видов», представив публике свою версию эволюционной теории, где он утверждал, что наследственные изменения происходят случайно. Таким образом, теория Дарвина составила новый очаг жесткой оппозиции Ламарку. Но на этот раз не со стороны креационистов, а со стороны коллег-эволюционистов.
Ярый дарвинист немецкий биолог Август Вайсман отодвинул Ламарка еще глубже в тень забвения своей попыткой опровергнуть его теорию, согласно которой организмы эволюционируют путем адаптации. Вайсман скрестил мышей, предварительно купировав им хвосты, он утверждал, что, если теория Ламарка верна, их потомство должно быть тоже бесхвостым. Первое поколение мышей родилось с хвостами; Вайсман взял этих мышат, снова купировал им хвосты и снова скрестил. Он повторил эту процедуру с двадцатью одним поколением мышей, и за пять лет эксперимента не родилась ни одна бесхвостая мышь. Всякий, кто разводит доберманов-пинчеров, знает, что купирование хвостов и ушей не передается потомству, независимо от того, на протяжении скольких поколений мы проводим такую процедуру. Но это означает лишь то, что природа никогда не говорит: «Ладно, вы победили. Отныне никаких хвостов».
К несчастью для Ламарка и для всех нас, ученое сообщество приняло выводы Вайсмана, несмотря на то что они были научно необоснованными по нескольким причинам.
Вайсман не считал, что участвующим в его эксперименте мышам необходимы хвосты… но он не спрашивал у самих мышей, что они думают по этому поводу. Тем не менее эксперименты Вайсмана способствовали утверждению теории Дарвина и развенчали Ламарка, сделав его сначала посмешищем, а затем вообще стерев из общественного сознания.
Результатом изысканий Вайсмана стало то, что биологи начали отрицать влияние среды как на генетические мутации, так и на эволюционное развитие. Однако в свете недавних исследований в сфере эпигенетики и адаптивных мутаций взгляд Ламарка на эволюцию как на целенаправленный процесс представляется более оправданным, чем это виделось прежде. В то же время другие эксперименты демонстрируют, что эволюция также использует и фактор случайных генетических изменений — в полном соответствии с теорией Дарвина и неодарвинистов. Однако, как мы увидим ниже, эти случайные изменения всегда происходят в определенном контексте. В действительности каждый организм на нашей планете является частью сложного и целенаправленного процесса, ориентированного на поддержание равновесия в среде.
При жизни ни Ламарк, ни Дарвин не имели возможности подтвердить собственные теоретические взгляды на эволюцию и наследственность, поскольку тогда еще не было соответствующих технологий. То, что эволюция согласуется и с ламаркизмом, и с дарвинизмом (скоро мы поговорим об этом подробнее), доказали позднейшие поколения ученых.
Экспериментальная генетика как наука официально зародилась в 1910 году (столетие спустя после того, как Ламарк выдвинул свою теорию), когда Томас Хант Морган обнаружил, что мутировавшая белоглазая фруктовая мушка способна производить в популяции красноглазых мушек белоглазое потомство. В ходе своих исследований Морган установил, что управляющие чертами гены представляют собой обособленные элементы внутри хромосомы, а факторы среды (такие, как радиация или токсины) способны стимулировать генетические мутации. Морган пришел к выводу, что никакие из внешних воздействий не могут точно предопределять тот или иной конечный результат мутации. Позже более сложные исследования окончательно убедили ученых в том, что генетические изменения непредсказуемы, — в точности как и полагал Дарвин.
В 1943 году генетические исследования, произведенные Сальвадором Лурия и Максом Дельбрюком, вроде бы раз и навсегда доказали, что мутации представляют собой чисто случайные события. Сначала ученые вырастили в питательном бульоне колонию генетически идентичных бактерий. Затем они разделили бактерии на равные части и поместили в разные чашки Петри для культивирования. Чашек получилось много. В эти идентичные культуры были внедрены бактериофаги — вирусы, которые заражают и убивают бактерии. Большинство бактерий погибло, однако некоторые продемонстрировали достаточную сопротивляемость вирусу, выжили и сформировали новые колонии. Чтобы определить, случайны ли эти мутации или же они являются результатом целенаправленного клеточного ответа на угрозу среды, Лурия и Дельбрюк проверили, насколько различаются по численности колонии выживших бактерий в разных чашках Петри. Ученые рассудили так: если мутации обусловлены целенаправленной адаптивной реакцией на новые условия среды, тогда колонии выживших бактерий в каждой чашке должны быть примерно одинаковыми по численности. Если же мутации — результат случайных процессов, размеры колоний в разных чашках будут значительно различаться.
Эксперимент показал, что численность выживших колоний в разных чашках Петри значительно различается. Лурия и Дельбрюк сделали вывод, что мутации происходят случайным образом, независимо от стимулов среды, и бактерии, которым посчастливилось выжить, приобрели нужную мутацию по чистой случайности. В течение последующих 45 лет было проведено множество экспериментов, подтвердивших результаты Лурии и Дельбрюка. В результате в науке утвердилось мнение, что все мутации случайны, а не направлены на обеспечение конкретных задач выживания в той ситуации, с которой столкнулся организм.
Итак, основываясь на своих наблюдениях, биологи сделали, казалось бы, неопровержимый вывод: мутации совершенно непредсказуемы; они никоим образом не связаны с настоящими или будущими потребностями организма. А поскольку эволюция происходит исключительно путем мутаций, они заключили, что у такой случайной эволюции нет никакой цели. Этот вывод наилучшим образом вписывается в концепцию сугубо материальной Вселенной, проповедуемую научным материализмом. В общем, теория осознанного Творения отступила перед теорией генетической «игры в кости». Было решено, что человек — всего лишь очередной случайный турист, материализовавшийся в биосфере в результате беспорядочных наследственных процессов.
Однако в 1988 году всемирно признанный генетик Джон Кэйрнс оспорил это научное верование в случайную эволюцию. Результаты оригинальных исследований Кэйрнса (он тоже работал с бактериями) были опубликованы в престижном британском журнале Nature в статье под названием «Происхождение мутантов». Кэйрнс взял бактерии, у которых был поврежден ген, отвечающий за производство энзима лактазы, необходимого для усвоения лактозы — сахара, присутствующего в молоке. Затем он поместил эти бактерии в культуры, где единственным питательным веществом была лактоза. Неспособные усваивать эту пищу, бактерии не могли ни расти, ни размножаться, поэтому ожидалось, что их колонии в ходе эксперимента не возникнут. Однако, как ни странно, во многих культурах бактериальные колонии все же образовались.
Повторно исследовав бактерии, с которых начинался эксперимент, Кэйрнс обнаружил, что в исходном посевочном материале мутировавших форм не было. Следовательно, заключил ученый, мутация гена, отвечающего за выработку лактазы, произошла после помещения бактерий в новую среду, а не до этого. Но если Лурия и Дельбрюк использовали в своих экспериментах вирусы, которые убивали бактерии почти мгновенно, то в экспериментах Кэйрнса микроорганизмы гибли от голода медленно. Иными словами, поместив бактерии в стрессовую ситуацию, Кэйрнс дал им достаточно времени для активизации внутренних механизмов мутации, чтобы они попытались выжить.
В экспериментах Кэйрнса мутации, способствующие выживанию, выглядят как прямая реакция организма на неблагоприятные условия среды. Любопытно, что в ходе дальнейших исследований выяснилось: мутации затронули лишь те гены, которые отвечают за метаболизм лактозы. Кроме того, из пяти возможных механизмов мутации все голодающие бактерии реализовали мутацию одного и того же типа. Очевидно, что результаты этого эксперимента не подтверждают предположение о совершенно случайных мутациях и бесцельной эволюции!
Кэйрнс назвал открытый им механизм
