Всех нас интересует будущее, поскольку именно там мы и проведем остаток жизни. Известный британский биолог и автор книги «Краткая история всех, кто когда-либо жил» Адам Резерфорд рассказывает о том, научимся ли мы летать и почему к женщинам эволюция оказалась более благосклонна, чем к мужчинам.
Научимся ли мы летать?
Однажды телережиссер задал мне очень важный вопрос: «Когда люди научатся летать?» Телевидение начало выпускать новый сериал, герои которого имели мутации в ДНК, даровавшие им удивительную способность летать, владеть телекинезом, перемещаться во времени, читать мысли и прочее, что делало их похожими на мутанта X из комиксов издательства Marvel.
Я ответил, не задумываясь: мы уже умеем это делать. Я люблю комиксы, читаю их до сих пор и за последние 30 лет потратил (или, если хотите, растратил) массу свободного времени в рассуждениях о возможностях супергероев. Однако мой ответ был основан вовсе не на способностях вымышленных героев. Я выдал целую речь на тему о том, как эволюционировал наш мощный креативный мозг, способный предвидеть и планировать будущее, творить и изобретать и позволивший нам многократно выбираться из тисков естественного отбора.
«Когда мы сможем летать? Да мы делаем это постоянно!» У меня было лирическое настроение. Мы придумали аэропланы, вертолеты и космические ракеты, а вскоре обзаведемся портативными летательными аппаратами. Мы ходили по Луне, а вскоре сыновья и дочери Земли прибудут на другие планеты, как супергерой Кал-Эл с планеты Криптон прибыл на Землю. «Мы с вами уже супергерои».
Кажется, моему собеседнику эти слова понравились, и он уточнил: «Так вам кажется, что в ближайшие столетия мы научимся летать?» На самом деле конечности сильно изменяются в ходе эволюции. В целом план тела всех животных примерно одинаковый, что указывает на общность происхождения. И гены, сообщающие, что «здесь должна быть нога», тоже примерно одинаковы у всех видов животных, имеющих ноги. Эти так называемые гены Hox определяют расположение всех частей тела, и их мутации и дополнительные копии как раз и обеспечивают вариации формы тела практически всех животных. У насекомых обычно шесть ног, у пауков восемь, а вот у многоножек и разного рода ползающих существ их множество. Но все они возникли в результате удвоения последовательности генов, обеспечивающих стандартный набор из шести ног у большинства мелких членистоногих.
Крылья летучей мыши и крылья птицы выполняют одну и ту же функцию, но эволюционировали разными путями. Ученые называют это «конвергентной эволюцией». Сотню миллионов лет назад передние лапы каких-то из динозавров изменили форму, и динозавры смогли совершать планирующие движения, а из кости стали полыми и легкими. Перьями эти динозавры, включая знаменитого Tyrannosaurus rex и других, на взгляд более симпатичных, а на деле еще более страшных и огромных хищников, обзавелись задолго до того, как научились летать, и процесс освоения неба длился для них миллионы лет.
Будем ли мы эволюционировать?
Ответ на этот вопрос положительный: да, эволюция человека продолжается. Она происходит на уровне генома. В каждом поколении наша ДНК изменяется. В большинстве своем это простые, часто тривиальные изменения. Но некоторые из них чрезвычайно интересные.
В норме люди обладают трихроматическим зрением — различают оттенки трех основных цветов. Человеческий глаз содержит специализированные клетки, фоторецепторы, задача которых сводится к поглощению фотонов света. Существуют два класса фоторецепторных клеток — палочки и колбочки: палочки реагируют на движение и изображение при слабом уровне освещенности и находятся на периферии сетчатки — вот почему краем глаза мы видим движущиеся предметы, но видим нечетко.
Многие млекопитающие имеют только два типа опсинов и поэтому различают цвета менее отчетливо, чем мы. Но большинство высших приматов, включая обезьян Старого Света, происходящих из Африки и Азии, имеют три опсина.
Мутации, приведшие к возникновению трех опсинов у человека, заключались не в замене единичного нуклеотида, а в удвоении больших фрагментов ДНК и их последующих изменениях. Воспринимаемый глазом цвет зависит от длины волны световых лучей. Ген коротковолнового опсина находится на хромосоме 7, а гены средневолнового и длинноволнового опсинов — на X-хромосоме.
Вот почему у мужчин чаще встречается цветовая слепота, чем у женщин: у женщин дефект опсина на одной X-хромосоме может быть восполнен за счет нормального опсина с другой X-хромосомы.
По-видимому, на свете есть женщины с тетрахроматическим зрением. В результате очередного случайного удвоения гена они приобрели третий ген опсина на X-хромосоме. По оценкам, каждая восьмая женщина имеет этот дополнительный вариант гена, но мы не знаем, обеспечивает ли он тетрахроматическое зрение. Женщины, которые, возможно, обладают такой способностью, должны видеть разные цвета там, где остальные едва различают оттенки. Это новая область исследований, и данное состояние, судя по всему, встречается редко. Для выявления красно-зеленой слепоты используют тест Ишихары: человеку предлагают обнаружить вписанные в круг цифры, отличающиеся от фона лишь по оттенку. Тест на тетрахроматическое зрение основан на способности распознавать оттенки зеленого там, где обычные люди видят лишь оливковый цвет.
Сможем ли мы влиять на погоду?
Конечно, мы влияем на погоду. Уже 10 тысяч лет мы обрабатываем землю и полностью уничтожили несколько видов животных. Наше присутствие на Земле изменило ее поверхность, а также флору и фауну.
Климат на Земле периодически менялся, и мы к этому адаптировались. Начинались и заканчивались ледниковые периоды, но благодаря нашей деятельности, возможно, больше не повторятся. Развивая сельское хозяйство и промышленность, особенно на протяжении последних столетий, мы сделали Землю теплее.
Сами мы стали намного здоровее. Продолжительность жизни людей в разных уголках Земли различна, но в целом она значительно выросла. У нас меньше детей, чем когда-либо в истории, но и уровень детской смертности сильно сократился. Большинство людей по собственному желанию выбирают себе полового партнера и решают, хотят ли иметь детей и когда. Все это может говорить о том, что люди вырвались из тисков естественного отбора.
Однако в недавнем прошлом благодаря изобретению сельского хозяйства, мы сильно изменились: изменилась наша пища, изменились наши гены, которые помогают нам ее переваривать, мы стали пить молоко, расселились в регионах с холодным климатом.
Мы уничтожили леса, тем самым способствуя возникновению болот и распространению комаров, и сами эволюционировали в ответ на эти изменения, обзаведясь серповидными эритроцитами со всеми вытекающими последствиями для гетерозиготных и гомозиготных по этому признаку людей.
Развитие геномики привело к созданию колоссальной базы данных, благодаря которой мы можем сравнивать генетическое строение всех людей и определять скорость эволюционных изменений нашей ДНК — не только по появлению отдельных генов, обеспечивших нам новые признаки, но по геному в целом. В наших базах данных есть референсный геном и множество обычных и редких вариантов.
Продолжится ли естественный отбор?
А вот на этот вопрос ответить значительно труднее, и основная трудность связана с тем, какой смысл мы вкладываем в слово «естественный». Ничто из событий нашей жизни нельзя считать «естественным» в традиционном смысле слова. Мы изменили планету, на которой живем уже несколько сотен тысяч лет, буквально по всем параметрам, и, контролируя (или пытаясь контролировать) окружающую среду, в значительной мере изменили силу влияния естественного отбора.
Питание и сексуальные отношения — два основных фактора, изменяющих наши гены, но с помощью генно-инженерного метода, называемого сельским хозяйством, мы изменили нашу еду и теперь едим буквально все, что захотим. И спим с кем заблагорассудится, причем обычно не для того, чтобы произвести на свет новых маленьких человечков.
Санитарные, жилищные и медицинские условия современной жизни защищают нас от давления, которое мы испытывали на себе от начала нашего рода. Большинство женщин доживают до репродуктивного возраста и имеют столько детей, сколько захотят, не стремясь произвести на свет как можно больше детей, чтобы повысить вероятность сохранения собственных генов. В Великобритании в XIX веке на одну женщину в среднем приходилось 5,5 детей, но к концу Первой мировой войны это число упало до 2,4.
Детская смертность и уровень рождаемости — два ключевых фактора, определяющих влияние отбора на нашу эволюцию. Максимальное количество данных по этому вопросу происходит из Скандинавии. В конце XVIII века в Швеции умирал каждый третий ребенок. Сегодня в младенчестве умирают три ребенка из тысячи. И это различие — часть наших взаимоотношений с эволюцией. Эта возможность вырваться из природных оков указывает на то, что эволюция путем отбора очень сильно замедлилась, если не остановилась совсем.
Продолжает ли человек эволюционировать под влиянием естественного отбора? Да, продолжает, хотя влияние отбора на человека ослабло и замедлилось по сравнению с влиянием на все другие виды, находящиеся на нашем семейном дереве, которому уже четыре миллиарда лет. Мы животные, но мы особые животные. Мы все еще эволюционируем.
Эволюция — это изменение во времени. Мы наблюдаем изменения, произошедшие в нашем отдаленном и недавнем прошлом. Иногда это очевидный результат положительного естественного отбора, иногда — просто пассивное скольжение во времени. Неизменные виды уже вымерли. Пока у нас рождаются дети, человеческие существа продолжают эволюционировать, как и все другие, самые прекрасные и самые изумительные формы.
