В эволюции живого длительные периоды «спокойного» существования прерываются кратковременным «взрывным» образованием крупных таксонов, масштабных отрядов или классов. С.Д. Хайтунг выдвигает идею «эффекта перетряхивания» эволюционизирующей системы, когда изменяется ее структура и это зависит от среды. Л. Берг в работе «Номогенез» писал, что эволюция не случайный, а закономерный процесс. С. Мейен не соглашался с постулатами Дарвина и отмечал, что формы живого – не произвольная коллекция результатов множества случайных и независимых процессов, а единый ансамбль, выстроенный по единому плану – закону, который сводится к свойствам основных «кирпичиков» (биологических молекул), составляющих живое. Жизнедеятельность каждого организма включает не только уравновешивание его отношений со средой и с падающим на него потоком стимулирующих воздействий, но и активное преодоление среды, определяемое моделью «потребного ему будущего». «Внутренний» напор жизни растений различен и определяет их жизненную стратегию. Виоленты – растения силовики – очень активно захватывают жизненно важные ресурсы и держат их под контролем. Патиенты – терпеливцы – могут произрастать в условиях постоянной нехватки ресурса (влаги, солнца, тепла, минералов и т.п.) Эксплеренты – заполняющие – характеризуются высокой скоростью роста, способны быстро занять освобождающееся пространство, но не могут долго его удержать, вытесняются более сильными конкурентами.
Современные генетики выявляют взаимодействие мутирования, генетического дрейфа и естественного отбора. Последний или способствует сохранению гена, или устранению его в популяции. Случайный характер мутаций вызывается тем, что природа «не знает» своих конечных состояний, мутирует «наугад». Э. Бриттен и Э. Дэвидсон выдвинули идею о зависимости макро и всей прогрессивной эволюционной мутации регуляторных генов в противовес микроэволюции, вызываемой изменчивостью структурных генов. Эволюционные генетики ищут механизмы эволюции на уровне организации генов в процессе онтогенеза. Наследственность закрепляет и поддерживает новые типы сложившегося разнообразия, прошедшие своего рода «селектор» – естественный отбор. Возникновение новых органов, типов организации, таксонов, видов (на основе прерывного равновесия и скачкобразного развития) происходит при «суммировании» мелких мутаций. Частота спонтанных мутаций зависит от многих причин и в первую очередь от работы ДНК. В механизме мутаций большое место принадлежит молекулярным процессам самоорганизации и случайным процессам, таким как дрейф генов.
В 1969 году (повторно в 1979 г.) вышла книга трех авторов – Н.В. Тимофеева – Ресовского, Н.Н. Воронцова и А.В. Яблокова «Краткий очерк теории эволюции» с изложением синтетической теории эволюции, объединяющей дарвинизм и генетику 60–х годов. Носителями мутаций биологических форм движения выступают ДНК и РНК. Обнаружение процесса их возникновения привело бы к раскрытию «тайны» происхождения жизни. Клетка, проявляя самоактивность, «считывает» свои генетические тексты, переводит их в тексты РНК, создает аминокислотные последовательности, используя физико-химические взаимодействия. В ближайшие годы будет создана копия простейшей бактериальной клетки, у которой всего 343 гена. Очень простой организм будет изготовлен чисто химическим методом, – считает Н.В. Артюхов. (ФН, № 1, 2010, с.88). Человеческий код ДНК несет информацию о 80 тысяч разных белков. Гены в клетках организма взаимодействуют друг с другом посредством своих продуктов – белков.
ГЕНЫ. 3,3 млрд. лет назад на планете Земля появились микроорганизмы, размножающиеся на основе генов. Появление генов связано с возникновением первой матрицы протеина: первичного полиптида, кодируемого протеином. Полиптиды оказались пригодны для работы в качестве фермента бесконечного числа преобразований. В них аминокислотные остатки чередовались случайным образом и проявляли биологическую активность при синтезе своей матрицы – протеина. Протеиноиды возникли на начальном этапе эволюции Земли. Они катализировали первые гены, из которых синтезировались уже настоящие белки, но тоже со случайными последовательностями. Как только среди них «нашлись» способные ускорить синтез и репликацию своей матрицы – возникла жизнь.
Ген – фрагмент последовательности молекулы РНК (которая прицельно отключает гены, осуществляя генную цензуру в процессе синтеза определенных белков) – кодирующий белок, ферментирующий определенную биохимическую реакцию в клетке. Гены обеспечивали управление элементарными формами поведения простейших организмов на ранних стадиях биологической эволюции. Жизнь всех существ основана на едином генетическом коде. Белки всех живых организмов имеют одинаковый набор аминокислот. Гены сходны, но не тождественны. Они – «смесь» протеиоидов как ферментов парофосфатазы, каталазы, АТ фазы. «Новые» гены появляются за счет изменений кодирующей информации старых генов. Может происходить перестановка генов, их горизонтальная транспортировка, слияние, расщепление, вставка. Гены – посредники, передатчики матриц наследственности. Ген «действует» не один, а со своей системой, в которой он выступает репликатором. «Эгоистичный ген» – репликатор (матрица) «брал» нужные ему молекулы – мелкие строительные блоки из первичного бульона химических веществ и стал способен воссоздавать себя, свои копии. Прикрепляющиеся строительные блоки аминокислот автоматически располагались в той же последовательности, что и блоки репликатора. Репликаторы размножались в первичных пузырьках, ограниченных полупроницаемыми мембранами (как коацерваты Опарина, микросферы Факса, моригранулы Эгами). Между генами возникла борьба за ресурсы. Прото-хищники разрушали конкурентов. Другие репликаторы защищались, отгородившись первой белковой стенкой, строили контейнеры – носители, обеспечив себе непрерывность существования. Возникли структуры выживания фенотипа – клетки. «Неуловимое» виртуальное действие генов проявляется в генном отборе и отборе более высокого группового уровня, приводящем к классам организмов, более способных эволюционировать.
Читать дальше