Дарвинизм в XXI веке

На оставшиеся же 29 лет эволюция почти замерла: движущий отбор сменился стабилизирующим, накапливались в основном нейтральные замены нуклеотидов, не отражающиеся в структуре белков. Хотя все это время пациентов, в чьих бронхах и трахеях жили бактерии, лечили антибиотиками, регулярно меняя препараты, генетическое разнообразие микробов увеличивалось крайне медленно. Не было и разделения штамма-победителя на дочерние штаммы и линии с дальнейшей конкуренцией между ними — что (как мы увидим чуть ниже) постоянно происходит в экспериментах с «эволюцией в пробирке». Мало того: биохимические портреты[214] разных проб штамма-долгожителя в шесть лет сильно различались, но после 1979 года различия быстро нивелировались.

Сами авторы, обсуждая полученные результаты, удивляются: почему микроб, так бурно изменявшийся в первые годы, вдруг остановился в своей эволюции? Ведь он живет в очень нестабильной среде, ему постоянно приходится сталкиваться с новыми проблемами. В лабораторных экспериментах, где бактерии живут в постоянных условиях и их никто не травит антибиотиками, темпы эволюции с годами почти не снижаются. А тут микробы живут, что называется, как на вулкане — и почти не меняются.

Я думаю, читатели уже поняли, почему я рассказываю именно про это исследование. Разница между лабораторным флаконом с питательной средой и дыхательными путями хронического больного заключается в том, что во втором случае бактериям приходится эволюционировать в экосистеме — сообществе микроорганизмов, связанных определенными взаимоотношениями. Быстрая эволюция соответствует периоду складывания такого сообщества (или вторжению высокопатогенного штамма в сложившееся сообщество — что нарушает его структуру и когерентность эволюции). Затем вновь возникшая или пережившая сильное возмущение экосистема «устаканивается», связи между ее членами стабилизируются, и эволюция входит в когерентный режим. Разделение штаммов-победителей на дочерние линии прекращается, поскольку для новых штаммов уже нет свободных экологических ниш.

Скорее всего, авторы датского исследования никогда не слыхали о теории экосистемного контроля — в обсуждении они не упоминают не только ее, но даже теорию прерывистого равновесия. Но именно это позволяет считать полученные ими результат своего рода «слепым тестом», проверяющим ее предсказания.

Однако, пожалуй, самое неожиданное и парадоксальное подтверждение теории экосистемного контроля было получено именно в лаборатории — в долговременном эксперименте профессора Ленски. Мы уже упоминали его в главе «Отбор в натуре», но теперь пришло время поговорить о нем подробнее.

Самозарождение экосистемы

Давайте снова ненадолго забудем почти все, что говорилось выше об эволюции, и еще раз попробуем изложить дарвиновскую модель предельно упрощенно, что называется «на пальцах». Все живые организмы размножаются, воспроизводя себе подобных. В этом воспроизводстве время от времени происходят случайные ошибки — мутации, которые могут как ухудшать, так и улучшать способность их носителей жить и размножаться. Счастливые обладатели полезных мутаций оставляют больше потомства, чем те, у кого такой мутации нет, и постепенно «выигрышный» признак становится присущ всей популяции. Этот процесс, именуемый естественным отбором, постоянно изменяет живые организмы в сторону все большей приспособленности и может уводить их очень далеко от исходного облика.

Мы уже знаем, что реальная эволюция намного сложнее, что в ней участвует множество дополнительных факторов: изменения внешних условий, колебания численности популяции, физические препятствия, изолирующие части популяции друг от друга, случайные флуктуации генных частот, взаимоотношения с другими видами (хищниками, жертвами, конкурентами, симбионтами и т. д.), перенос генов от других видов и многое-многое другое. Предполагается, однако, что все эти факторы видоизменяют и разнообразят ход эволюции, но не являются необходимыми для нее. В отсутствие любого из них или даже их всех эволюция все равно будет идти, пока происходят случайные мутации и действует естественный отбор.