорастания.
К этому довольно банальному описанию характеристик природы (вариативность, воспроизводство, смертность) Дарвин добавляет новую, совершенно простую идею, имевшую, однако, богатые последствия. Среди всего потомства, исчезающего в каждом поколении, выжившие оказываются таковыми далеко не случайно, но благодаря своим характеристикам. Он излагает свою гипотезу во введении к «Происхождению видов»: «Так как особей каждого вида рождается гораздо больше, чем может выжить, и так как, следовательно, часто возникает борьба за существование, то из этого вытекает, что всякое существо, которое в сложных и нередко меняющихся условиях его жизни хотя незначительно варьирует в выгодном для него направлении, будет иметь больше шансов выжить и таким образом подвергнется естественному отбору. В силу строгого принципа наследственности отобранная разновидность будет склонна размножаться в своей новой и модифицированной форме».
Другими словами в рамках одной популяции любого вида все особи разные. Какие-то из них, оказавшиеся крупнее или мельче, быстрее, хитрее или способными лучше маскироваться, спасаются от хищников и, главное, получают более легкий доступ к ресурсам в своей среде обитания. Каким-то из них, оказавшимся крупнее или мельче, ярче раскрашенным или лучшим певцам легче удалось найти сексуального партнера. И у некоторых из них по вышеуказанным причинам или просто потому, что они более плодовиты, оказалось больше потомков, передавших далее именно их особенности. За несколько поколений эти особенности станут чаще встречаться в популяции. И напротив, особенности, способствующие более короткой и бедной жизни, со временем встречаются всё реже. В результате физические или поведенческие черты, которые позволили родителям лучше размножиться, имеют больше шансов стать нормой, причем совершенно автоматически, без какого-либо «проекта» по улучшению вида.
Дарвиновская селекция не отбирает особи случайным образом, она направляется, задается условиями жизни этих особей. Теперь, чтобы объяснить, как природа адаптирует животных к их среде обитания, необязательно придумывать сложные механизмы. Всё происходит без малейшего вмешательства извне, простой, но безжалостной сортировкой. Разумеется, всё это только статистика. Но простые тенденции, повторяясь из поколения в поколение, могут привести к значительным модификациям в популяции.
Дарвин называет эту трансформацию видов «наследованием с модификациями». В своей книге он не использует термин «эволюция», хотя его идея и упомянута в последнем предложении книги: «Есть величие в этом воззрении, по которому жизнь с ее различными проявлениями Творец первоначально вдохнул в одну или ограниченное число форм; и между тем как наша планета продолжает вращаться согласно неизменным законам тяготения, из такого простого начала развилось и продолжает развиваться бесконечное число самых прекрасных и самых изумительных форм».
Сопротивление комаров
Чтобы избавиться от неприятностей, доставляемых комарами, в конце 1950-х годов было принято решение распылить инсектициды в болотистых низинах Лангедока. Но вскоре использовавшийся препарат ДДТ потерял силу, насекомые к нему приспособились. Другие химикаты, пришедшие на смену ДДТ, постигла та же участь.
Как объяснить это сопротивление? Можно было бы подумать, что комары, пережившие воздействие ядовитых веществ, индивидуально окрепли и приобрели способность с ними бороться. Однако на самом деле специалисты по освоению прибрежной территории столкнулись с проявлением естественного (или, если хотите, искусственного!) отбора. Не конкретные комары стали устойчивы к химикатам, а вся популяция. Подобно тому как некоторые люди устойчивы к определенным вирусам, так и среди комарья нашлись особи, на кого ДДТ не подействовал. Они были поражены наследственной аномалией, которая случайным образом в виде побочного эффекта давала устойчивость к химикату. И когда все остальные были уничтожены, только эти особи выжили и смогли размножиться. Их недостаток превратился в огромное преимущество. И разумеется, они передавали свою счастливую аномалию потомству. Итог: на смену популяции, уязвимой к инсектициду, пришла устойчивая к нему популяция. Аналогичное явление мы наблюдаем у бактерий, которые «становятся» устойчивыми к антибиотикам.
