Ричард Докинз - Рассказ предка

К их списку я уже добавил сегментацию, и я подчеркнул бы другое, что я называю формированием бутылочного горлышка. Снова же, обстоятельное, полное объяснение этого означало бы повторение предыдущих книг (особенно заключительной главы "Переоткрытие организма" из "Расширенного Фенотипа"). Бутылочное горлышко имеет отношение к определенному типу истории жизни многоклеточных организмов. В бутылочном горлышке цикл жизни регулярно возвращается к одной клетке, из которой снова вырастает многоклеточное тело. Альтернативой жизненному циклу с бутылочным горлышком могло бы быть гипотетическое разбросанное водное растение, которое размножается тем, что от него отрываются маленькие, многоклеточные куски, которые дрейфуют прочь, растут, и затем от них также отрываются маленькие куски. У бутылочного горлышка есть три важных следствия, и все они, определенно, являются хорошими кандидатами на улучшение способности эволюционировать.

Во-первых, эволюционные новшества могут быть повторно изобретены снизу вверх, а не как повторная переформовка существующих структур – аналог перековки мечей на орала. Усовершенствование, скажем, в сердце, имеет больше шансов быть чистым усовершенствованием, если генетические изменения могут поменять весь курс развития от одной клетки. Вообразите альтернативу: возьмите сложившееся сердце и модифицируйте его дифференцированным ростом тканей изнутри его непрерывно бьющейся структуры. Эта модернизация на ходу нарушила бы работу сердца и поставила бы под угрозу потенциальное усовершенствование.

Во-вторых, благодаря непрерывной перезагрузке из постоянной отправной точки в повторяющихся циклах жизни бутылочное горлышко обеспечивает "календарь", с помощью которого могут быть синхронизированы эмбриологические события. Гены могут быть включены и выключены в ключевые моменты цикла роста. Нашему гипотетическому растению, распространяющему свои куски, недостает распознаваемого расписания, чтобы регулировать такое включение и выключение.

В-третьих, без бутылочного горлышка различные мутации будут накапливаться в различных частях раскиданного формовщика кусков. Стимул к кооперации среди клеток будет уменьшен. В сущности, субпопуляции клеток были бы склонны вести себя как раковые образования, чтобы увеличить свои шансы поучаствовать в передаче генов в извергаемые куски. С бутылочным горлышком, поскольку каждое поколение начинает как единственная клетка, у всего тела есть хороший шанс быть построенным из генетически однородной популяции кооперирующихся клеток, произошедших от этой единственной клетки. Без бутылочного горлышка, клетки тела могут иметь, с генетической точки зрения, "разделенные лояльности".

С бутылочным горлышком связано еще одно важное, ключевое событие в эволюции, то, которое вполне могло внести вклад в способность эволюционировать и может быть заново открыто в перезапусках Кауффмана. Это отделение зародышевой линии от сомы, впервые ясно понятое великим немецким биологом Августом Вайсманном (August Weismann). Как мы видели на Рандеву 31, в развивающемся эмбрионе происходит так, что часть клеток отставляется в сторону для воспроизводства (зародышевая линия клеток), тогда как остальным предстоит построить тело (соматические клетки). Гены зародышевой линии потенциально бессметны, с перспективой иметь прямых потомков миллионы лет спустя. Соматические гены обречены на ограниченное, хотя не всегда предсказуемое, число клеточных делений для построения тканей тела, после которых их линия обрывается, и организм умирает. Растения часто нарушают это разделение, наиболее очевидно, когда практикуют вегетативное размножение. Это может составлять важное различие между путями эволюции растений и животных. До эволюционного изобретения разделения сомы все живые клетки потенциального были предками бесконечной линии потомков, каковыми по-прежнему являются клетки губок.

Изобретение полового размножения было переломным моментом, который внешне похоже и на узкое горлышко, и на отделение зародышевой линии, но логически отличимо от них. В своей наиболее общей форме половое размножение - это частичное смешивание геномов. Мы знакомы с частной, высокоорганизованной его версии, при которой каждый индивид получает 50% своего генома от каждого из двух родителей. Мы привыкли к мысли, что есть два вида родителей, самка и самец, но это не обязательная часть полового размножения. Изогамия - это система, в которой две особи, неразличимые как самец и самка, соединяют половину своих генов, чтобы произвести новую особь. Разделение самец/самка лучше рассматривать как следующее поворотное событие, которое наступило после возникновения самого полового размножения. Строго контролируемый половой процесс подобного рода сопровождается в каждом поколении "редукционным делением", при котором каждая особь передает 50% своего генома каждому потомку. Без этого редуцирования геномы бы удваивались в размере в каждом поколении.