Расы и народы. Ген, мутация и эволюция человека - Азимов Айзек (полная версия книги .TXT) 📗
По подобным же причинам видоизмененный ген почти наверняка будет исполнять свою функцию хуже, чем нормальный ген. Возможно, он не будет в состоянии исполнить свою функцию вообще. Тогда большинство мутаций — изменения к худшему.
Нет никакого способа предсказать точно, когда произойдет мутация или каковы будут ее последствия. Генетики должны изучить мутации, причины их возникновения и их результаты. Один из методов, который они могли бы применить (по крайней мере, когда они имеют дело с растениями, животными и бактериями), состоит в искусственном увеличении числа мутаций. Таким образом, они получают больше случаев, с которыми можно работать и из которых можно выбирать.
Самый легкий способ увеличить число мутаций состоит в том, чтобы подвергнуть подопытные существа некоторым видам радиации, например рентгеновскому облучению. Рентгеновское облучение бомбардирует гены и иногда дестабилизирует атомы в их пределах. Это изменяет химическую природу генов. Ген видоизменяется и ведет к появлению копий видоизмененных генов в течение самовоспроизводства.
Этот эффект демонстрирует одну из серьезных опасностей, которые несут в себе атомные и водородные бомбы, возможно и самую серьезную опасность. Всякий раз, когда взрывается такая бомба, формируется большое количество гамма-лучей, разносимых атмосферой во всех направлениях. Гамма-лучи еще в большей степени способствуют возникновению мутаций, чем рентгеновские. Люди, находящиеся достаточно далеко от взрыва, чтобы пережить высокую температуру и взрыв, все же могут попадать под очень сильное гамма-излучение (которое является невидимым и вообще человеком никак не воспринимается), что представляет большую опасность. Гамма-лучи могут вызвать достаточно много химических изменений в генной и в других системах организма — нарушить нормальную работу органов и тем самым убить человека за несколько дней, недель или месяцев в зависимости от полученной им дозы облучения.
Кроме того, продукты химической реакции в результате атомных взрывов циркулируют через атмосферу и океаны и производят маленькие, но устойчивые количества гамма-лучей и другие виды радиации. Их недостаточно, чтобы сразу кого-нибудь убить, но они могут увеличить число мутаций у людей. Так как большинство мутаций — изменение к худшему, это может ослабить здоровье всего человечества независимо от того, где взрываются атомные бомбы.
Но если мутации происходят всегда, почему же человечество до сих пор не вымерло?
Мы должны учесть, что видоизмененные гены не существуют так же долго, как гены нормальные. Человек с гемофилией, например, может умереть в результате какой-нибудь маленькой раны. Гораздо более вероятно, что он умрет более молодым, чем человек с нормальной кровью. Он вряд ли будет жить достаточно долго, чтобы жениться и завести детей. То есть, таким образом, будет меньше шансов на передачу гена гемофилии, чем нормального гена. Ген гемофилии имеет меньше ценности для выживания.
То же самое может быть сказано и о других видоизмененных генах. У альбиносов больше проблем с солнцем, и у них слабые глаза. Люди, унаследовавшие видоизмененные гены, которые заканчиваются химическими нарушениями в органах, не в состоянии эффективно усваивать пищу; они быстро умирают, если не получают специального ухода, и имеют меньше детей.
В естественных условиях число ухудшающих состояние организма мутаций остается незначительным. Видоизмененные гены вымирают с той скоростью, с которой они производятся. В нашем цивилизованном обществе, однако, ухудшающие состояние организма мутации могут накапливаться как результат эффективного медицинского обслуживания. Они могут также быстрее накапливаться в результате атомных взрывов. Некоторые генетики весьма обеспокоены за будущее человека из-за этих тревожных обстоятельств.
Изредка, однако, мутации могут принести пользу организму. Они могут помочь организму жить дольше или более эффективно в конкретной окружающей среде, в которой эти мутации происходят. Вы можете представить себе, например, что любая мутация, которая позволит кролику быстрее бегать, поможет этому кролику убегать от врагов. С такой мутацией он имел бы лучший шанс на выживание, чем другие кролики без этой мутации. Он имел бы больше времени, чтобы произвести большее, чем обычно, потомство. Некоторые из его потомков обладали бы этим геном «дополнительной скорости» и жили бы дольше и произвели бы больше потомства. Через некоторое время новые видоизмененные кролики полностью заменили бы старый тип.
То же самое случилось бы, если бы видоизмененный ген заставил бы льва иметь более сильные мускулы или собаку — иметь более тонкое обоняние.
Мутация может быть выгодна при одном стечении обстоятельств и невыгодна при другом. Посмотрим на предков человека, которые существовали десятки тысяч лет назад. Мы не имеем никакого способа точно узнать о цвете кожи этих предков. Предположим, что их кожа имела промежуточный цвет, была не очень темной и не очень светлой.
Теперь допустим, что мутация изменила гены цвета кожи таким образом, что сформировалось увеличенное количество меланина. Цвет кожи таких видоизмененных индивидуумов был бы очень темным. Если бы мутация имела место в тропических странах, подобных Африке, Индии или Восточной Индии, такие темные видоизмененные индивидуумы были бы способны лучше противостоять палящему солнцу. Их пигментация кожи защитила бы их. Они могли бы работать более эффективно и иметь больше возможности заводить и растить детей. «Чернокожая» мутация распространилась бы и, наконец, завоевала бы популяцию.
Предположим, напротив, что мутация заставила гены цвета кожи формировать небольшое количество меланина. Такие видоизмененные индивидуумы были бы очень светлокожи. Если бы она случилась среди населения севера, их светлая кожа стала бы более проницаемой для слабого северного солнца. Слабый солнечный свет проникал бы в организм легче и способствовал бы выработке у этих людей витамина D. Их дети с меньшей вероятностью имели бы рахит (болезнь костей, вызванная нехваткой витамина D) и поэтому были бы более сильными. Довольно скоро такая мутация распространилась бы и завоевала популяцию.
Темнокожая мутация в Норвегии, с другой стороны, не имела бы успеха, как и светлокожая мутация в Конго. Мутация может быть изменением как к лучшему, так и к худшему, поскольку она либо соответствует, либо не соответствует приспособленности организма к его специфической среде.
Путь, при котором мутации выживают или вымирают, согласно их приспособленности к специфическим обстоятельствам, известен как естественный отбор. В результате естественного отбора существа имеют тенденцию адаптировать себя к окружающей среде, то есть приспосабливаться к ней.
Темная кожа негра — адаптация. Адаптацией, вероятно, является также тот факт, что негр имеет больше потовых желез, чем другие группы людей, так как это позволяет ему охлаждаться более эффективно. Нос у негра плоский и широкий, возможно, для того, чтобы легче дышалось в горячей, влажной атмосфере. Его волосы формируют завитки, охватывающие всю голову, подобно тюбетейке, и могут защитить ее от прямых лучей солнца и солнечного удара.
Тонкий, с высокой переносицей нос европейца — также адаптация. В течение зимы вдыхаемый им воздух путешествует через длинный коридор, нагревается и увлажняется перед входом в легкие.
Вы можете сказать: «Если это так, то почему эскимосы не являются такими же бледнокожими, как норвежцы? Почему индейцы из тропической Америки не имеют тот же самый цвет кожи и тип носа, как и негры тропической Африки?»
Вы должны помнить, что мутации происходят случайно. Некоторые мутации могли бы быть полезны, если бы они в действительности случились; но если они не случаются, то они, естественно, просто не имеют никакого шанса быть полезными. В конечном счете в долгосрочной перспективе, возможно, произойдут все виды мутаций и все виды изменения к лучшему также будут иметь место.
