Закон про незворотність еволюції
Досліджуючи процес втрати, а потім зворотного виникнення зубів у сумчастої жаби Гюнтера, американські вчені заявили, що спростували один із основних законів еволюції. Згідно з ним, втрачена ознака не може знову відновитися. Однак чи це так насправді? Швидше за все, це твердження дещо передчасно.
Нещодавно американські біологи заявили про те, що дані їх дослідження спростували один із фундаментальних законів еволюції. Йдеться про закон незворотності еволюційних змін, який відоміший як закон Долло. Його сформулював у 1893 році бельгійський палеонтолог Луї Долло на основі аналізу великої кількості матеріалу, який включав як вимерлих тварин, так і їхніх нащадків. Авторське формулювання закону свідчить, що "організм не може повернутися, навіть частково, до колишнього стану, вже здійсненого серед його предків".
Простіше кажучи, якщо в процесі еволюції живі істоти втратили якусь ознаку або він трансформувався у щось нове (наприклад, лапи динозаврів у крила птахів), то у їхніх нащадків ця ознака наново в первозданному вигляді ніколи не виникне (тобто крила назад на лапи не перетворяться).
Згодом інший вчений, О. Абель, дав власне формулювання цього правила, на мій погляд, більш конкретне та зручне. У його виконанні закон незворотності став включати два пункти, перший з яких говорить, що "орган, редукований протягом історичного розвитку, ніколи не досягає знову свого колишнього рівня; цілком зниклий орган ніколи не відновлюється". Друге положення конкретизує перше, повідомляючи, що "якщо пристосування до нового способу життя (наприклад, при переході від ходіння до лазіння)супроводжується втратою органів, які мали велике функціональне значення при колишньому способі життя, то за нового повернення до старого способу життя ці органи ніколи не виникають знову; натомість створюється заміна іншими органами".
Саме ці нові формулювання закону про незворотність і стали загальновідомими — їх можна прочитати в будь-якому підручнику біології. Довгий час вчені не сумнівалися в тому, що винятків із закону Долло не буває і бути не може (хоча сам Долло стверджував, що це правило є презумпцією, тобто залишається вірним лише доти, доки не буде доведено протилежне). Однак нещодавно дослідники з нью-йоркського Університету Стоуні-Брук заявили про те, що їм вдалося довести те "зворотне", яке цілком здатне знищити універсальність цього закону.
Джон Вінс та його колеги, досліджуючи кумедних дерев'яних сумчастих жаб Гюнтера (Gastrotheca guentheri) раптом зацікавилися питанням, коли батьки цієї амфібії набули нижніх зубів. Справа в тому, що ця маленька істота є унікальною серед усіх жаб — вони мають зуби не лише на верхній щелепі, як решта жаб, а й на нижній. Обчислити це було важливо, оскільки жаби загалом втратили цей елемент давним-давно.
Сумчаста жаба Гюнтера, яка мешкає в лісах колумбійських, перуанських та еквадорських Анд, — істота досить примітна. Вона відноситься до групи сумчастих квакш (Gastrotheca), які відомі тим, що виношують запліднену ікру в особливій шкіряній кишені. Однак, на відміну від сумчастих ссавців на кшталт кенгуру, у цих амфібій рюкзачок знаходиться на спині, а не на череві.
Як і більшість інших жаб, Gastrotheca guentheri є хижаком, який харчується комахами. Власне кажучи, зуби їм потрібнівиключно для того, щоб утримувати видобуток, що виривається з пащі (через особливості будови щелепи жодна жаба не може жувати або кусати їжу). Проте всім жабам для утримання жертви достатньо лише ряду зубів на верхній щелепі, оскільки саме вона відіграє провідну роль у захопленні жертви.
А ось сумчаста квакша Гюнтера чомусь має ще й додатковий набір зубів на нижній щелепі. Довгий час вчені вважали це своєрідним атавізмом (цієї ж рисою мали і предки жаб). Однак доктор Вінс та його колеги, зіставивши дані, отримані при аналізі скам'янілостей та послідовностей ДНК, з'ясували, що ці жаби втратили зуби на нижній щелепі більше 230 мільйонів років тому, проте за останні 20 мільйонів років зуміли їх відновити.
"Втрата нижніх зубів у предків сучасних жаб та їх відновлення у G. guentheri - це дуже суттєвий аргумент на користь неоднозначної ідеї про те, що складні анатомічні ознаки, втрачені в процесі еволюції, можуть розвинутись знову, навіть якщо вони були відсутні протягом сотень мільйонів років ", - Каже доктор Вінс. Він також пояснює, що, мабуть, так звана "зворотна" еволюція (або рееволюція) - явище досить поширене, згадуючи про те, що останнім часом стало відомо кілька схожих фактів, таких, наприклад, як "відновлення": крил у деяких комах-палочників (чиї предки були безкрилими) або вільної личинкової стадії у ряду саламандр (походів від тварин, які її втратили).
Тож чи варто говорити про те, що американським біологам вдалося спростувати один із фундаментальних законів еволюції? Швидше за все, таку заяву поки що робити зарано. Справа в тому, що кількість палеонтологічного матеріалу, якаобробили Вінс та його колеги, дуже мало — менше десятка скам'янілостей. При такій вибірці складно стверджувати, що втрата зубів на нижній щелепі була властива всім предкам G. guentheri – можливо, вчені мали справу з мутантними особинами, які померли, не залишивши потомства?
Виходить, що йдеться лише про деяку мутацію, яка змінила роботу гена, не знищивши його повністю. Внаслідок цього на верхній щелепі зуби залишилися, а на нижній зникли. Після, зважаючи на все, відбулася так звана зворотна мутація (таке вкрай рідко, але все-таки буває), і ген запрацював по-старому. Такий механізм здається дослідникам найбільш ймовірним, проте якщо це так, то не можна говорити про те, що в даному випадку відбулася незворотна зміна. Незворотним було б, якби ген зник повністю.
Вже давно дані досліджень генетиків говорять про принципову оборотність спадкових змін (у всякому разі, точкових мутацій), хоча зворотні мутації і зазвичай йдуть зі значно меншою частотою, ніж звичайні. Відповідно, можливе поводження та еволюції окремих біохімічних ознак, хоча це жодною мірою не може розглядатися як звернення еволюційного процесу в цілому. І хоча вчені підкреслюють, що ймовірність таких звернень статистично незначна, вони не виключають того, що іноді вони можуть відбуватися.
Що стосується самого закону Долло, то, звичайно ж, слід мати на увазі, що його класичне формулювання відноситься до кінця XIX століття, коли про гени та їх роль в еволюції ще не було відомо. Тому тепер це правило слід розуміти трохи інакше - швидше, як "втрачені в ході еволюції гени не можуть з'явитися знову у нащадків". Тому не можна говорити про те, що дослідження Вінса та його колег спростували цей закон(Гени-то втрачені не були). Хоча сама по собі робота дуже цікава, оскільки про зворотні мутації досі відомо досить мало.
Читайте найцікавіше у рубриці"Наука та техніка"
Додайте "Правду.Ру" у свої джерелав Яндекс.Новини абоNews.Google
Також будемо раді вам у наших спільнотах уВКонтакті, Фейсбуці, Твіттері, Однокласниках, Google+.