Что нового мы узнаем об эволюции человека?
Колюшка — не человек. Что можно сказать об эволюции нашего вида? Со времен Дарвина представителей самых разных мировоззрений особенно интересовало то, каким образом общие законы биологии и эволюции действуют в случае одного конкретного вида — Homo sapiens, человека разумного.
Исследование генома неизбежно приводит к заключению, что люди и другие живые существа Земли произошли от общего предка. Некоторая статистика, подтверждающая это, приведена в таблице 5.1, отражающей степень сходства между геномами различных животных и нашим собственным. Само по себе это, конечно, не доказывает существования общего предка; с точки зрения креационистов причиной сходства может быть, например, повторное использование Богом удачных принципов творения. Тем не менее, как будет показано дальше (частично мы об этом уже говорили, обсуждая «молчащие» мутации в кодирующих последовательностях ДНК), факты, выясняющиеся при детальном изучении генома, говорят о несостоятельности этого объяснения для всех живых организмов, не исключая и людей.
В качестве первого примера попробуем сравнить геномы человека и мыши — оба они исследованы с высокой степенью достоверности и имеют приблизительно одинаковый полный размер, а также весьма сходный состав генов, кодирующих белки. При рассмотрении деталей обнаруживаются и другие несомненные признаки того, что мы произошли от общего предка. Например, в хромосомах человека и мыши есть довольно длинные фрагменты ДНК с одинаковым порядком расположения генов. Так, если в геноме человека следуют друг за другом гены А, В и С, то с большой вероятностью их аналоги в геноме мыши идут в том же порядке, хотя промежутки между ними могут несколько отличаться (см. рис. 5.2). В определенных случаях эта корреляция охватывает участки значительной протяженности: например, практически у всех генов, локализованных в 17-й хромосоме человека, есть аналоги в 11-й хромосоме мыши. Кто-то, наверное, мог бы возразить, что порядок генов критически важен для правильного выполнения ими своей функции и именно поэтому Творец использовал его многократно, но из данных современной молекулярной биологии не следует необходимость в применении этого ограничения на столь длинных участках.
Рис. 5.2. Порядок генов в хромосоме у мыши и человека часто совпадает, хотя промежутки между ними могут несколько различаться. Так, если три гена А, В и С у человека следуют друг за другом, их аналоги у мыши с большой вероятностью расположены в том же порядке. Что же касается промежутков, то теперь, имея перед глазами полную расшифровку геномов и человека, и мыши, между генами можно выявить остатки целого ряда так называемых мобильных генов — фрагментов, которые были способны (и сейчас до некоторой степени способны) внедряться в произвольные места генома. Среди этих генов есть претерпевшие множество мутаций, а значит, очень старые — древние повторяющиеся элементы (ancientrepetitiveelements, ARE). Интересно, что в геномах человека и мыши такие элементы часто обнаруживаются в сходных позициях (как в данном примере, где AREв обоих случаях находится между генами А и В). Особый интерес представляют усеченные ARE, подобные представленному в примере между генами В и С. Элемент был обрезан по определенному месту в момент внедрения, потеряв, таким образом, часть кода и, как следствие, всю функциональность. Одинаково усеченные AREв аналогичной позиции в геномах человека и мыши появились в результате внедрения мобильного гена, которое должно было произойти в организме общего предка двух видов.
Еще более убедительное доказательство существования общего предка дает нам исследование фрагментов кода, называемых древними повторяющимися элементами (ancient repetitive elements, ARE). Они появляются в результате внедрения так называемых мобильных генов, способных к самокопированию и встраиванию копий в произвольные места генома — обычно без последствий для организма. Хромосомы млекопитающих содержат огромное количество таких «генетических обломков» — например, геном человека состоит из них примерно на 45%. При сопоставлении участков ДНК, ограниченных соответствующими друг другу и идущими в одипаковом порядке генами, как правило, можно обнаружить и аналогичные ARE", расположенные в геномах человека и мыши примерно в одних и тех же местах (рис. 5.2).
Некоторые из них присутствуют только в одном из двух геномов (а в другом, по-видимому, утрачены), но многие есть в обоих, причем их позиция указывает на то, что встраивание, вероятнее всего, произошло в геноме общего предка млекопитающих и передалось его потомкам. Конечно, кто-то может возразить, что мы лишь по невежеству относим эти элементы к «мусорной» ДНК, а на самом деле они исполняют некую функцию и у Творца были причины поместить их именно там, где мы их находим. И действительно, небольшая часть ARE играет важную роль, выступая в качестве регуляторов. Но это объяснение не очень правдоподобно, поскольку мобильные гены часто повреждаются при перемещении. По геномам мыши и человека разбросана масса ARE, усеченных в момент внедрения и утративших вследствие этого способность к какому бы то ни было функционированию. Во многих случаях «обезглавленные» и полностью мертвые ARE обнаруживаются в соответствующих друг другу позициях геномов человека и мыши (рис. 5.2).
Рис.5.3. Наборы хромосом (кариотипы) человека и шимпанзе. Обратите внимание на их явное сходство (количество, размер) и на важное отличие: человеческая хромосома 2 выглядит как результат склеивания «голова к голове» двух среднего размера хромосом шимпанзе (помеченных здесь как 2А и 2В).
Если не предполагать, что Бог специально разместил эти усеченные ARE так, чтобы сбить нас с толку и ввести в заблуждение, мы практически неизбежно приходим к выводу о существовании у человека и мыши общего предка. Таким образом, результаты исследования генома самым серьезным образом осложняют отстаивание идеи о сотворении всех видов «из ничего». Мы занимаем вполне определенное место в филогенетическом дереве, об этом свидетельствуют результаты сравнения человека с ближайшим из ныне живущих родственников шимпанзе. Геном шимпанзе сейчас расшифрован, на уровне ДНК он совпадает с нашим на 96%. Строение хромосом людей и шимпанзе также обнаруживает значительное сходство. Хромосомы, в которых упакована ДНК, видны в оптический микроскоп во время деления клетки; каждая из них содержит сотни генов. На рис. 5.3 представлено сравнение хромосом человека и шимпанзе. У человека 23 пары хромосом, а у шимпанзе — 24. Это отличие, по-видимому, возникло в результате слияния 2-х хромосом-предшественников, из которых образовалась 2-я хромосома человека. То, что произошло именно слияние у человека, подтверждается данными о строении хромосом гориллы и орангутанга: у обоих этих видов по 24 пары хромосом, очень сходных с хромосомами шимпанзе. После того как стала известна точная последовательность ДНК в геноме человека, появилась возможность подробно изучить место слияния, которое находится в длинном плече 2-й хромосомы. Анализ показал массу интересного — чтобы не вдаваться в технические подробности, скажу лишь, что последовательность нуклеиновых оснований на данном участке соответствует последовательностям на концах хромосом всех остальных приматов. В других местах эти фрагменты кода, как правило, не встречаются, но они есть ровно там, где и должны находиться согласно теории эволюции, — в середине нашей объединенной второй хромосомы. Слияние, произошедшее в ходе развития нашего вида, оставило в точке сращивания отпечаток в виде ДНК. Этот факт крайне сложно истолковать, не предположив происхождение от общего предка. Еще один аргумент в пользу того, что у шимпанзе и людей был общий предок, вытекает из наблюдений над так называемыми псевдогенами — фрагментами ДНК, которые обладают почти всеми характеристиками нормальных генов, но из-за одного или нескольких сбоев не считываются и не транслируются в белок, так что содержащаяся в них информация остается неиспользованной. При сравнении человека и шимпанзе иногда обнаруживаются гены, которые у одного вида вполне функциональны, а у другого испорчены мутациями. Так, человеческий ген, отвечающий за выработку каспазы-12, полностью выведен из строя несколькими повреждениями, в то время как находящийся в соответствующей позиции ген шимпанзе отлично функционирует — как и аналогичные гены чуть ли не всех млекопитающих, включая мышей. Если бы Бог творил людей отдельно от других живых существ, стал ли бы Он специально заботиться о том, чтобы поместить именно в данной позиции заведомо испорченный ген?
Сейчас начинают получать объяснение и некоторые особенности человека, которые носят более технический характер и, возможно, сыграли решающую роль в формировании нашего вида. Один из примеров — ген, отвечающий за белок MYH16 в составе жевательных мышц. У человека он выродился в псевдоген, а у других приматов по-прежнему играет важную роль, обеспечивая силу челюстей. Разумно предположить, что инактивация этого гена привела к уменьшению массы жевательных мышц человека. В результате челюсти у нас слабее, чем у большинства обезьян. Л поскольку жевательные мышцы прикрепляются к черепу, их относительная недоразвитость, возможно, парадоксальным образом помогла росту нашего черепа вверх, так что в нем поместился мозг большего размера. Это, конечно, чисто умозрительное рассуждение, и увеличение коры головного мозга, которое заведомо важнее, с необходимостью должно быть связано с рядом других генетических изменений.
Приведу еще один пример. Недавно большой интерес привлек ген FOXP2, по-видимому, связанный с речевыми способностями. История его открытия началась с выявления одной английской семьи, у членов которой на протяжении трех поколений наблюдались расстройства речи. Они испытывали трудности с обработкой слов согласно правилам грамматики, с пониманием предложений, имеющих сложную синтаксическую структуру, с артикуляцией некоторых звуков.
Генетическое обследование показало, что у людей, страдающих данным расстройством, повреждена одна буква кода в гене FOXP2, находящемся в 7-й хромосоме. Это было поразительно: небольшое изменение одного-единственного гена вызывало серьезные нарушения речи без каких бы то ни было других заметных последствий.
Удивление еще более возросло, когда обнаружилось, что ген FOXP2 есть практически у всех млекопитающих, причем очень стабилен. Самое яркое исключение — человек, у которого кодирующий сегмент данного гена имеет два существенных отличия; вызвавшие их мутации, по-видимому, произошли около 100 000 лет назад. Соответственно, была выдвинута гипотеза о связи этих мутаций с появлением у людей естественного языка.
В этом месте безбожники-материалисты, наверное, обрадуются. Если люди появились строго в результате мутаций и естественного отбора, кому нужно привлекать к объяснению еще и Бога? На это я отвечу: мне. Как ни интересно сравнение геномов, оно не отвечает на вопрос, что такое быть человеком. На мой взгляд, у людей есть некоторые особенности, о которых нам никогда не сможет рассказать одна лишь последовательность ДНК, сколько бы мы ни собрали информации о биологических функциях. Я говорю о Нравственном законе и поиске Бога. Если Бог не творил животных и человека по отдельности, это не значит, что не Он — источник свойств, отличающих людей, и не Ему обязана своим существованием Вселенная. Учение об эволюции лишь проливает свет на методы, которыми Он действует.
Эволюция: теория или факт?
Рассмотренные здесь открытия, сделанные на основе изучения геномов, — наряду с другими, описание которых заняло бы сотню книг размером с эту, — обеспечили теории эволюции своего рода «поддержку на молекулярном уровне». Теперь практически все активно работающие биологи убеждены в бесспорной правильности дарвиновской модели наследственности, изменчивости и естественного отбора. В действительности почти невозможно представить себе, чтобы генетик, ведя исследования, подобные моим, мог систематизировать получаемые им данные геномов без теории Дарвина. Повторяя слова одного из ведущих биологов XX в. (и православного христианина) Феодосия Добржанского, «ничто в биологии не имеет смысла иначе как в свете эволюции».
Однако вот уже 150 лет теория эволюции не дает покоя религиозному сообществу, и недовольство по ее поводу, насколько можно судить, не ослабевает. Все же я бы советовал верующим внимательно ознакомиться с научными данными, подтверждающими родство всех живых существ, включая и нас с вами. Доказательства настолько неоспоримы, что упорное нежелание американцев принять их выглядит более чем странно. Может быть, проблема отчасти заключается просто в неверном понимании слова «теория». Критики любят подчеркивать, что эволюция — «только теория»; эти заявления озадачивают работающих ученых, привыкших к другому значению слова. В моем толковом словаре Funk & Wagnalls дается два определения «теории»: (1) умозрительная или предположительная картина чего-либо; (2) фундаментальные принципы, лежащие в основе какой-либо науки, искусства и т. п. Например: теория музыки, теория уравнений.
Говоря о теории эволюции, ученые имеют в виду второе значение — то же, что в словосочетаниях «теория гравитации» или «теория микробной природы инфекционных заболеваний». В таком контексте слово «теория» не.подразумевает неуверенности; чтобы передать соответствующий смысл, ученый скажет «гипотеза». Однако в повседневной бытовой речи американцев слово «теория» употребляется более небрежно, что и отражено в первом определении Funk & Wagnalls. Например: «у меня теория, что Билл без ума от Мэри», или «у Линды теория, что это дело рук дворецкого». Как жаль, что наш язык недостаточно тонко различает здесь значения, — ведь смысловая путаница усугубляет взаимное непонимание между сторонниками научной и религиозной точек зрения в споре о родстве между живыми существами.
Итак, если эволюция реальна, есть ли в мире место для Бога? Артур Пи-кок, знаменитый английский молекулярный биолог, впоследствии ставший англиканским священником, недавно опубликовал книгу, озаглавленную «Эволюция: замаскировавшийся друг веры?». Название интересно тем, что подразумевает возможность сближения, но не будет ли это женитьба под дулом пистолета, соединение несовместимых мировоззрений? Или, последовательно изложив, с одной стороны, доводы в пользу существования Бога, а с другой — научные данные о происхождении Вселенной и жизни на нашей планете, мы все же сумеем найти их гармоничный синтез?
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
Вера в науку, вера в Бога