Борис Жуков - Дарвинизм в XXI веке

По слухам, Джефф Скиллинг, глава печально известной корпорации «Энрон», имя которой стало символом корпоративного мошенничества и коррупции, руководствовался в своей бизнес-стратегии идеей естественного отбора. Если это так, то остается только пожалеть, что никто ему не сообщил: отбор лежит в основе не только прогрессивной эволюции, но и малигнизации.

Соединения, состоящие из нескольких или нескольких десятков аминокислотных остатков, в биохимии обычно называют полипептидами. Хотя по своей химической природе они ничем не отличаются от белков, их роль и поведение в организме совсем иные. В частности, молекулы такого размера обычно не вызывают образования специфических антител.

Заметим, однако, что и у бактерий единичные мутации не приводят к появлению «с нуля» совершенно нового белка, а лишь более или менее сильно изменяют свойства какого-нибудь из имевшихся прежде белков.

В 2010 году американские математики Херберт Уилф и Уоррен Эвенс опубликовали статью с красноречивым названием There’s plenty of time for evolution («Времени для эволюции много»), в которой строго показали, что при введении в модель процедуры, аналогичной естественному отбору, число событий, необходимых для того, чтобы из K типов элементов собрать строго определенную последовательность длиной L (для разобранного выше гипотетического «белка» длиной в 100 аминокислот K=20, а L=100) будет пропорционально не K L , а KlogL. Можно спорить, насколько математическая модель Уилфа и Эвенса соответствует реальной биологической эволюции — но она, во всяком случае, соответствует ей куда точнее, чем модель «торнадо над авиасвалкой».

Эксперимент с реальными обезьянами был поставлен в 2003 году в Пейтонском зоопарке (Англия). В клетку, где жили шесть макак, поместили подключенную к компьютеру клавиатуру. Макаки напечатали несколько страниц совершенно бессмысленного «текста», после чего сломали клавиатуру и потеряли интерес к ней. Никакого механизма, моделирующего естественный отбор, в пейтонском эксперименте не предусматривалось.

Известный ученый-эволюционист и популяризатор биологии А. В. Марков с этим не согласен. По его мнению, для каждой реальной или мыслимой функции, которую вообще способна выполнять белковая молекула, может быть определена последовательность аминокислот, выполняющая эту функцию лучше, чем любая другая. И, следовательно, программы, ведущие отбор «на соответствие идеалу», могут быть вполне корректной моделью эволюции — по крайней мере, на молекулярном уровне. При всем уважении к Александру Владимировичу никак не могу согласиться с этим рассуждением. Во-первых, требования, предъявляемые к белку (как и к любому человеческому устройству или инструменту), всегда многообразны: скажем, фермент должен быть производителен (совершать много операций в единицу времени), избирателен (связываться только с «профильными» молекулами), долговечен, устойчиво работать при разных температурах, и т. д. Поэтому в разных обстоятельствах клетке и организму будут полезнее белки с разными «козырными» качествами — и действительно, мы часто встречаем в клетке целый набор разных (иногда даже не связанных родством) белков, выполняющих одну и ту же функцию. Во-вторых, даже если «идеальный белок» в самом деле существует, отбор может привести к нему реальный белок только в том случае, если в соединяющей их цепи замен каждый последующий белок работает лучше предыдущего. Если для достижения идеала нужно будет на каком-то шаге ухудшить функциональные качества эволюционирующей молекулы, отбор не сможет это сделать. Не говоря уж о том, что в ходе эволюции функции конкретного белка, как мы видели, могут меняться.

Эту асимметрию легко объяснить тем, что амплификация гена часто происходит через матричную РНК. При этом удваивается только «значимая», кодирующая часть гена, без регуляторного блока (см. главу «Атомы наследственности»). Понятно, что такому «голому» гену гораздо легче найти себе новое применение, чем гену, чья работа подчиняется многочисленным управляющим сигналам.

В связи с этим не вполне ясно, какой из вышеописанных заманчивых вариантов имел в виду бывший министр культуры РФ Владимир Мединский, заявивший как-то в интервью, что у российского народа «имеется одна лишняя хромосома».