Мутації і передбачувана макроеволюція

Вертьянов С. Ю.

В організмах постійно відбуваються мутації. Велика кількість мутацій викликано несприятливими зовнішніми факторами - шкідливими випромінюваннями і хімічним впливом. Але частина мутацій нерозривно пов'язана з функціонуванням організму. При відтворенні генів завжди відбуваються помилки. Існує велика кількість різнофункціональних ферментів, які контролюють і виправляють пошкодження генів. Зміни в геном вносять також відбуваються при розмноженні рекомбінації (перетасовки генних блоків). Навіть саме прочитання наявних в організмі генів може бути кілька різних за втручання "мобільних генетичних елементів", так званих "стрибають генів ", хоча, строго кажучи, ці елементи генами не є. "Впригівая" в ген, вони дещо змінюють зчитування з нього інформації (транскрипцію, див. § 16). Перераховані механізми забезпечують пристосованість і дають багатство форм всередині виду.

Вид являє собою обмежене безліч допустимих станів. Зовнішні зміни, хоч би яким помітними вони не здавалися, фундаментальних структур і функцій організму не зачіпають. Більш масштабні зміни генів можуть призвести не до утворення нових видів, а до загибелі. Організм сприймає як прийнятні далеко не будь-які зміни і аж ніяк не у всіх білків. Існують дозволені зони, в рамках яких зміни в генах не призводять до катастрофічних наслідків. Про це говорить і тисячолітній досвід селекціонерів. Варіації, які можуть бути досягнуті селекцією, мають чіткі межі. Розвиток властивостей можливе лише до певних меж, а потім призводить до порушень або до повернення в початковий стан.

Досліджуємо детальніше еволюційну гіпотезу про походження видів шляхом випадкових мутацій. Припустимо, що в результаті помилок у генах у істоти сталося зміна в сітківці ока. Така зміна пов'язана зі змінами у всьому апараті: одночасно повинні змінитися в корисному напрямку не тільки ряд інших частин очі, а й відповідні центри мозку. За все це відповідають цілі структури, що складаються з безлічі генів. Наскільки реально очікувати узгодженої корисної мутації цих структур?

Можливість того, що будь-яка подія відбудеться, характеризується в науці ймовірністю. Уявімо собі, що ми кинули монетку. Імовірність монетку тьопнути на землю дорівнює 1 - це подія достовірне. Імовірність впасти орлом - 1/2, решкою - Теж 1/2. Ці події рівноймовірно. Імовірність же монетку встати на ребро досить мала (навіть при самому акуратному киданні не більше 10-4) - цього ніхто, напевно, не спостерігав, хоча така подія математика не за ¬ прещает. Імовірність монетку зависнути в повітрі дорівнює нулю. Така подія зовсім заборонено. Якщо в молекулах відбуваються випадкові зміни, то і вони мають свою ймовірність.

Зареєстровані вченими мутації відбуваються в середньому з ймовірністю 10-9-10-11, помітно рідше -- 10-6-10-8. Зазвичай це невеликі, точкові порушення генів, лише трохи змінюють організм. Спробуємо зрозуміти, чи можуть подібні зміни перетворити комплекс генів так, щоб це призвело до утворення зовсім нового виду.

Далеко не будь-яка мутація призводить до утворення нового білка, не всякий новий білок означає появу нової функції, а її поява ще не означає придбання нового ознаки. Потрібні саме конструктивні зміни. Для конструктивного перетворення гена одного виду істот в ген іншого виду в ньому має відбутися в середньому близько п'яти незалежних точкових корисних мутацій; для появи найпростішого ознаки потрібно зміна в середньому п'яти генів. Зазвичай за ознака відповідає не менше десятка генів (усього в організмі ссавців кілька десятків тисяч генів, в організмі бактерій їх від десятка до тисячі). Таким чином, імовірність появи найпростішого нового ознаки становить усього 10-250! Це число настільки мало, що байдуже, скільки часу ми будемо чекати подібної мутації, рік або мільярд років, в однієї особи або у мільярди особин. За весь передбачуваний час існування життя на Землі не зміг би з'явитися ні один складний ознака. А скільки ознак повинно перетворитися, щоб одні види перетворилися на інші, утворивши безліч істот на планеті?! Для освіти будь-якого нового ознаки шляхом генних мутацій не вистачило б і всього передбачуваного вченими часу існування Всесвіту!

Мутації випадкові. Як зажадати від них синхронності і Узгодження? Інша справа, коли ми розглядаємо мутації, що призводять до хвороб, каліцтва або смерті: для цього підійдуть будь-які порушення, а для того, щоб мутація була сприятливою, необхідно чудове збіг, синхронне "корисне порушення "відразу цілого набору генів, що відповідають різним, точно сонастроенним систем і функцій живого організму. Академік Л. С. Берг писав: "Випадковий новий ознака дуже легко може зіпсувати складний механізм, але чекати, що він його вдосконалить, було б вкрай нерозсудливо ". Геологічні шари містили б неймовірне безліч всяких уpодов в набагато більшій кількості, ніж нормальних істот! Але нічого подібного в відкладах не виявлено.

З фактами палеонтології та математики важко сперечатися - різноманіття видів ніяк не могло виникнути шляхом випадкових мутацій!

В Як доказ широти діапазону мутацій іноді наводять результати дослідів з мушки-дрозофіли, але фактичне розходження між мутаціями цієї плодової мушки занадто мало. Один з найвідоміших дослідників дрозофіли Р. Гольдшмідт стверджує, що "навіть якщо б ми могли з'єднати більше тисячі цих варіацій в однієї особи, все одно це не був би новий вигляд, подібно зустрічається в природі ". непіддатливою дрозофіла випробувала всі можливі генетично негативні впливи, але з неї не вдалося отримати нічого, крім зміненої дрозофіли. Більше того, виявилося, що більшість мутацій цієї мушки пов'язано не з порушеннями генів, а зі вставкою "мобільних генетичних елементів ". вставкою мобільних елементів у гомеозісние гени, управляють процесами всередині клітини, пояснюється і поява у дрозофіли замість вусиків бездіяльних лап на голові. Але чи можуть паралізовані ноги на голові сприяти прогресивному розвитку?

У бактерій і вірусів діапазон прийнятних мутаційних змін надзвичайно широкий, ступінь негомологічності генів може досягати десятків відсотків. Швидко пристосовуючись до зовнішніх умов, вони зберігають свою видоспецифічність. Збудники туберкульозу, мутіруя, швидко утворюють стійкий до антибіотика штам, зберігаючи при цьому свої основні властивості. Біофізичні дослідження показали, що виникають у процесі набуття несприйнятливості до антибіотиків мутації не додають нових корисних генів, а навпаки, ведуть до морфологічної дегенерації. Так, несприйнятливість бактерій до стрептоміцину з'являється внаслідок мутації, що зачіпає роботу рибосом і порушує їх структуру. Захищаючи бактерію від загибелі, мутація збіднює генофонд і погіршує роботу рибосом.

На дослідах з бактеріями вдалося експериментально підтвердити неможливість Макроеволюція допомогою мутацій. Для еволюційного процесу важлива не тимчасова тривалість, а кількість поколінь, яке у бактерій досягається всього за кілька років. За популяціями бактерій проводилися спостереження в протягом десятиліть. Кількість мутацій спеціально збільшували аномальним зовнішнім впливом, створюючи так зване мутагенну тиск. Бактерії пройшли шлях, відповідний сотням мільйонів років для вищих тварин. Мутантні штами бактерій постійно поверталися до початкового "дикому типу", утворення нових штамів не виходило за рамки внутрішньовидові.

Отже, спостерігаються варіації ознак обмежені межами виду. Завдяки рекомбінація при схрещуванні і мутацій організми мають можливість змін, забезпечують дивовижне розмаїття істот кожного виду, їх адаптацію до середовищі і виживання. Але такі зміни, як ми переконалися, не можуть перетворити генний комплекс одного виду в генний комплекс іншого виду, і цей факт видається виключно розумним. Якщо б природа йшла шляхом Дарвінської еволюції, на якому в результаті відбору виживає найсильніший і пристосувань мутант, то міp, очевидно, був би переповнений надзвичайно кошмарними істотами, серед яких щур, можливо, виявилася б одним з найсимпатичніших і нешкідливих звірків. Але ж світ дивно гарний. Він красивий особливою, піднесеною красою, яку неможливо пояснити мутаціями. "Створений світ є найдосконалішим із світів", - писав великий німецький математик Лейбніц.

І на завершення теми зазначимо таке. Якщо визнати боротьбу за існування, яка була висунута Дарвіном як причина походження видів, то адже в ній прості форми часто мають переваги перед складними. Найпростіші організми навряд чи можна вважати менш пристосованими до життя, ніж високоорганізовані. Якщо виживає найбільш пристосований, то на Землі і жили б одні "пристосуванці" - найпростіші організми. Природним відбором випадкових мутацій важко пояснити різноманітність таких складних організмів, що населяють планету.

Матеріалізм в біології, полонить уми дослідників, досить показав свою неспроможність, його час минув. Багато серйозних біологи сьогодні відділяють еволюційну теорію як науку про можливі зміни в організмах від реконструкції "дерева еволюції", визнаючи останнє лише передбачуваної історією. Сучасні еволюційні теорії є чисто гіпотетичними, своєрідною філософією в науці. Будь то дарвінізм або синтетична теорія еволюції, системні мутації Р. Гольдшмідт або модель переривчастого рівноваги Гулда-Елдріджа, гіпотеза нейтралістской еволюції Кімури, Джукса і Кінга, стрибкоподібна еволюція Ю. Алтухова або мозаїчна Н. Воронцова - всі ці моделі є лише припущеннями, непроверяемимі і такими, що суперечать один одному.

Мало хто з кваліфікованих біологів залишився переконаним в еволюційно-матеріалістичної версії виникнення живих організмів. Біологи, як і багато інших вчених, з неминучістю замислюються про Творця.

гомологічні органи, рудименти і атавізми

Існування цих органів, як на перший погляд може здатися, свідчить про минулу еволюції.

гомологічні органи. Розглянемо найвідомішу гомології - передні кінцівки хребетних. Як ніби в наявності еволюційний розвиток їх пристрою від плавника риби до крила птиці. І що ж? Виявилося, що схожі кінцівки формуються у різних видів з різних груп зародкових клітин. Ні про яке послідовному розвитку кінцівок від виду до виду не може бути й мови! Гомологія виявилася не щирою, як кажуть біологи. Якщо б органи були істинно гомологічними, тоді вони і формувалися б в ембріогенезі з одних і тих же клітин ембріона.

Очікувалося, що гомологічні органи, як мають спільне походження від єдиної колись структури, повинні контролюватися ідентичними генними комплексами, але і це очікування не справдилося.

Вчені відзначають, що хоча зовнішню схожість багатьох ссавців дозволяє припустити еволюційну взаємозв'язок, будова макромолекул (ДНК, білків та ін) їх організмів такий зв'язок відкидає. Більшість білкових філогенетичних древ (еволюційних молекулярних послідовностей) суперечать один одному, в об'єднаному дереві повсюдно видно філогенетичні невідповідності - від самих коренів, серед гілок і груп всіх рангів. Більша частина порівняльних молекулярних досліджень спростовує еволюцію.

гомології виявилися не дійсними і при вивченні інших органів "еволюційних родичів ". З'ясувалося, наприклад, що нирки риб і амфібій розвиваються з такої тканини ембріона, відповідна якою у рептилій і ссавців розсмоктується в процесі розвитку зародка, нирки ж формуються у них з абсолютно іншого відділу ембріона. Стравохід акули формується з верхньої частини ембріональної кишкової порожнини, стравохід міноги і саламандри - з нижньої, а рептилій і птахів - з ще більш нижній частині. Виявилося скрутним пояснити і еволюційний поява вовняного покриву ссавців з луски рептилій. Ці структури розвиваються з різних тканин ембріона: волосяний покрив формується з цибулин епідермісу, а луска з зачатків дерміса.

Дуже рідко вченим вдається знаходити істинно гомологічні органи, тобто не тільки зовні схожі, але й формуються з ідентичних частин ембріонів. Загальна закономірність відсутності ембріональної і генетичного зв'язку між органами передбачуваних еволюційних родичів доводить, що вони не могли статися одне з одного.

Наявні у тварин форми кінцівок аж ніяк не є випадковим набором, а відповідають властивостям середовища проживання, як це і повинно було бути при створення. Риба тільки гребе - їй дані найпростіші кінцівки з площиною для відштовхування води. У інших тварин більш складні умови - їм не обійтися без многосуставних кінцівок. Спробуйте що-небудь покласти собі в рот, якщо у вас лікоть завжди розпрямляючи (немає ліктьового суглоба), або сісти, якщо у вас немає колінного суглоба. Якщо ви закріпіть кистьовий суглоб і спробуєте щось зробити, то переконаєтеся в його доцільності; необхідність кількох пальців теж очевидна. Роздвоєність передпліччя і гомілки дозволяє розгортати кисть або стопу. Кінцівки живих істот наділені оптимальної мірою подібності і відмінності, що забезпечує нормальну життєдіяльність організмів. Навіть сама винахідлива інженерно-конструкторська думка ніяких більш розумних форм запропонувати не змогла.

Анатом Р. Оуен ввів у науку поняття гомології в 1843 році, задовго до Дарвіна, розглядаючи подібність будови частин різних організмів саме як доказ їхнього створення за визначеним планом.

Рудименти. Так називають органи, які у тварини нібито не виконують жодної функції, але у його еволюційного предка відігравали важливу роль. У XIX ст. вважалося, що у людини близько 180 рудиментарних органів. До них відносили полумісячну складку очі, щитовидну, вилочкової і шишковидну залози, мигдалики, колінні меніски, апендикс, куприк і багато інші органи, функція яких була невідома. Як з'ясовано тепер, у людей немає жодного марного органу.

полумісячну складка, розташована у внутрішньому куті ока, дозволяє очному яблуку легко повертатися в будь-яку сторону, без неї кут повороту був би різко обмежений. Вона є підтримуючої і спрямовуючої структурою, зволожує очей, бере участь у зборі що потрапив в око чужорідного матеріалу. Складка виділяє клейка речовина, яка збирає сторонні частинки, формуючи їх в грудку для легкого видалення без ризику пошкодити поверхню очі. Полумісячну складку не можна вважати залишком мігательной перетинки тварин ще й з тієї причини, що ці органи обслуговуються різними нервами.

Апендикс, як виявилося, грає важливу роль у підтримці імунітету людини, особливо в період росту організму. Він виконує захисну функцію при загальних захворюваннях і бере участь у контролі бактеріальної флори сліпої кишки. Статистика показала, що видалення апендикса збільшує ризик злоякісних утворень.

В тридцяті роки в Америці "абсолютно даремні" мигдалики аденоїди були видалені більш ніж у половини дітей. Але з часом співробітники Нью-йоркській онкологічної служби помітили, що ті люди, у яких були видалено мигдалики, приблизно в три рази частіше страждають лімфогранулематозом -- злоякісним захворюванням.

В 1899 французький лікар Ф. Гленар запропонував оригінальну концепцію про те, що розташування органів травної системи людини недосконале, оскільки ми нібито походять від чотириногого істоти. На цю тему він написав близько 30 наукових статей. Хворим, які скаржилися на болі в шлунку, ставили діагноз "синдром Гленара" - опущення кишок та інших органів. Їм призначалася фіксація сліпої кишки і гастропексія - ці складні операції мали метою виправлення "недосконалості" природи.

І. Мечников висунув гіпотезу, згідно з якою травна система людини, що склалася на попередніх етапах еволюції, поганий?? пристосована до раціону людини. Англійська лікар У. Лейн, під впливом цієї гіпотезою, почав здійснювати операції, вкорочують товстий кишечник. Далі він став видаляти всю товсту кишку, вважаючи, що тим самим звільняє організм від знаходяться там гнильних бактерій, і що така операція буде сприяти лікуванню ряду хвороб від виразки дванадцятипалої кишки до шизофренії. Один тільки Лейн провів понад тисячі подібних операцій, у нього були й послідовники.

Сьогодні подібні розповіді викликають подив, але ж за цими експериментами варто незліченну кількість жертв, у тому числі й померлих.

А тепер про тварин. Вважається, що кіт - ссавець, що повернулася у воду (як відомо, Дарвін вважав, що ведмідь може перетворитися на кита в процесі безперервних "пластичних" деформацій). У кита пpімеpно посередині тіла є кісткові виступи. Передбачалося, що вони зовсім не приносять користі і є рудиментом задніх кінцівок, якими тварина колись пересувалася по суші, хоча ці кісточки ніяк не пов'язані з хребтом. Як показали дослідження, кісткові виступи зовсім не марні. Вони служать для підтримки м'язів і для необхідного захисту розташованих в цьому місці досить вразливих органів. "Залишки крил" у ківі, що зовні нагадує безхвостих курку, служать для підтримки рівноваги. Уявіть собі, як важко було б птиці зберігати рівновагу без цих "pудіментов". Ми адже з вами у випадку втрати рівноваги підкидає руками - і ківі теж треба чем-то стріляти!

атавізм. На доказ походження людини від тварин іноді наводяться факти народження людей з так званими атавізмами, наприклад, з волоссям на лобі і близько очей. Зауважимо, що зазвичай волосяний покрив особи малюють схожим на шерсть тварини, насправді ж це звичайні людські волосся. Є достатню кількість прикладів і інших ембріональних порушень. З якими еволюційними процесами пов'язане існування двоголових риб і змій? А що слід укласти про походження тварини, якщо воно народилося з п'ятою ногою?

Спостерігалися випадки народження дітей з "хвостом", при їх описі часто наводиться зображення дитини з закрученим поросячим хвостиком. Насправді такі "хвости" не мають хребців і є залишками зародкового шару, випадково опинилися на місці "для хвоста", і походять зовсім не на хвіст тварини, а просто на шматочок що висить матерії. Останнє доповнено уявою художників.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.portal-slovo.ru/