Две дрозофилы
Дарвин объяснял наличие на островах бескрылых птиц отбором, произведенным ветром. По его мнению, крылатых особей уносило бурей, тогда как бескрылые особи оставались на земле в безопасности. В 1936 году французский биолог Филипп Леритье (1906–1994) предложил проверить эту гипотезу на дрозофилах, выращенных в стенах лаборатории Роскофф, в Бретани. Буквально за несколько дней мушки-мутанты с рудиментарными (атрофированными) крыльями, неспособные летать, составили большинство в популяции. А мушек с обычными крыльями действительно сносило ветром, и большинство их просто исчезло. Леритье сделал вывод: «Бескрылость насекомых, обитающих в условиях наличия морского ветра, оказывается полезным увечьем, и мы предполагаем, что если бы в результате случайной мутации у некоторых видов это проявилось, то отбор поддержал бы такую мутацию». Так была экспериментально подтверждена гипотеза Дарвина.
«Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции».
Феодосий Добжанский, 1973
Теперь возникновение новых видов получило глобальное объяснение через модель «аллопатрического видообразования», то есть когда формирование нового вида происходит на двух различных «родинах». Представим, что некий вид животных оказался разделен на две популяции каким-то непреодолимым барьером: морским проливом, пустыней или горной цепью. Предположим также, что условия жизни по разные стороны барьера различаются. В таком случае у двух популяций будут происходить случайные мутации. При навязывании различных ограничений они будут эволюционировать в разных направлениях. Если разделение популяций продолжается достаточно долго, то эволюция приведет к возникновению двух различных видов, неспособных скрещиваться между собой. Именно такой случай Дарвин наблюдал на Галапагосских островах. Другие модели, учитывающие хромосомные механизмы, позволяют понять, как может произойти формирование нового вида без физического разделения популяций – «симпатрическое видообразование».
Классическая модель видообразования – появления двух видов из одного
Результаты, достигнутые популяционной генетикой, и открытия, сделанные в области палеонтологии биогеографии, дополнили концепцию естественного отбора и превратили ее в «синтетическую теорию эволюции», или неодарвинизм. Этот синтез наряду с другими учеными был произведен в первую очередь генетиком Феодосием Добжанским (1900–1975), биологом Джулианом Хаксли (1887–1945, внуком Томаса Гексли), зоологом Эрнстом Майром (1904–2005) и палеонтологом Джорджем Симпсоном (1902–1984). По их мнению, эволюция связана со слабыми мутациями, вызывающими постепенное видоизменение популяций. Если популяция оказывалась в изоляции, то различия усиливались и постепенно приводили к возникновению новых видов.
Ученые стали наблюдать примеры эволюции в природе, например, у березовой пяденицы, ночной бабочки с крыльями, на которых обычно присутствуют светло-серые и темно-серые пятнышки. У нее существует редкая, так называемая меланистическая форма, тело и крылья при этом имеют густой коричневый цвет, почти черный. Первых мутантов заметили примерно в 1850 году около Манчестера. А в конце XIX века они составляли уже 98 % популяции.
Эти бабочки откладывают яйца в щелях стволов деревьев, покрытых сероватым лишайником, где их не видят главные враги – птицы. Загрязнение воздуха в результате промышленной революции уничтожило лишайники, а стволы деревьев почернели, из-за чего обычные бабочки стали на нем хорошо заметны, а мутанты, напротив, получили хорошую маскировку. Впоследствии, когда в 1970-х годах качество воздуха улучшилось и лишайники опять появились на деревьях, пропорция численности двух форм этого вида бабочек снова радикально изменилась. Этот процесс адаптации к среде обитания путем естественного отбора был описан в 1955 году. Те же процессы происходили с березовой пяденицей и в Соединенных Штатах.
Березовая пяденица
Этот случай «промышленного потемнения» был раскритикован некоторыми комментаторами, которые отказывались видеть в нем результат отбора. Однако многочисленные эксперименты 1980-х годов показали, что в повышенной смертности яиц черных форм бабочек на стволах, покрытых лишайниками, и светлых форм – на голых стволах виноваты именно птицы. Ген, отвечающий за эту модификацию, был идентифицирован в 2016 году. Другие критики заявляли, что в данном случае речь не идет о формировании нового вида, потому что все бабочки могли скрещиваться друг с другом. Но эволюционисты видели в этой мутации лишь первый шаг на пути к подлинному видообразованию.
Самые стойкие
Во Франции биологи долгое время оставались верны идеям Ламарка, отчасти потому что некоторых не убеждали предложения Дарвина, отчасти по редко произносимым вслух причинам, в частности из-за французского патриотизма. Но существовала и еще одна причина их упорства. Объяснительная система Ламарка внушала полное доверие! Животное сталкивается с проблемой, и природа находит решение этой проблемы. По мнению Ламарка, если в процессе деятельности требуется какой-либо орган, то он появляется или развивается, а затем эта черта передается уже в новом виде потомкам животного. Эволюция в данном случае оказывается провиденциальной силой, непосредственно отвечающей на потребности живого существа. И напротив, естественный отбор – это слепой механизм, лишенный всякого замысла, который способствует лучшей адаптации животных лишь ценой ужасного грабежа, когда подавляющее большинство особей уничтожается неумолимой селекцией.
Идеи Ламарка превосходно сочетались с верой в благожелательного Бога, заботящегося о своих творениях, хотя такая интерпретация натуралистом совершенно не подразумевалась. Некоторые французские зоологи поддерживали ламаркизм вплоть до конца 1960-х годов, потому что предпочитали гипотезу направленной эволюции, то есть развивающейся в совершенно определенном направлении. Иезуит, специалист по первобытной истории Пьер Тейяр де Шарден (1881–1955) разработал «финалистическую» теорию эволюции, согласно которой всякая эволюция имеет конечной целью духовное совершенство человека. Биологи-«финалисты» полагали, что мутации являются патологическими аномалиями, не подразумевавшимися в той «креационной эволюции», которую они описывали. Французский зоолог Пьер-Поль Грассе (1895–1985) поддерживал идею «автоадаптивной вариации» Ламарка, при которой модификации ДНК суть «тяжелый вынужденный труд, продолжающийся на протяжении нескольких последовательных поколений». Если биологии не удалось объяснить эволюцию, то ей следует «уступить место метафизике»! Эта на самом деле глубоко спиритуалистская школа «неоламаркизма» значительно затормозила развитие идей дарвинизма во Франции. Только к концу XX века эволюционные идеи, лишенные «финализма», смогли наконец найти свое место сначала в высшем образовании, а затем и в школьных учебниках.
