Готовый перевод Matt Ridley - The Red Queen / Мэт Ридли Красная королева: Chapter 2 (The Enigma) - Загадка

Глава 2
ЗАГАДКА
С каждым рождением возобновляется пульсация жизни,
Отцы продолжаются в своих сыновьях,
Мы созерцаем неизменную сущность из года в год,
Неизменны манеры, остались те же умы,
Но скоро очередные бутоны увянут,
И толпы мошкары уйдут в никуда,
Ожидающим ребенка родителям стоит обеспокоиться
Нежным желанием создать более мягкий секс...

-- Эразм Дарвин, "Храм Природы"
Марсианка Зог осторожно направляла корабль на новую орбиту и готовилась вернуться в укрытие на обратной стороне планеты, которое совсем не видно с Земли. Она проделывала это много раз прежде, и не столько нервничала, сколько ей нетерпелось попасть домой.

Пребывание на Земле было длительным, дольше, чем у большинства марсиан, и она с нетерпением ожидала аргоновую ванну и стакан холодного хлора.

Хорошо будет снова увидеть своих коллег.

И своих детей.

И своего мужа -- она поймала себя на мысли и рассмеялась.

Она была на Земле так долго, что даже начала думать как землянка.

Как же, муж! Каждая марсианинка знала, что у них не было мужей.

Не было такой вещи как секс на Марсе.

Зог с гордостью подумала о рапорте в своем рюкзаке: "Жизнь на Земле: загадка воспроизводства решена."

Это было наилучшее, что она когда-либо делала; теперь нельзя было ей отказать в повышении в должности, что бы ни говорила Большая Заг.

Неделю спустя, Большая Заг открыла дверь зала заседаний Earthstudy Inc.

и попросила секретаря пригласить Зог: Зог вошла и села на отведенное ей место. Большая Заг, не глядя в глаза, откашлялась и начала.

"Зог, комитет тщательно прочел Ваш рапорт, и я думаю, что могу сказать, на нас всех произвела впечатление его доскональность.

Вы, конечно, провели исчерпывающий обзор воспроизводства на Земле.

Кроме того, мы все согласны, возможно, за исключением мисс Зиг, что Вы привели потрясающие доказательства своей гипотезы.

Я полагаю, теперь нет сомнений, что жизнь на Земле воспроизводится способом, который Вы описываете, используя этот странный прием, называемый "секс".

Кое-кто из комитета менее доволен Вашим заключением о том, что многие из характерных черт вида земляне (так называемых людей), являются следствием того самого секса: ревнивая любовь, чувство прекрасного, мужская агрессия, даже то, что они забавно называют интеллектом.

После этой старой шутки в зале послышались льстивые смешки.

"Но", -- сказала Большая Заг внезапно и громко, просматривая перед собою документы,-- "у нас есть одна большая проблема с Вашим рапортом.

Мы полагаем, что Вам совсем не удалось решить самый интересный вопрос из всех.

Это очень простой вопрос из шести букв."

Голос Большой Заг источал сарказм: "Почему?"
Зог произнесла, заикаясь: "Что Вы имеете в виду, почему?"
" Я имею в виду, почему земляне занимаются сексом? Почему они просто не клонируют себя, как мы? Почему им нужны две особи, чтобы иметь одного ребенка? Почему существуют мужчины? Почему? Почему? Почему?"
"О,"-- быстро сказала Зог, -- "я пыталась ответить на этот вопрос, но потерпела неудачу.

Я спрашивала некоторых людей, которые изучали этот вопрос в течение многих лет, и они не знали.

У них было много предположений, но предположения каждого были различны.

Некоторые говорили, что половое размножение было исторической случайностью.

Некоторые полагали, что это был способ предотвращать болезни.

Некоторые, что это было нечто вроде адаптации, чтобы изменяться и эволюционировать быстрее.

Другие сказали, что это был способ восстановить гены.

Но по большому счету они не знали ответа.

"Не знали?"-- воскликнула Большая Заг.

"Не знали? Самая главная особенность всего их существования, самый интригующий научный вопрос, который кто-либо когда-либо задавал о жизни на Земле, и они не знают: упаси нас зог!"

Какова цель секса? На первый взгляд ответ кажется очевидным на грани банальности.

Но второй взгляд говорит о другом.

Почему ребенок должен быть продуктом двух человек? Почему не трех или одного? Нужна ли здесь вообще причина?
Приблизительно двадцать лет назад маленькая группа влиятельных биологов изменила свое представление о поле.

Сначала они считали его логичным, неизбежным и разумным средством для воспроизводства, но внезапно пришли к заключению, что невозможно было объяснить, почему он не исчез совсем.

Секс, казалось, не имел вообще никакого смысла. С тех пор вопрос о назначении секса был открытым, и его назвали королевой эволюционных проблем.

Но туманно, сквозь неразбериху, вырисовался замечательный ответ.

Чтобы понять его, требуется, чтобы Вы вошли в зеркальный мир, где ничто не является тем, чем кажется.

Суть секса не в размножении, суть пола не в самцах и самках, суть ухаживаний не в уговорах, суть моды не в красоте, а суть любви не в привязанности.

За каждой банальностью и клише скрывается ирония, цинизм и глубина.

В 1858 году, когда Чарльз Дарвин и Альфред Рассел Уоллес впервые правдоподобно объяснили механизм эволюции, викторианский брэнд оптимизма, называемый "прогресс", был в самом своем расцвете.

Неудивительно, что это тотчас же было истолковано, что Дарвин и Уоллес оказывают помощь богу прогресса.

Внезапная популярность эволюции (а она была популярна) была очень обязана тому факту, что ее ошибочно приняли за теорию устойчивого продвижения от амебы до человека, лестницы самоусовершенствования.

В преддверии конца второго тысячелетия человечество настроено по-разному.

Как нам кажется, прогресс едва смягчает последствия перенаселенности, парникового эффекта и истощения ресурсов.

Как бы быстро мы ни бежали, мы, похоже, нисколько не продвигаемся. Сделала ли промышленная революция среднестатистического жителя мира здоровее, богаче и мудрее? Если он немец, да.

Если бангладешец -- нет.

Странно (или, философы заставили бы нас верить, что предсказуемо), эволюционная наука готова соответствовать настроению.

В эволюционной науке модно теперь осмеивать прогресс; эволюция -- это "бегущая дорожка", а не лестница.

БЕРЕМЕННЫЕ ДЕВСТВЕННИЦЫ
Для людей секс -- единственный способ иметь детей, и это, вполне очевидно, является его целью.

Лишь в последней половине девятнадцатого столетия каждый увидел в этом проблему.

Проблема состояла в том, что другие всевозможные способы воспроизведения казались лучше

Микроскопические животные разделяются надвое.

Ивняк растет из побегов.

Одуванчики производят семена, которые являются его же клонами.

Девственная тля рождает девственную молодь, которая уже беременна другими девственницами.

Август Вейсман это ясно сознавал в 1889.

"Значение амфимиксиса [полового размножения],-- писал он, -- "не может заключаться в обеспечивании размножения, поскольку оно может выполняться без полового воспроизводства самыми разнообразными способами -- разделением организма надвое или больше, почкованием и даже производством одноклеточных зародышей."'

Вайсманн начал великую традицию.

С того дня поныне, эволюционисты периодически объявляли, что половое размножение является "проблемой", роскошью, которая не должна существовать.

Есть история о давнем собрании Королевского общества в Лондоне, посещенного королем, на котором началость серьезное обсуждение, почему резервуар с водою весил одинаково, как с серебряным карасем внутри, так и без него.

Все виды объяснений были предложены и отклонены.

Дебаты стали довольно горячими.

Тогда король внезапно сказал, "я сомневаюсь относительно Вашей предпосылки.

Он послал за резервуаром с водой и рыбой и взвесил: был проведен эксперимент.

Резервуар был помещен на весы, и была добавлена рыба; вес резервуара увеличился точно на вес рыбы. Разумеется.

Рассказ, конечно, сомнителен, и несправедливо считать, что ученые, которых вы встретите на этих страницах, такие идиоты, чтобы предположить, что проблема существует, когда ее нет.

Но есть маленькое подобие.

Когда группа ученых неожиданно сообщила, что они не могут объяснить, почему существовало половое размножение, и нашли существующие объяснения неудовлетворительными, другие ученые посчитали эту интеллектуальную щепетильность абсурдной.

Половое размножение существует, указали они; оно должно предоставлять какое-то преимущество.

Подобно инженерам, говорящим шмелям, что они не могут летать, биологи говорили животным и растениям, что им было бы лучше размножаться бесполо.

"Недостаток этого довода", -- написал Лайза Брукс из Брауновского университета, -- "в том, что многие организмы, размножающиеся половым способом, кажется, не подозревают об этом выводе."

В существующих теориях могло быть несколько дырок, сказали циники, но не ждите, что получите Нобелевскую премию за их заделывание.

Кроме того, почему у полового размножения должна быть цель? Возможно, это лишь эволюционная случайность, что размножение пошло этим путем, как вождение автомобиля по одной стороне дороги.

Тем не менее, многие живые организмы вообще не размножаются половым путем, или делают это только в одних поколениях, а в других нет. Девственная пра-правнучка тли в конце лета будет будет размножаться половым способом. Она спарится с самцом тли и заведет потомство, которое будет комбинацией родителей.

Зачем ей утруждать себя? Половое размножение удивительно упорствует для случайности. Дебаты не утихают.

Каждый год приносит множество новых объяснений, ряд новых исследований, экспериментов и моделирований.

Опросите ученых, занятых этим теперь, и практически все они сойдутся во мнении, что проблема была решена; но никто не сойдется в решении. Один настаивает на гипотезе A, другой на гипотезе B, третий на C, четвертый на всех вышеупомянутых.

Может ли быть иное объяснение? Я спросил Джона Мейнарда Смита, одного из первых, задавших вопрос "Зачем нужно половое размножение?," думает ли он все еще, что необходимо какое-то новое объяснение.

Нет

У нас есть ответы.

Мы не можем прийти по ним к согласию, вот в чем дело.

О ПОЛОВОМ РАЗМНОЖЕНИИ И СВОБОДНОЙ ТОРГОВЛЕ
Прежде чем продолжить, необходим краткий словарик генетических терминов.

Гены -- это биохимические рецепты, написанные четырехбуквенным алфавитом, называемым ДНК, рецепты, как создать тело и как им управлять.

У здорового человека есть две копии каждого из 30 000 генов в каждой клетке его тела.

Полный комплект из 60 000 человеческих генов называют "геномом", и гены пребывают на двадцати трех парах лентоподобных объектов, названных "хромосомами". Когда мужчина оплодотворяет женщину, каждый из его сперматозоидов содержит одну копию каждого гена, всего 30 000, на двадцати трех хромосомах.

Они добавляются к 30 000 непарным генам на двадцати трех хромосомах в яйцеклетке женщины, чтобы создать полный человеческий эмбрион с 30 000 парами генов и двадцатью тремя парами хромосом.

Необходимы еще несколько технических терминов , а затем мы сможем отказаться от всего словаря профессиональной генетической лексики.

Первое слово -- "мейоз", который представляет собой просто процесс, с помощью которого самец выбирает гены, которые войдут в сперматозоид, или самка выбирает гены, которые войдут в яйцеклетку.

Мужчина может выбрать или 30 000 генов, которые он унаследовал от своего отца, или семидесят пять тысяч, которые он унаследовал от своей матери, или, более вероятно, их комбинацию.

Во время мейоза происходит нечто особое.

Каждая из 23 пар хромосом располагается рядом со своей парой.

Куски одного набора обмениваются с кусками другого в процедуре, названной "рекомбинацией".

Один полный набор, который будет сочетаться с набором от другого родителя, затем передается потомству - процедура, называемая "ауткроссинг".

Половой процесс -- это рекомбинация плюс ауткроссинг; такое смешивание генов -- принципиальная особенность.

В результате ребенок получает полную комбинацию генов от своих четырех бабушек и дедушек (благодаря рекомбинации) и генов своих двух родителей (благодаря ауткроссингу).

Рекомбинация и ауткроссинг являются основными процессами полового размножения.

Все остальное, что с этим связано -- половые различия, выбор партнера, предотвращение кровосмешения, многобрачие, любовь, ревность -- это способы более тщательно и эффективно выполнять рекомбинацию.

Встав на этот путь, половой процесс немедленно отделяется от размножения.

Всякий организм мог бы позаимствовать гены другого на любой стадии своей жизни.

Действительно, именно это бактерии и делают.

Они просто соединяются друг с другом как заправляющиеся горючим бомбардировщики, пропускают несколько генов через трубку и расходятся.

Размножением они занимаются позже, разделяясь пополам.

Таким образом, половой процесс приравнивается к генетическому смешиванию.

Противоречие возникает при попытках понять, чем хорошо генетическое смешивание.

Примерно в течение прошлого столетия традиционное мнение гласило, что генетическое смешивание хорошо для эволюции, потому что оно помогает создать разнообразие, из которого может выбирать естественный отбор.

Оно не изменяет гены -- даже Вестман, ничего не знавший о генах и неопределенно ссылавшийся на "иды", понял это -- но оно собирает вместе новые комбинации генов.

Половой процесс -- своего рода свободная торговля хорошими генетическими изобретениями, и поэтому он очень увеличивает возможность, что они распространятся на весь вид, и вид будет эволюционировать.

Вейсман назвал половое размножение "источником индивидуальной изменчивости, поставляющей материал для процесса естественного отбора".

Оно ускоряет эволюцию.

Грэм Белл, английский биолог, работающий в Монреале, назвал эту традиционную теорию гипотезой "Викарий из Брэя" в честь вымышленного церковника шестнадцатого столетия, быстро приспосабливающегося к преобладающим религиозным ветрам, переходя от протестантов к католикам при смене монарха.

Считается, что, подобно легко приспосабливающемуся священнику, животные, размножающиеся половым путем, быстро адаптируются к изменениям.

Теория "викария из Брэя" оставалась общепринятой в течение почти столетия; и она все еще сохраняется в учебниках биологии.

Точный момент, когда она была впервые подвергнута сомнению, трудно установить наверняка.

Сомнения существовали еще в 1920-х годах.

Лишь постепенно до сознания современных биологов дошло, что логика Вейсмана была в корне ущербна.

Она рассматривала эволюцию как некоторую обязанность, как будто виды существуют, чтобы эволюционировать -- словно эволюция была целью всего сущего.

Это, конечно, вздор.

Эволюция -- это то, что случается с организмами.

Это процесс, не имеющий направления, который иногда делает потомков животных более сложными, иногда более простыми, а иногда не изменяет их вовсе. Мы столь увязли в понятиях прогресса и самоусовершенствования, что признать это для нас необычайно трудно.

Но никто не сказал целаканту, рыбе, которая живет за Мадагаскаром и в точности похожа на своих предков 300 миллионов лет назад, что он, "не эволюционируя", нарушил какой-то закон.

Понятие, что эволюция просто не может происходить достаточно быстро, и его заключение, что целакант -- исключение, потому что он не стал человеком, легко опровергнуто.

Как отметил Дарвин, вмешательство человечества существенно ускорило эволюцию, выведя сотни пород собак от чихуахуа до сенбернаров, за эволюционно очень короткий период.

Один только данный факт свидетельствует, то эволюция происходила не настолько быстро, насколько это возможно.

Действительно, целакант -- вовсе не неудача, скорее он является успехом. Он остался таким как был -- проект, который сохраняется без нововведений, как фольксваген жук.

Эволюция не цель, а средство для решения проблемы.

Тем не менее, последователи Вейсмана, и особенно сэры Рональд Фишер и Герман Мёллер, смогли избежать теологической ловушки, утверждая, что эволюция была если не предопределена, то по крайней мере жизненно необходима.

Бесполые виды были в невыгодном положении и потерпели неудачу в конкуренции с видами, размножающимися половым способом.

Включая понятие гена в доказательство Вайсмана, книги Фишера в 1930 и Меллера в 1932 привели, по-видимому, неопровержимый довод в пользу преимущества полового размножения, и Меллер даже зашел так далеко, что объявил проблему несомненно решенной новой наукой генетикой.

У видов, размножающихся половым способом, все особи разделяли их недавно открытые гены; в бесополых -- нет.

Таким образом, виды, размножающиеся половым способом, были похожи на группы изобретателей, объединяющих свои возможности.

Если один человек изобрел паровой двигатель, а другой железную дорогу, то эти двое могли объединиться.

Бесполые вели себя как группы ревностных изобретателей, которые никогда не делились своими знаниями, поэтому паровые локомотивы использовались на шоссе, а лошади тянули телеги по железным дорогам.

В 1965 году Джеймс Кроу и Мотоо Кимура развили логику Фишера-Меллера, демонстрируя на математических моделях, как редкие мутации могли объединиться у видов, размножающихся половым способом, но не у бесполых.

Виду с половым способом размножения не нужно ждать двух редких явлений в одной и той же особи, он может объединить их от различных особей. Они сказали, что это дает этим видам преимущество перед бесполыми, пока они состоят хотя бы из тысячи особей.

Все было здорово.

Половое размножение объяснялось как поддержка эволюции, и современная математика добавляла новую точность.

Дело можно было считать закрытым.

ВЕЛИЧАЙШИЙ ПРОТИВНИК ЧЕЛОВЕЧЕСТВА -- ЭТО ЧЕЛОВЕЧЕСТВО
Так могло и оставаться, если бы не объемная и влиятельная публикация шотландского биолога

В. C. Винн-Эдвардса,

которая появилась за несколько лет до этого, в 1962.

Винн-Эдвардс оказал билологии огромную услугу, раскрыв гигантское заблуждение, систематически заражавшее самое сердце эволюционной теории со времен Дарвина.

Он раскрыл ложность заключения не для того, чтобы его уничтожить, а потому что полагал, что оно было верным и важным.

Но сделав это, он впервые выразил его совершенно ясно.

Заблуждение сохраняется в разговорах непрофессионалов об эволюции.

Мы беспечно говорим друг другу об эволюции как о вопросе "выживания видов".

Мы имеем в виду, что виды
конкурируют друг с другом, что дарвиновская "борьба за существование" разворачивается между динозаврами и млекопитающими, или между кроликами и лисами, или между людьми и неандертальцами.

Мы заимствуем образы государств и футбольных команд. Германия против Франции, хозяева поля против своих соперников.

У Чарльза Дарвина также иногда проскальзывала такая точка зрения. Даже подзаголовок "Происхождения видов" ссылается на "сохранение благоприятствуемых пород".

Он, главным образом, сосредоточивался на особи, а не на видах.

Любое существо отличается от любого другого; некоторым легче выживать и процветать, чем другим, они оставляют больше потомков; если эти особенности наследственны, постепенное изменение неизбежно.

Идеи Дарвина позже были объединены с открытиями Грегора Менделя, который доказал, что наследственные черты передаются как отдельные наборы, которые впоследствии назвали генами, формируя теорию, способную объяснить, как новые мутации в генах распространялись на весь вид.

Но под этой теорией было похоронено неисследованное разделение понятий.

Когда наиболее приспособленные изо всех сил пытаются выжить, с кем они конкурируют? С другими представителями своего вида или с представителями других видов?
Газель в африканской саванне пытается не быть съеденной гепардами, но она также пытается опередить других газелей, когда нападает гепард.

Для газели, которая быстрее, чем другие газели, не имеет значения, быстрее ли она гепарда.

(Есть старая история о философе, который бежит, когда на него с его другом нападает медведь. "Это бесполезно, тебе ни за что не опередить медведя,"-- говорит логичный друг. "А я и не должен,"-- отвечает философ. "Я только должен опередить тебя." )

Подобным же образом психологи иногда задаются вопросом, почему люди обладают способностью выучить партию Гамлета или понять математический анализ, когда ни один из этих навыков не находил большого применения для человечества в первобытных условиях, где был сформирован его интеллект.

Эйнштейн, вероятно, был бы столь же беспомощен, как любой другой, в решении, как поймать шерстистого носорога. Николас Хамфри, Кембриджский психолог, был первым, кто ясно увидел решение этой загадки. Мы используем свои интеллекты, не чтобы решать практические проблемы, а чтобы обманывать друг друга. Обман людей, обнаружение обмана, понимание человеческих мотивов, управление людьми -- вот то, для чего используется интеллект.

Поэтому имеет значение не насколько Вы умны и хитры, а насколько Вы умнее и хитрее, чем другие люди.

Значение интеллекта безгранично.

Отбор в пределах вида всегда признается более важным, чем отбор между видами.

Сейчас это может казаться ложным разделением понятия.

В конце концов, лучшее, что может сделать отдельное животное для своего вида, это выжить и расплодиться.

Однако зачастую эти два императива будут входить в противоречие.

Представьте, что особь -- тигрица, на территорию которой недавно вторглась другая тигрица.

Приветствует ли она вторженку и обсуждает ли, как лучше всего они могут уживаться на территории, разделяя добычу? Нет, она борется с нею до смерти, которая с точки зрения вида бесполезна.

Или представьте, что особь -- орленок редкого вида, с беспокойством наблюдаемый защитниками природы в своем гнезде.

Орлята в гнезде часто убивают своих младших братьев и сестер.

Хорошо для особи, плохо для вида.

Во всем животном мире особи борются с особями, то ли тех же видов, то ли других.

И действительно, самый близкий конкурент, которого вероятнее всего встречает существо, является представителем его собственного вида.

Естественный отбор не прибегает к отбору генов, помогающих газелям выжить как виду, а затрагивает возможности особей -- поскольку такие гены будут уничтожены задолго до того, как они смогут показать свои преимущества.

Виды не борются с видами, как нации борются против других наций.

Винн-Эдвардс горячо полагал, что животные часто поступали в соответствии с интересами вида или, по крайней мере, группы, в которой они жили.

Например, он думал, что морские птицы предпочитали не размножаться, когда их количество было высоко, чтобы предотвратить слишком сильное давление на кормовую базу.

Результат книги Винн-Эдвардса состоял в том, что образовались две фракции: групповых селекционистов, утверждавших, что многое в поведении животных объяснялось интересами группы, а не особи, и индивидуальных селекционистов, утверждавших, что индивидуальные интересы всегда одерживали победу.

Доводы групповых селекционистов в сущности трогательны -- мы погружаемся в этику духа товарищества и милосердия.

Это также, казалось, объяснило альтруизм животных.

Пчелы умирают, когда жалят, пытаясь спасти улей; птицы предупреждают друг друга о хищниках или помогают накормить своих молодых родных братьев; даже люди готовы умерать в актах самоотверженного героизма, чтобы спасти жизни других.

Но, как мы увидим, внешность обманчива.

Альтруизм животных - миф.

Даже в самых захватывающих примерах самоотверженности оказывается, что животные служат эгоистичным интересам своих собственных генов -- иногда пренебрегая своими телами.

ПЕРЕОТКРЫТИЕ ОСОБИ
Если бы Вы посетили съезд эволюционных биологов где-нибудь в Америке, Вам могло бы посчастливиться заметить высокого, седобородого, улыбающиегося человека, имеющего поразительное сходство с Авраамом Линкольном, стоящего довольно скромно позади толпы.

Он, вероятно, будет окружен группой поклонников, ловящих каждое его слово, поскольку он -- человек немногословный.

По комнате пройдет шепот: "Джордж здесь."

Вы ощутите по реакции людей присутствие величия.

Человек, о котором идет речь -- Джордж Вильямс, бывший тихим, книжным профессором биологии в государственном университете Нью-Йорка в Стони-Бруке на Лонг-Айленде в течение большей части своей карьеры.

Он не провел никаких незабываемых экспериментов и не сделал потрясающего открытия.

Все же он -- основоположник переворота в эволюционной биологии, почти столь же коренного, как дарвиновский.

В 1966 году, раздраженный Винн-Эдвардсом и другими представителями группового отбора, он провел летний отпуск, сочиняя книгу о том, как, на его взгляд, работала эволюция.

Названная "Адаптация и естественный отбор", эта книга все еще возвышается над биологией как гималайский пик.

Она сделала для биологии столько, сколько Адам Смит сделал для экономики. Она объяснила, как коллективные действия могли проистекать из действий эгоистичных особей.

В книге Вильямс раскрыл логические недостатки группового отбора с неоспоримой простотой.

Некоторые эволюционисты, которые все время придерживались индивидуального отбора, такие как Рональд Фишер,

Дж. Б. С. Холдейн

и Сьюэл Райт получили поддержку.

Те, кто спутал вид и индивида, такие как Джулиан Хаксли, были заткнуты за пояс.

В течение нескольких лет после книги Вильямса Винн-Эдвардс был по сути опровергнут, и почти все биологи согласились, что ни у одного существа никогда не могла эволюционировать способность помогать своему виду за счет себя.

Только когда эти два интереса совпадают, оно будет действовать самоотверженно.

Это взбудоражило.

Сначала казалось, было очень жестоко и бессердечно прийти к такому заключению, особенно в десятилетие, когда экономисты условно праздновали открытие, что идеал помощи обществу мог убедить людей заплатить высокие налоги, чтобы поддержать государственные пособия.

Общество, сказали они, должно быть основано не на сдерживании жадности индивидов, а на обращении к их лучшим сторонам.

И здесь биологи пришли к совершенно противоположному заключению относительно животных, описывая суровый мир, в котором никакое животное никогда не жертвовало своими собственными устремлениями для нужд команды или группы. Крокодилы съели бы детенышей друг друга даже на грани исчезновения.

Все же это было не то, что сказал Вильямс.

Он очень хорошо знал, что отдельные животные часто сотрудничают, и что человеческое общество -- не безжалостный беспредел.

Но он также видел, что сотрудничество почти всегда было между близкими родственниками -- матерями и детьми, рабочими пчелами-сестрами -- или, что оно применялось там, где оно сразу или впоследствии приносит пользу индивиду.

Исключений действительно мало.

Ведь там, где эгоизм приносит более высокое вознаграждение, чем альтруизм, эгоистичные особи оставляют больше потомков, таким образом альтруисты неизбежно вымирают.

Но там, где альтруисты помогают своим родственникам, они помогают тем, кто разделяет с ними некоторые из генов, включая любые гены, заставляющие их быть альтруистами.

Так без какого-либо сознательного умысла со стороны индивидов, распространяются такие гены.

Но Вильямс понял, что было одно тревожное исключение к этой схеме: пол.

Традиционным объяснением пола, теорией "Викария из Брэя", был по существу групповой отбор.

Он требовал, чтобы индивид, размножаясь, альтруистично разделял свои гены с генами другого индивида, потому что, если бы он этого не делал, виды не вводили бы новшества и, несколько сотен тысяч лет спустя, были бы вытеснены другими видами, которые разделяли.

Виды с половым способом размножения, говорил он, были лучше обеспечены, чем бесполые.

Но действительно ли индивиды, размножающиеся половым способом, были лучше обеспечены, чем бесполые? Если нет, пол не мог быть объяснен "эгоистичной" школой мысли Вильямса.

Поэтому либо было что-то не так с эгоистичными теориями, и истинный альтруизм мог действительно появиться, либо традиционное объяснение пола было неправильным.

И чем больше Вильямс и его помощники искали, тем, казалось, меньше толку от полового размножения для индивида, в отличие от вида.

Майкл Гизелин из Калифорнийской Академии Наук в Сан-Франциско был в это время занят исследованием работ Дарвина, и был поражен собственным настаиванием Дарвина на главенстве борьбы между индивидами, а не борьбы между группами. Но Гизелин также начал думать о том, почему пол казался таким исключением из этого.

Он сформулировал следующий вопрос. Как мог ген полового размножения распространиться за счет бесполого гена? Предположим, что все представители вида были бесполыми, но однажды одна их пара изобрела половое размножение.

Какую выгоду оно принесло бы? И если бы оно не принесло выгоды, почему бы оно распространилось? И если бы оно не могло распространиться, почему было очень много видов, размножающихся половым спосоом? Гизелин не видел, как новые особи с половым размножением, возможно, могли оставить после себя больше потомства, чем старые бесполые.

На самом деле, они, несомненно, оставили бы меньше, потому что, в отличие от своих конкурентов, они должны напрасно тратить время, находя друг друга, и один из них, самец, не производит детенышей вообще.

Джон Maynard Смит, "генетик, ставший инженером", из Университета Сассекса в Англии, с проницательным и несколько игривым разумом, который был натренирован великим неодарвинистом

Дж.Б.С.Холдейном,

ответил на вопрос Гизелина, не решая его дилемму.

Он сказал, что ген полового размножения мог распространиться, только если он удваивал число потомства, которое мог иметь индивид, что казалось абсурдным.

Предположим, сказал он, подходя с другой стороны к мыслям Гизелина, что однажды животное вида, размножающегося половым способом, решает воздержаться от полового размножения и поместить все свои гены в свое собственное потомство, не получив ни одного от своего партнера.

Оно тогда передало бы вдвое больше генов следующему поколению, чем его конкуренты.

Конечно, оно было бы в огромном выигрыше.

Оно внесло бы вдвое больший вклад в следующее поколение, и скоро осталось бы единоличным обладателем генетической наследственности вида.

Представьте себе пещеру каменного века, населенную двумя мужчинами и двумя женщинами,

одна из которых девственница.

Однажды девственница "асексуально" рождает ребенка-девочку, которая является по существу ее двойняшкой.

(Она стала, на узкоспециальном языке, "партеногеном.")

Это могло случиться несколькими способами, например, благодаря процессу, названному "самооплодотворение", в котором яйцо, грубо говоря, оплодотворяется другим яйцом.

Пещерная женщина рождает другую дочь два года спустя, таким же образом.

Ее сестра, тем временем, рождает сына и дочь обычным способом.

В пещере теперь восемь человек.

Затем каждая из трех молодых девочек рождает по два ребенка и первое поколение умирает.

Теперь в пещере десять человек, но пять из них -- партеногены.

В двух поколениях ген партеногенеза распространился от одной четверти до половины популяции.

Невдолге исчезнут мужчины.

Вильямс называл это стоимостью мейоза, а Мейнард Смит называл стоимостью самцов.

Раздельнополые пещерные люди обречены просто потому, что половина из них -- мужчины, а мужчины не производят детей.

Действительно, мужчины иногда помогают поднимать детей, убивая шерстистых носорогов на обед или как-нибудь еще, но что на самом деле необъяснимо, почему мужчины вообще необходимы.

Предположим, что бесполая женщина рождала только тогда, когда они сперва вступали в сношение.

Опять же есть прецеденты.

Есть злаки, которые образуют семя только когда оплодотворены пыльцой близкородственного вида, но семя не наследует генов от пыльцы.

Это называется "псевдогамия"

В этом случае мужчины в пещере понятия не имели бы, что им было генетически отказано, и рассматривали бы полученых бесполо младенцев как своих собственных, помогая им мясом шерстистого носорога так же, как своим собственным детям.

Этот мысленный эксперимент иллюстрирует количественно огромное преимущество гена, который делает своего владельца бесполым.

Логика, такая как эта, заставила Мейнарда Смита, Гизелина и Вильямса задуматься, что должно быть компенсационным преимуществом полового размножения, при условии, что каждое млекопитающее и птица, большинство беспозвоночных животных, большинство растений и грибов, и многие протозоа размножаются половым способом.

Для тех, кто думает, что говорить о "стоимости пола" означает просто иллюстрировать, какими нелепо меркантильными мы стали, и для тех, кто отвергает всю логику этого довода как обманчивую, я предлагаю следующую задачу.

Объясните колибри -- не то, как они работают, а почему они существуют вообще.

Если бы не было затрат на половое размножение, то колибри бы не существовали.

Колибри едят нектар, который цветы производят, чтобы привлечь насекомых-опылителей и птиц.

Нектар -- бескорыстный подарок для колибри от растения в виде своего с трудом добытого сахара, подарок дается только потому, что колибри затем понесет пыльцу на другое растение.

Чтобы вступить в половые отношения с другим растением, первое растение должно подкупить носителья пыльцы с нектаром.

Поэтому нектар -- чистые, настоящие затраты, понесенные растением в его поисках полового партнера.

Если бы не было затрат на половое размножение, не было бы никаких колибри.

Вильямс склонялся к заключению, что, возможно, его логика была хороша, но для таких животных как мы практические проблемы были просто непреодолимы.

Другими словами, переход от того, чтобы размножаться половым способом, к тому, чтобы быть бесполым, действительно давал бы преимущества, но только его слишком трудно достигнуть.

Приблизительно в это время социобиологи начинали попадать в ловушку, будучи слишком легко очарованными доводами "адаптацоинистов" -- "сказками Киплинга", как их назвал Стивен Джей Гульд из Гарварда.

Иногда, указывал он, дело обстояло так, что они были обусловлены случайными причинами.

Собственный пример Гульда -- треугольное пространство между двумя арками собора под прямым углом, известеное как антревольт, которое не имеет никакой функции, но является просто побочным продуктом помещения купола на четырех арках.

Антревольты между арками на базилике Св. Марка в Венеции

появились там не потому, что кто-то захотел антревольты.

Они там потому, что не существует способа поместить две арки рядом друг с другом, не образовав посередине промежуток.

Человеческий подбородок может быть таким антревольтом; он не имеет никакой функции, но является неизбежным результатом наличия челюстей.

Аналогично факт, что кровь красная -- конечно, фотохимическая случайность, а не особенность дизайна.

Возможно, половое размножение было антревольтом, эволюционным пережитком тех времен, когда оно служило своей цели.

Например, подбородок или пальцы на ноге, или аппендикс уже давно не служат своей цели, но от них не так-то легко избавиться.

Все же этот довод в пользу полового размножения довольно неубедителен, потому что довольно много животных и растений отказались от него или используют его лишь иногда.

Возьмем обычный газон.

Трава в нем совсем не пользуется половым размножением -- кроме тех случаев, когда Вы забываете его подстричь, в результате чего на нем вырастают головки цветков.

А как же водные блохи? Многие поколения кряду водяные блохи бесполы. Все они самки, порождают других самок и совсем не спариваются.

Затем, по мере заполнения водоема водяными блохами, некоторые начинают порождать самцов, которые спариваются с другими самками, производя "зимние" яйца, что лежат на дне водоема и возрождаются, когда водоем затопляется снова.

Водяные блохи могут включить половое размножение и выключить его снова, что, кажется, доказывает, что у него есть некоторая прямая задача помимо содействия эволюции.

Оно стоит усилий, затраченных отдельной водяной блохой, использующей половое размножение по крайней мере в определенные сезоны.

Итак, мы остались с загадкой.

Половое размножение служит видам, но за счет индивидов.

Индивиды могли бы отказаться от полового размножения и быть быстро вытесненными своими конкурентами с половым способом размножения.

Но они не делают этого.

Половое размножение должно поэтому в некотором загадочном смысле, "быть выгодным" для индивида, так же как для вида.

Как?

ПРОВОКАЦИЯ НЕВЕЖЕСТВОМ
До середины 1970-ых дебаты, которые начал Вильямс, оставались загадочными и неясными. И противники казались довольно уверенными в своих попытках решить дилемму.

Но в середине 1970-ых две крайне важные книги изменили это навсегда, бросив вызов, который другие биологи не могли не принять.

Одна была книгой самого Вильямса, другая Мейнарда Смита.

"В эволюционной биологии под рукрй есть своего рода кризис," -- писал Вильямс мелодраматично.

Но тогда как книга Вильямса "Sex and
Evolution" была искусной сводкой нескольких возможных теорий пола -- попыткой разрядить кризис --книга Мейнарда Смита "The
Evolution of Sex" была совсем другой. Это было обсуждение отчаяния и сложности.

Снова и снова Мейнард Смит возвращался к огромной плате за половое размножение: двойному убытку -- у двух партеногенетических девственниц может быть вдвое больше детей, чем у одной женщины и одного мужчины. Снова и снова он объявлял это непреодолимым с помощью современных теорий.

"Боюсь, что читатель может найти эти модели иллюзорными и неудовлетворительными," -- писал он.

"Но это лучшее, что мы имеем."

И в отдельной работе: "Остается чувство, что упущена некоторая существенная особенность ситуации."

Настаивая, что проблема, несомненно, не была решена, книга Мейнарда Смита оказала электризующее воздействие. Это был необычно скромный и честный жест.

Попытки объяснить пол с тех пор множились как чувственные кролики. Они представляют необычное зрелище для научных обозревателей. Большую часть времени ученые шарят вслепую в бочке невежества, пытаясь найти факт или теорию или заметить систему там, где никто не замечал прежде.

Но это было несколько другое соревнование.

Факт -- половое размножение -- был хорошо известен.

Объяснить его -- чтобы дать половому размножению преимущество -- было недостаточно.

Предложенное объяснение должно было быть лучше, чем другие. Это похоже на газель, бегущую быстрее, чем другие газели, вместо того, чтобы бежать быстрее, чем гепарды.

Теорий пола пруд пруди, и большинство "правильны" в логическом смысле. Но какая самая правильная?
На последующих страницай Вы встретите три вида ученых.

Первый -- молекулярный биолог, бормочущий о ферментах и экзонуклеолитической деградации.

Он хочет узнать, что случается с ДНК, из которых состоят гены.

На его взгляд, половое размножение всецело посвящено репарации ДНК или подобной молекулярной инженерии.

Он не разбирается в уравнениях, но любит длинные слова, обычно изобретенные им самим и его коллегами. Второй -- генетик, любитель мутаций и последователь Менделя.

Он просто одержим описанием, что происходит с генами в ходе полового акта.

Он будет требовать экспериментов, таких как не допускание полового процесса у организмов в течение многих поколений, чтобы увидеть, что произойдет. Если Вы не остановите его, он начнет писать уравнения и говорить о "сцеплении дисбаланса". Третий -- эколог, мир паразитов и полиплоидии. Он любит сравнительное свидетельство: у какого вида есть половое размножение, а у какого нет. Он знает множество ненужных фактов об Арктике и тропиках.

Его суждения немного менее строги, чем других, его язык немного более колоритен. Его естественная среда обитания -- график, его деятельность -- компьютерное моделирование.

Каждый из этих образов отстаивает типичный образец объяснения пола.

Молекулярный биолог в основном говорит о том, почему половое размножение было изобретено, что не обязательно один и то же вопрос, что и чего сегодня достигло половое размножение, вопрос, который предпочитает рассматривать генетик.

Эколог, тем временем, задает немного другой вопрос: При каких обстоятельствах раздельнополость лучше, чем бесполость? Аналогом могла бы быть причина изобретения компьютеров.

Историк (как молекулярный биолог) будет настаивать, что они были изобретены, чтобы взламывать коды, используемые командирами немецких подводных лодок.

Но они не используются для этого сегодня.

Они используются, чтобы выполнять однообразные задачи эффективнее и быстрее, чем могут люди (ответ генетика).

Эколог интересуется тем, почему компьютеры заменили телефонистов, а не, скажем, поваров.

Все трое могут быть "правы" на разных уровнях.

ЭТАЛОННАЯ ТЕОРИЯ
Харрис Бернстайн - ведущий молекулярный биолог университета Аризоны.

Он утверждает, что половое размножение было создано для репарации генов.

Первый намеком на это было открытие, что мутантные дрозофилы, неспособные к "репарации" генов, неспособны также их "рекомбинировать".

Рекомбинация -- непременная процедура в половом процессе, смешивание генов яйцеклетки и спермы двух бабушек и дедушек.

Удалите генетическую репарацию, и пловой процесс тоже прекратится.

Бернстайн заметил, что инструменты, используемые клеткой для полового процесса -- одни и те же, что она использует для репарации генов.

Но он был не в силах убедить генетиков или экологов, что репарация -- больше, чем изначальная, давно отвергнутая цель использования полового механизма.

Генетики говорят, что механизм полового процесса действительно эволюционировал от механизма генной репарации, но это не одно и то же, что сказать, что половой процесс сегодня существует, чтобы восстанавливать гены.

В конце концов, человеческие ноги ведут происхождение от плавников рыб, но в настоящее время они предназначены для того, чтобы ходить, а не плавать.

Здесь необходим быстрый экскурс к молекулам.

ДНК, вещество генов -- это длинная, тонкая молекула, которая несет информацию в простом алфавите из четырех химических "оснований", как азбука Морзе с двумя видами точек и двумя видами тире.

Назовем эти основания "буквами": A, C, Г, и T.

Красота ДНК в том, что каждая буква комплементарна другой, что означает, что она предпочитает выстраиваться напротив той другой буквы.

Таким образом, А объединяется в пару с T и наоборот, C -- с Г и наоборот.

Это означает, что есть автоматический способ скопировать ДНК: продвигаясь вдоль нити молекулы, присоединяя другую из комплементарных букв.

Последовательность AAGTTC становится, на комплементарной нити, TTCAAG; скопируйте ее, и Вы снова вернете оригинальную последовательность.

Каждый ген обычно состоит из нити ДНК и ее комплементарной копии, тесно сплетенных в знаменитую двойную спираль.

Особые ферменты перемещаются вверх и вниз по нитям, и там, где они находят разрыв, восстанавливают ее, обращаясь к комплементарной нити.

ДНК непрерывно повреждается солнечным светом и химикатами.

Если бы не репаративные ферменты, она весьма быстро стала бы бессмысленной абракадаброй.

Но что происходит, когда повреждены обе нити в одном и том же месте? Это может быть обычным явлением, например, когда две нити сплавляются вместе, как пятно клея на закрытой застежке-молнии.

У репаративных ферментов нет никакого способа узнать, по чем восстанавливать ДНК. Им нужна матрица того, на что ген обычно был похож. Половой процесс ее предоставляет. Он вставляет копию того же самого гена от другого существа (ауткроссинг) или от другой хромосомы того же самого существа (рекомбинация).

Репарация может теперь обратиться к новой матрице.
Конечно, новая матрица также может быть повреждена в том же самом месте, но шансы на это малы.

Владелец магазина, суммируя список цен, удостоверивается, что сделал это правильно первый раз, просто повторяя операцию.

Его логика в том, что он вряд ли сделает одну и ту же ошибку дважды.

Теория репарации подтверждена некоторыми хорошими косвенными свидетельствами.

Например, если Вы подвергаете существо повреждающему воздействию ультрафиолетового света, оно обычно лучше живет, если способно к рекомбинации, чем если не способно, и оно живет еще лучше, если у него в клетках есть две хромосомы.

Если обнаруживается, что мутантная нить избегает рекомбинации, она оказывается особенно восприимчива к повреждению ультрафиолетовым светом. Кроме того, Бернстайн может объяснить детали, которые его противники не могут -- например, любопытный факт, что прежде, чем разделить свои пары хромосом надвое, чтобы создать яйцо, клетка удвоит их число, а затем избавится от полученных трех четвертей.

В теории репарации, она должна найти и преобразовать в "единую валюту" "ошибки, которые должны быть репарированы"

Тем не менее, теория репарации остается неадекватной задаче, которую она сама себе поставила. Она ничего не говорит об ауткроссинге.

Действительно, если бы половой процесс заключался в получении запасных копий генов, было бы лучше получить их от близких форм, а не искать неродственных членов вида. Бернстайн говорит, что ауткроссинг -- это способ замаскировать мутации, но он сводится не больше, чем к переформулированию причины, почему межродственное скрещивание -- это плохо; и половой процесс -- причина межродственного скрещивания, а не следствие.
Кроме того, каждый аргумент, что репарированные родители служат источником для рекомбинации, является просто аргументом за хранение резервных копий генов, и есть намного более простой способ сделать это, чем их обмен между хромосомами наугад.

Его называют "диплоидией". Яйцо или сперма "гаплоидны" -- в них одна копия каждого гена.

Бактерия или примитивное растение, например мох, точно такие же.

Но большинство растений и почти все животные диплоидны, что означает, что они имеют две копии каждого гена, по одной от каждого родителя. Некоторые существа, особенно растения, которые происходят от естественных гибридов или были отобраны человеком на большой размер, "полиплоидны".

Большинство гибридной пшеницы, например, является "гексаплоидной"; у нее шесть копий каждого гена. У ямса женские растения "октоплоидные" или гексаплоидные, мужские все "тетраплоидные" -- различие, делающее ямс бесплодным.

Даже некоторые разновидности радужной форели и домашних кур "триплоидны" -- плюс единственный попугай, обнаруженный несколько лет назад. Экологи начали подозревать, что полиплоидия у растений -- своего рода альтернатива половому размножению. На больших высотах и в высоких широтах многие растения, кажется, отказываются от полового размножения в пользу бесполой полиплоидии. Но, ссылаясь на экологов, мы опережаем события. Предметом рассмотрения является репарация генов. Если диплоидные существа позволяют себе небольшую рекомбинацию между хромосомами каждый раз при делени клеток, когда тело растет, существует множество возможностей для репарации. Но репарации не происходит. Диплоидные существа рекомбинируют свои гены только при заключительном особом делении, названном мейозом, который приводит к формированию яйца или спермы.

У Бернстайна на это есть ответ. Он говорит, что есть другой, более экономичный способ восстанавливать повреждения генов во время обычного деления клетки, который позволяет наиболее приспособленным клеткам выживать. Нет необходимости репарации на этой стадии, потому что неповрежденные клетки скоро опередят в росте поврежденные.

Только когда производятся зародышевые клетки, единственные, которые сталкиваются с миром, необходима проверка на наличие ошибок.

Вердикт относительно Бернстайна: бездоказательно.

Конечно инструменты полового размножения, кажется, происходят от инструментов репарации, и конечно, рекомбинация обеспечивает некоторую генную репарацию.

Но действительно ли это является целью полового размножения? Вероятно, нет.

КАМЕРЫ И ТРЕЩОТКИ
Генетики также одержимы поврежденной ДНК.

Но тогда как молекулярные биологи сконцентрированы на повреждениях, которые репарированы, генетики говорят о повреждениях, которые не могут быть репарированы.

Они называют их "мутациями".

Ученые обычно представляли себе мутации как редкие события.

Но в последние годы они постепенно поняли, сколько случается мутаций .

Они накапливались со скоростью приблизительно ста на геном за поколение у млекопитающих.

Таким образом, у Ваших детей в генах будет сто отличий от Вас и Вашего супруга в результате случайных ошибок копирования Вашими ферментами или в результате мутаций в Ваших яичниках или яичках, вызванных космическими лучами.

Из этих ста приблизительно девяносто девять не будут иметь значения: они будут так называемыми молчащими или нейтральными мутациями, которые не затрагивают смысл генов.

Может показаться, что это не много, учитывая, что у Вас семьдесят пять тысяч пар генов, и что многие из изменений будут крошечными и безвредными или случатся в молчащей ДНК между генами.

Но этого достаточно, чтобы привести к постоянному накоплению дефектов и, конечно, к постоянной скорости изобретения новых идей.

Полученные знания о мутациях говорят о том, что большинство из них -- дурные вести, и высокий процент убивает своих обладателей или наследников (рак начинается как одна или несколько мутаций), но что иногда среди плохих есть хорошая мутация, подлинное усовершенствование.

Мутация серповидно-клеточной анемии, например, может быть фатальной для тех, кто обладает двумя ее копиями, но все-таки мутация распространилась в некоторых местностях Африки, потому что она дает иммунитет от малярии.

Многие годы генетики сосредотачивались на хороших мутациях и рассматривали половое размножение как способ их распределения среди популяции, подобно "взаимному обогащению" хорошими идеями в университетах и промышленности. Так же, как технологии нужен "половой процесс", чтобы ввести новшества извне, так же животное или растение, которое полагается только на свои собственные изобретения, не будут спешить вводить новшества. Выход в том, чтобы выпросить, позаимствовать или украсть изобретения других животных и растений, завладеть их генами способом, которым компании копируют изобретения друг друга.

Растениеводы, пытающиеся объединить высокую продуктивность, короткие стебли и сопротивляемость болезням в растениях риса, действуют как промышленники с доступом ко многим различным изобретателям.

Селекционеры растений, размножающихся вегетативно, должны ожидать изобретений, чтобы медленно их накапливать в пределах одной и той же линии. Одна из причин, по которой шампиньон изменился совсем немного за те три столетия своего разведения -- что грибы бесполы, и поэтому никакое селекционное разведение не было возможно.

Самая очевидная причина заимствовать гены состоит в том, чтобы извлечь выгоду из изобретательности других, так же как из своей.

Половое размножение сводит вместе мутации, постоянно перегруппируя гены в новые комбинации, пока не будет получен удачный результат их взаимодействия.

Например, один предок жирафа, возможно, изобрел более длинную шею, в то время как другой изобрел более длинные ноги. Два изобретения вместе были лучше, чем любое одно.
Но этот аргумент путает следствие с причиной.

Его преимущества слишком отдаленны; они проявятся после нескольких поколений, за время которых любой бесполый конкурент давно вытеснит своих соперников с половым способом размножения.

Кроме того, если половое размножение будет способно свести вместе хорошие комбинации генов, то оно будет еще более способно их разрушить.

Одно, в чем Вы можете быть уверены в отношении существ, размножающихся половым способом -- что их потомство будет отличаться от них, как многие Цезари, Бурбоны и Плантагенеты обнаружили к своему разочарованию. Растениеводы оказывают большое предпочтение разновидностям пшеницы или кукурузы, обладающим мужской стерильностью и производящим семена бесполо, потому что они позволяют им быть уверенными, что их хорошие разновидности будут точно плодиться.

Половое размножение, почти по определению, разрушает комбинации генов.

Много шума у генетиков вызвало то, что половое размножение уменьшает "неравновесное сцепление". Они имеют в виду, что если бы не рекомбинация, связанные вместе гены -- такие как гены голубых глаз и светлых волос -- всегда были бы соединенными, и ни у кого никогда не было бы голубых глаз и каштановых волос, или светлых волос и карих глаз.

Благодаря половому размножению обнаруженое значение легендарного взаимодействия было утрачено снова. Половое размножение нарушает великую заповедь: "Если это не разорвано, не фиксируй это."

Половое размножение увеличивает степень случайности.

В конце 1980-ых было одно последнее возрождение интереса в теориям "хорошей" мутации. Марк Киркпатрик и Черил Дженкис заинтересовались не двумя отдельными изобретениями, а способностью изобрести одно и то же дважды.

Представьте, например, что голубые глаза удваивают плодовитость, так, что у людей голубыми глазами вдвое больше детей, чем у людей с карими.

И представьте, что сначала у всех глаза карие.

Первая мутация у человека с карими глазами к голубым глазам не будет иметь никакого эффекта, потому что голубые глаза -- рецессивный ген, и доминантный ген кареглазости на другой хромосоме человека замаскирует его. Только тогда, когда гены голубоглазости двух потомков первоначальной мутантной особи объединятся, будет заметна большая выгода от голубых глаз.

Только половое размножение позволяет особям скрещиваться, а генам встречаться.

Эта так называемая сегрегационная теория пола логична и бесспорна.

Это действительно одно из полезных следствий полового размножения.

К сожалению, эффект слишком слаб, чтобы быть главным объяснением распространенности полового размножения.

Математические модели показывают, что потребовалось бы пять тысяч поколений, чтобы оно сделало свое дело, и бесполые давно бы выиграли.

В последние годы генетики отвернулись от хороших мутаций и начали думать о плохих. Половое размножение, предполагают они, служит способом избавиться от плохих мутаций.

Эта идея также возникла в 1960-ых у Германа Мёллера, одного из отцов теории "викария из Брэя", кто провел большую часть своей карьеры в Университете Индианы, опубликовал свою первую научную работу о генах в 1911-м, и настоящий поток идей и экспериментов, продолжавшихся в последующие десятилетия.

В 1964-м у него было одно из его самых больших предвидений; оно стало известно как "трещотка Меллера", упрощенный пример которого таков. В резервуаре есть десять водяных блох, только одна из которых совсем без мутаций; у всех других есть один или несколько незначительных дефектов.

В среднем только пяти водяным блохам в каждом поколении удается расплодиться, прежде чем их съест рыба. У блохи без дефектов шанс расплодиться один к двум.

Так же, конечно, и у блохи с наибольшим количеством дефектов, но есть различие. Как только блоха без дефекта умирает, единственный путь для нее, чтобы быть воссозданной -- другая мутация, чтобы исправить мутацию в блохе с дефектом -- весьма маловероятная возможность.

Блоха с двумя дефектами может быть легко воссоздана благодаря единственной мутации у водяной блохи с одним дефектом где-нибудь среди ее генов.

Другими словами, случайная потеря определенных линий родства будет означать, что среднее число дефектов постепенно увеличивается.

Как трещотка легко поворачивается в одном направлении, но не может крутиться назад, так же генетические дефекты неизбежно накапливаются.

Для идеальной блохи единственный способ не допустить поворота трещотки -- размножаться половым способом и передать свои гены без дефекта другим блохам, прежде чем она умрет.

Трещотка Мёллера действует, если Вы используете фотокопировальное устройство, чтобы сделать копию копии копии документа.

С каждой удачной копией качество ухудшается.

Только если Вы сохраняете нетронутым оригинал, Вы можете восстановить чистовую копию.

Но представьте, что оригинал снабжен копиями в файле, и большинство копий сделано, когда оставались только единственными в файле.

Вы с такой же вероятностью отошлете оригинал, как и копию.

Как только оригинал утерян, лучшая копия, которую можно сделать, менее хороша, чем была прежде.

Но всегда можно сделать копию хуже, взяв наихудшую из имеющихся.

Грэм Белл из университета Макгилла открыл любопытную полемику, которая бушевала среди биологов на рубеже веков, о том, имеет ли половой процесс омолаживающий эффект.

Этих ранних биологов интриговало, почему популяция простейших, содержащаяся в резервуаре с достаточным количеством пищи, но которой не давали возможности размножаться половым способом, неизбежно постепенно теряла в энергичности, размере, и скорости (бесполого) воспроизводства.

Повторно проанализировав эксперименты, Белл нашел некоторые ясные примеры Меллеровской трещотки в действии.

Плохие мутации постепенно накопились у простейших, лишенных полового процесса.

Процесс был ускорен обыкновением этой группы простейших, инфузорий, содержать свои гены зародышевой линии в одном месте, а их копии для каждодневного использования -- в другом.

Метод воспроизводства копий поспешен и неточен, поэтому при этом дефекты накапливаются особенно быстро.

Первое, что делают существа во время полового процесса, это избавляются от своих копий и создают новые из оригиналов зародышевой линии.

Белл сравнивает это с производителем стульев, который копирует последний сделанный им стул, со всеми ошибками, и возвращается к своему оригинальному проекту лишь иногда.

Половой процесс поэтому действительно имеет омолаживающийся эффект. Он позволяет этим маленьким животным отбрасывать все накопленные ошибки, особенно быстрой бесполой трещотки, всякий раз при половом процессе.

Вывод Белла был любопытным.

Если популяция мала (меньше чем 10 миллиардов), или число генов у существа очень велико, трещотка оказывает серьезное влияние на ряд бесполых поколений.

Причина в том, что легче приобрести дефекты в меньшей популяции.

Поэтому такие существа с большими геномами и относительно меньшими популяциями (10 миллиардов -- это вдвое больше людей, чем есть на Земле) будет иметь неприятности достаточно быстро.

Но у тех, у кого немного генов и обширные популяции, все в порядке.

Белл считал, что использовать половое размножение -- это предпосылка для того, чтобы быть большим (и поэтому малочисленным), или наоборот, половой процесс не нужен, если оставаться маленьким.

Белл вычислил количество половых процессов -- или, скорее рекомбинаций -- необходимых, чтобы остановить трещотку; для меньших существ менее интенсивный половой процесс является необходимостью.

У водных блох половой процесс должен быть лишь однажды в каждые несколько поколений.

У людей он должен быть в каждом поколении. Кроме того, как предположил Джеймс Кроу из университета Висконсина в Мадисоне, трещотка Меллера может объяснить, почему почкование является относительно редким способом размножения, особенно среди животных.

Большинство бесполых видов все еще берут на себя труд выращивать свое потомство из единственной клетки (яйца).

Почему? Кроу предполагает, что причина в том, что дефекты, которые были бы фатальными в единственной клетке, могут быть легко перенесены в зародыш.

Если трещотка является проблемой только для крупных существ, почему у очень многих маленьких есть половое размножение? Кроме того, чтобы остановить трещотку нужны лишь редкие эпизоды полового размножения; не нужно, чтобы очень многие животные совсем отказались от бесполого размножения. Зная об этих трудностях, в 1982 году Алексей Кондрашов из Исследовательского компьютерного центра в Пашино, около Москвы, придумал теорию, в некотором роде обратную трещотке Меллера.

Он утверждал, что когда в бесполой популяции каждый раз существо умирает из-за мутации, она избавляется от этой мутации, но не больше.

В популяции с половым способом размножения некоторые из рожденных живых существ имеют много мутаций, а некоторые немного. Если животные со многими мутациями умирают, то половое размножение удерживает трещотку от обратного вращения, удаляя мутации. Так как большинство мутаций вредны, это дает половому размножению большое преимущество.

Но почему мутации удаляются таким образом, и большинство из них не исправляются лучшей корректурой? У Кондрашова есть остроумное объяснение, почему это имеет смысл. Стоимость создания совершенных механизмов исправления ошибок быстро возрастает, по мере того как становятся более совершенными; другими словами, это похоже на закон убывающей отдачи. Прямое допускание некоторых ошибок, но наличие полового процесса для их удаления может быть дешевле.
Мэтью Мезелсон, выдающийся молекулярный биолог, придумал другое объяснение, которое развивает идею Кондрашова. Мезелсон предполагает, что "обычные" мутации, которые изменяют одну букву на другую в генетическом коде, довольно безвредны, поскольку могут быть восстановлены, но вставки -- целые куски ДНК, подброшенные в середину генов -- не могут быть изменены обратно столь же легко. Эти "эгоистичные" вставки имеют свойство распространяться подобно инфекции, но половой процесс одолевает их, так как разделяет их среди определенных особей, чьи смерти удаляют их из популяции.
Кондрашов готов положиться на эмпирическую проверку своей идеи. Он говорит что, если скорость вредных мутаций оказывается больше, чем одна на особь за поколение, то он доволен, если она оказывается меньше, чем одна, то его идея испытывает затруднения. Фактические данные пока свидетельствуют, что частота вредных мутаций балансирует на грани. Она приблизительно составляет одну на особь за поколение у большинства существ. Но даже если она достаточно высока, все, что это доказывает, что половой процесс может играть роль в удалении мутаций. Это не говорит о том, почему половое размножение сохраняется.

Между тем, у теории есть недостатки. Она не в состоянии объяснить, как бактерии -- среди которых у некоторых видов изредка есть половогй процесс, а у других нет -- тем не менее страдают от мутаций в меньшей степени и делают меньше корректурных ошибок при копировании ДНК. Как выразился один из критиков Кондрашова, половой процесс -- "неуклюжий, странный инструмент, чтобы эволюционировать ради вспомогательной роли".
И теория Кондрашова страдает от того же самого недостатка, что и все теории генетической репарации и сама теория "викария из Брэя". Она работает также медленно.

Борющаяся против клона бесполых индивидов, популяция с половым размножением неизбежно должна быть доведена до исчезновения большей производительностью клона, если генетические недостатки клона не смогут вовремя проявиться.

Это гонка на время.

Насколько долгая? Кертис Ливли из университета Индианы вычислил, что для каждого десятикратного увеличения размера популяции, преимущества полового размножения дают еще шесть поколений, чтобы продемонстрировать его результаты, или пол потерпит поражение.

Если есть миллион особей, у пола есть сорок поколений, прежде чем он исчезнет; если миллиард -- он имеет восемьдесят.

Все же все теории генетической репарации требуют, чтобы тысячи поколений сделали свою работу.

Теория Кондрашова является, конечно, самой быстрой, но она, вероятно, не достаточно быстрая.

Все еще нет никакой чисто генетической теории, объясняющей пол, которая вызвала бы широкую поддержку.

Увеличивающееся число студентов, изучающих эволюцию, полагает, что решение большой загадки пола лежит в экологии, а не генетике.

:)

Внимание! Этот перевод, возможно, ещё не готов.
Его статус: перевод редактируется

Переведено на Нотабеноиде
http://notabenoid.org/book/19422/63791

Переводчики: cosinus, Hustler35, Anjelika9, vidordure