Доказательства эволюции: 4.Появление новых полезных свойств в результате мутаций

В целях ликбеза в рядах "стихийных" антиэволюционистов (т.е. не идейных - неизлечимых, а просто недоучившихся, с которыми не всё ещё потеряно) публикую на Конте отличную книгу "Доказательства эволюции" (2010 г., авторы: Борисов Н. М., Воробьев Ф. Ю., Гиляров А. М., Еськов К. Ю., Журавлев А. Ю., Марков А. В., Оскольский А. А., Петров П. Н., Шипунов А. Б. Под редакцией А.В.Маркова.). Поскольку её объём довольно велик, и мало кто осилит его сразу и целиком, публикую книгу по частям. Каждая из них представляет интерес. Сама книга (в HTML) доступна по ссылке. Желающие читать её в форматах FB2, ePub и др. могут найти соответствующие ссылки при помощи поисковых сервисов.

4. Возможность появления новых, полезных для организма признаков посредством случайных мутаций подтверждена многочисленными фактами

Противники эволюции часто утверждают, что мутации (случайные изменения ДНК) якобы всегда вредны и не могут приводить к появлению новых полезных свойств. Эти утверждения просто-напросто ошибочны, о чем свидетельствуют результаты множества тщательно выполненных исследований. Приведем несколько примеров из научных публикаций последних лет.

1) Способность к сложному коллективному поведению может возникнуть благодаря единственной мутации. Ученые из Института биологии развития им. Макса Планка (Тюбинген, Германия) на примере почвенной бактерии Myxococcus xanthus показали, что радикальные изменения коллективного поведения и межорганизменных взаимосвязей могут происходить в результате весьма незначительных модификаций генома.В экспериментах по искусственной эволюции удалось зарегистрировать мутацию, в результате которой бактерии Myxococcus xanthus приобрели сразу два полезных свойства: способность к сложному коллективному поведению (образованию плодовых тел) и защищенность от паразитов. Мутация состояла в замене одного нуклеотида в регуляторной области гена, предположительно участвующего в регуляции активности других генов.

2) Чтобы дикий рис превратился в культурный, хватило единственной мутации. Как и в случае с пшеницей, ключевым моментом в доместикации (окультуривании) риса было появление разновидности с неопадающими семенами, что позволило древним земледельцам резко сократить потери при сборе урожая. Ученые из Мичиганского университета (США) выявили генетическую подоплеку этого события. Появление культурного риса было обусловлено заменой одной-единственной аминокислоты в регуляторном белке, управляющем формированием «отделительного слоя» между зерном и плодоножкой. Закрепление этой мутации у риса было обусловлено бессознательным искусственным отбором. Данное событие можно рассматривать не только как создание человеком нового полезного человеку свойства у одомашненного растения, но и как появление у риса нового свойства, полезного для самого риса в новых условиях, когда его стали культивировать люди.

3) Чтобы превратить самок в гермафродитов, достаточно двух мутаций. Большинство круглых червей рода Caenorhabditis — это обычные раздельнополые виды, состоящие из самцов и самок. Однако у двух видов этого рода (C. elegans и C. briggsae) самок нет, а есть самцы и гермафродиты, способные к самооплодотворению. Эксперименты на раздельнополых червях C. remanei показали, что для превращения самок в полноценных гермафродитов достаточно уменьшить активность двух генов (tra-2 и swm-1). Это значит, что для появления нового признака — гермафродитизма — в эволюции червей рода Caenorhabditis было достаточно двух мутаций. Гермафродитизм полезен для этих червей, потому что облегчает заселение новых участков с подходящими для них условиями.

4) Возбудитель малярии приобрел устойчивость к хлорохину благодаря мутации в транспортном белке. Начиная с 1960-х годов по всему миру распространились штаммы малярийного плазмодия, устойчивые к хлорохину — лекарству, которое прежде было самым эффективным средством против малярии. Устойчивость обеспечивается несколькими мутациями в транспортном белке PfCRT. Австралийские исследователи экспериментально показали, что мутации придали этому белку способность транспортировать хлорохин через клеточную мембрану. В результате лекарство быстро выводится из пищеварительной вакуоли паразита, не вредя его здоровью.

5) Эволюция защитной окраски у мышей изучена на молекулярном уровне. Американские хомячки Peromyscus maniculatus в норме имеют темную окраску, однако представители этого вида, обитающие в районе с очень светлой почвой (Песчаные Холмы в штате Небраска), окрашены светлее своих сородичей. Это помогает им прятаться от хищных птиц. Генетический анализ показал, что данная адаптация возникла в результате единичной мутации в гене Agouti, влияющем на пигментацию волос.

6) Насекомые-вредители защищаются от биологического оружия. Вирус CpGV считался самым эффективным средством борьбы с яблонной плодожоркой — опаснейшим вредителем яблонь. Однако в последние годы в европейских садах появились и стали быстро распространяться вредители, устойчивые к вирусу. Германские генетики установили, что причиной устойчивости является мутация в половой хромосоме Z. Быстрое распространение мутации объясняется тем, что при низких концентрациях вируса она проявляется как доминантная, а при высоких — как рецессивная. Авторы подчеркивают, что борьба с подобными явлениями требует развития новой дисциплины — «прикладной эволюционной биологии».

7) «Тонкая подстройка» многофункционального гена может приводить к появлению новых признаков. Американские генетики расшифровали генетические основы многократного и независимого появления и утраты пятен на крыльях в ходе видообразования у мух-дрозофил. Оказалось, что все эти эволюционные изменения связаны с модификациями регуляторных участков многофункционального гена yellow, ответственного за пигментацию разных частей тела.

8) Изменение гена, необходимого для симбиоза растений с грибами, привело к формированию симбиоза с азотфиксирующими бактериями. Биологи из Германии и Великобритании показали, что один и тот же ген SYMRK необходим для успешного сожительства растений с тремя типами внутриклеточных корневых симбионтов: грибов (микориза), актинобактерий (актинориза) и бактерий-ризобий. Микориза появилась уже у первых наземных растений свыше 450 млн лет назад. Модификация гена SYMRK в одной из групп цветковых растений, произошедшая сравнительно недавно, открыла путь для приобретения новых внутриклеточных симбионтов — ризобий и актинобактерий.

Эти факты, как и многие другие, полностью опровергают один из типичных "доводов" антиэволюционистов, что мутации якобы всегда разрушительны и не могут приводить к появлению новых полезных свойств. Закрепляя, одну за другой, множество таких полезных мутаций, естественный отбор постепенно меняет облик живых существ, что и приводит со временем к появлению новых видов, родов и более крупных таксонов (подробнее о том, как из последовательности "микроэволюционных" изменений складываются "макроэволюционные" преобразования, см. в разделе "Палеонтологические доказательства").

<< Предыдущая часть || Следующая часть >>