«Огарок во тьме»
Жизнь Ричарда Докинза в науке
Ричард Докинз — этолог, эволюционный биолог, автор двух десятков научно-популярных книг и термина «мем». Несколько лет назад он издал первую часть своей автобиографии, посвященную семье, учебе и тому, как зарождался его интерес к науке и глубоким философским вопросам. Вторую часть автобиографии — книгу «Огарок во тьме» (издательство «Corpus»), переведенную на русский язык Анной Петровой, — Докинз посвятил второй половине своей жизни: работе над книгами, встречам с учеными и эволюции своих идей. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом, в котором он рассказывает об идее расширенного фенотипа и посвященной ей книге.
Расширяя фенотип
Если святой Петр у райских врат потребует ответа, чем я могу оправдать место, которое занимал на этой земле, и воздух, которым дышал, — я не найду ничего лучше, чем указать на «Расширенный фенотип». Это не какая-то принципиально новая гипотеза, которая может оказаться верной или ошибочной, которую нужно проверять экспериментами или наблюдениями. Скорее это новый способ смотреть на хорошо знакомое: способ смотреть на биологию так, что все раскладывается по полочкам и обретает смысл. Видимо, это нечто вроде сентенции «Сегодня первый день твоей оставшейся жизни»: банально, безусловно истинно, не то утверждение, для которого стоит отправляться на поиски доказательств, — но мы, тем не менее, признаем, что это истина, меняющая наш взгляд на вещи. Как бы она ни была очевидна, иногда стоит удосужиться произнести ее вслух, чтобы повлиять на чьи-то действия. Так я вижу расширенный фенотип. Но вместо того, чтобы сводить его к хлесткому афоризму, я хочу его объяснить. Одно из возможных объяснений — в том, что он ставит под вопрос предположительную центральную роль «носителя».
Было принято считать, что фенотипическое влияние гена ограничено телом особи, содержащей этот ген. Гены влияют на тела посредством процессов эмбрионального развития. Так, мутантная версия гена слегка меняет форму крыла стрижа. Из-за этого птица летает чуть быстрее при тех же затратах энергии, а от этого с чуть большей вероятностью выживает и, следовательно, передает тот же самый ген будущим поколениям. Умножьте эффект на множество стрижей и множество поколений, и в результате мутантный ген будет доминировать в популяции, вытеснив альтернативные аллели1.
1. Альтернативные версии гена, расположенные в том же локусе хромосом популяции
Чтобы разобраться в том, каково непосредственное воздействие конкретных генов, нужно погрузиться очень глубоко в биохимию отдельного организма: на это способны лишь узкие специалисты-ученые. А вот фенотипические воздействия обычно проявлены внешне и видны невооруженным взглядом — как, например, крыло стрижа: их мы распознаем как приспособления для выживания. Но существует целый каскад скрытых, внутренних причин и следствий, который часто начинается с синтеза белка, в точности закодированного последовательностью ДНК. Мы могли бы произвольно определить «фенотип» в любой точке этого каскада: им можно назвать сам белок, или его непосредственный катализирующий эффект для клеточной биохимии, или влияние этого эффекта на поведение клеток, взаимодействующих в тканях, или множество дальнейших последствий — даже не доходя до чего-то наблюдаемого во внешнем строении животного: крупнее перепонки на лапах утки, больше крылья у осы или более неуклюжий ухаживающий жест альбатроса. Под фенотипическими воздействиями гена было бы правильно понимать это все.
Новой в «Расширенном фенотипе» была мысль, что эта последовательность причин и следствий не обязана останавлиаться на границе тела. Рассмотрим, скажем, трубочки из грязи, какие строят осы Джейн Брокманн, Trypoxylon politum. Каждая трубочка — будто орган тела: внешняя матка для выращивания детенышей. Она сформировалась для конкретных целей под действием естественного отбора — так же, как крылья, лапки или усики. Гены повлияли на формирование этого внешнего органа посредством строительного поведения, а на него — посредством тщательно выстроенной нервной системы, а на нее — посредством эмбриональных программ роста клеток, а на них — посредством биохимических воздействий на рост клеток, а на них — посредством синтеза белков под влиянием генов в ядрах клеток. Как и в случае с крыльями и лапками, естественный отбор благоприятствовал генам, изменявшим форму и размер «органа» (из грязи) к лучшему. И, как и в случае с крыльями и лапками, гены, взаимодействуя с множеством других генов, меняют размер и форму «органа» из грязи косвенным образом, начиная с воздействий на клеточную химию и далее по всей цепочке промежуточных влияний до окончательного фенотипа.