Авто Недвижимость Работа Доктор Питер Афиша Plus
18+
Проекты
JPG / PNG / GIF, до 15 Мб

Я принимаю все условия Пользовательского соглашения

03:47 26.06.2019

Михаил Гельфанд: «Травить окружающих – плохая эволюционная стратегия»

Биоинформатик Михаил Гельфанд рассказал о миллионах лет эволюции за пару часов. В частности, о том, почему откусить партнеру голову во время романтического свидания – вполне выигрышная эволюционная стратегия, а травить окружающих - нет.

Михаил Гельфанд: «Травить окружающих – плохая эволюционная стратегия»

Помимо этого Гельфанд объяснил, почему, моя руки антибактериальным мылом, мы совершаем «эволюционное преступление», почему у потомков каторжников в Австралии  шило в одном месте, а у тамошних аборигенов и китайцев такого шила нет. И многое другое.

В Университете ИТМО с публичной лекцией выступал биоинформатик Михаил Гельфанд – доктор биологических и кандидат физико-математических наук, замдиректора Института проблем передачи информации РАН, член Европейской академии – известный  популяризатор науки. Вообще-то Михаил Сергеевич приехал из Москвы прочитать лекцию магистрантам программы «Научная коммуникация». Но ИТМО не жадный: если зазвал яркого спикера -  делится им с общественностью.

Теория и практика

Соцопросы на тему «верите ли вы в эволюцию» то и дело проводятся там и сям, и вот социологи взяли данные по 35 странам и сопоставили: процент граждан, «верящих» в эволюцию, успехи школьников в международном тестировании PISA (математическая грамотность) и валовой национальный продукт на душу населения.



В целом корреляция получалась такая: чем лучше успехи в математике, тем больше приверженцев теории эволюции в стране и тем больше ВНП на душу. Исключение составили две страны: Россия и США. Наша страна по симпатии к теории эволюции – вторая с конца, Штаты – третьи (самой сомневающейся в эволюции оказалась Турция), при этом у России существенные успехи в математической грамотности, а у Штатов недурно с валовым нацпродуктом на душу.

Михаил Гельфанд резюмирует: при таких математических/экономических успехах от России и США ожидалась большая приверженность теории эволюции, однако вот ведь.

Кстати: насчет теории. Гельфанд еще «на берегу» договорился с аудиторией, как относиться к этому слову. Потому что не раз доводилось слышать: теория – это что-то не доказанное, вот докажете – тогда и приходите.

– В теории эволюции слово «теория» употребляется по традиции, это просто традиционное название раздела биологии. Работа Дарвина «Происхождение видов» – абсолютно гениальна. Причем его заслуга не в том, что он заговорил о происхождении видов (об этом говорили и до него), а в том, что понял, каков механизм. Интеллектуальная заслуга Дарвина – не теория эволюции, а теория естественного отбора.

Группа «Несчастный случай»

Науку нередко притормаживали разнообразные недоразумения и даже несчастья. Пострадала и теория эволюции, – хотя и не в такой степени как, скажем, в свое время алгебра – от  гибели на дуэли 20-летнего гения-математика Эвариста Галуа. Несчастный случай для теории эволюции состоял в том, что не поговорили Дарвин с Менделем – биологом-ботаником-монахом, «придумавшим» генетику.

Ну что, сложно им, что ли, было встретиться? Современники, как-никак, Дарвин писал свое «Происхождение видов», когда Мендель вовсю сажал горох, постигая механизмы наследования.

– Есть легенда: будто в бумагах Дарвина после его смерти нашли нераспечатанное письмо от Менделя, – рассказывает Гельфанд и тут же добавляет: – Это неправда.

И письма такого нет, да и Дарвин не оставлял писем нераспечатанными – отвечал даже на дурацкие.

Знал бы Дарвин про опыты Менделя – может, нашелся бы что ответить английскому инженеру Дженкину. Тот недоумевал: новое, даже самое располезное, случайное качество должно по логике просто "потонуть", нивелироваться в следующих поколениях, – а вы, Дарвин, толкуете о том, что виды, наоборот, накапливают полезные признаки. Эти доводы вошли в историю науки под названием «Кошмар Дженкина». До понимания того, как работают гены и почему всё это самое располезное "не тонет", было еще далеко, но Мендель-то уже по этому пути продвигался.

– Отсюда мораль, – заключает Гельфанд. – Это прозвучит непатриотично, но… Если вы придумали что-нибудь действительно замечательное, не публикуйте это в ученых записках своего университета. Публикуйте в хорошем журнале, где это прочтут.

Мендель вон опубликовался в трудах богемского Общества естественной истории, и кто там его прочел?

Правда, в ХХ веке все пошло-поехало. Переоткрыли генетику; поняли, что ДНК – носитель наследственной информации; возникла синтетическая теория эволюции; появилась молекулярная филогенетика (возможность устанавливать родство между организмами не по строению, а по последовательностям их генов);  научились определять последовательности ДНК, а потом ускорили и удешевили этот процесс; появилась системная биология; «Эво-Дево» -  эволюционная биология развития…

– Следующий большой скачок будет, когда мы научимся на молекулярном уровне сравнивать разные стадии развития живых существ, – прогнозирует Гельфанд. – Потому что человек – не шимпанзе не потому, что у человека другие гены. С точки зрения набора генов человек и шимпанзе – одно и то же. Отличаемся мы тем, в каком порядке, в каких тканях и как эти гены работают.

Какие ваши доказательства?

У ученых накопилось уже достаточно примеров эволюции, так что поддавков им не надо. Например, приспособленность организма к существованию в определенных условиях они не считают доказательством эволюции.

– Если бы акулу, ихтиозавра и кита создал некий Верховный генный инженер за один день, они тоже были бы примерно одинаковой формы. Потому что если хочешь, чтобы что-то большое хорошо плавало в воде, оно должно быть вот такой формы.

Ровно по этой причине мы и подлодки делаем «вот такой формы».

А вот доказательством эволюции является, наоборот, «неоптимальность». Пример – пещерная слепая рыба. У нее остались глаза от зрячего предка, но они не работают, потому что незачем.

Что у слепой рыбы с глазами, то у нас со способностью синтезировать аскорбиновую кислоту. В нашем геноме есть гены, которые кодируют фермент, участвующий в синтезе аскорбинки, но они не работают.

– И понятно, почему это случилось, – рассказывает Михаил Гельфанд.  – Приматы жили в джунглях, ели листья и плоды, в которых витамина С много, и необходимость его синтезировать отпала. А потом некоторые особо одаренные приматы начали жить на севере: в тамошней пище витамина С мало, а синтезировать аскорбиновую кислоту приматы разучились, а процесс обратного хода не имеет. Так что пришлось им, ничего не поделаешь, страдать от цинги.

Еще одно доказательство/черта эволюции – неоптимальный дизайн. Пример – камбала. Вообще-то техзадание понятно: надо сделать рыбу, которая будет жить на дне, питаться, маскироваться и т.д. Идеальный проект – скат: быстр, эффективен, еще и ядовитый шип на всякий пожарный.

– А кто сделал вот это?! – недоумевая, Михаил Гельфанд указывает на изображение камбалы с ее съехавшим набекрень вторым глазом.

Хорошо, что нашлись промежуточные формы. И ученые, установив, что один глаз съезжал ко второму постепенно, могут теперь предполагать, с какого перепугу это произошло. Михаил Гельфанд поясняет: если вы уронили мелкий предмет на пол, лучший способ его искать – глядя не сверху, а лежа на полу и смотря как бы вдоль поверхности. Камбала примерно это и делает съехавшим глазом, когда плывет вдоль дна.

К слову, выигрышной эволюционной стратегией порой оказывается чистое самоубийство. То, что самке богомола приятно откусить партнеру голову во время романтического свидания, – понятно. Но, оказывается, и кавалеру  потерять голову есть резон. У самца богомола шансов спариться – кот наплакал, но если шанс выпал, то выгодно накормить самку собой, чтобы потомство (его потомство) родилось крепышами.

Еще одна примета эволюции: структуры схожие, а функции – разные. Если посмотреть на скелет летучей мыши, то ее крыло – это, натурально, кисть. Но функционирующая как крыло. Верховный генный инженер сделал бы ей нормальное крыло, но эволюция рассуждает иначе: тэк-с, кисть уже есть, надо только пальцы удлинить. Да, и еще чтоб перепонки были. Генные инженеры (которые не верховные) внедрили обычной мыши нужную часть из генома летучей – и у простой мыши действительно передняя конечность вытянулась.

Порой некоторое неудобство оказывается не поломкой, а именно нормой. Как с непереносимостью лактозы. У млекопитающих на определенной стадии взросления выключается способность усваивать молоко. Это чтобы подросшие детеныши в конкуренции за молоко не гнобили младших. Но у человека этот механизм-выключатель может быть испорчен. Особенно у жителей Северной Европы, Ближнего Востока и Центральной Африки – потомков скотоводческих племен: эти ребята выработали у себя в древности выгодную поломку, чтобы запивать голод молоком.

Или  история с дофаминовым рецептором DRD4. У этого гена есть «длинный»  вариант и «короткий». И если проследить за этническими группами, то оказывается, что обладатели «длинных» вариантов гена забредали гораздо дальше, чем те, что с «коротким».

В психологии это называется «интерес к новому». Среди белого населения Австралии очень много носителей «длинного» варианта. Правильно, это потомки каторжников, а «поиски нового» вообще способствуют незаконопослушному поведению. А вот в Китае «длинных» вариантов почти нет. Дело не только в какой-то привычке к оседлости: просто если «интерес к новому» сподвигал древнего китайца на государственное преступление, то казнили всю семью преступника. И предрасположенность к приключениям прерывалась.

А индейцы пима (живут в Мексике и штате Аризона), чью стройность фиксировали фотографии XIX-ХХ века, сейчас пребывают в тучном состоянии.

– Что с ними случилось?  С ними случился «Макдоналдс», – констатирует Гельфанд.

У человечества большую часть истории долгое недоедание чередовалось с периодами сытыми, но короткими. И природа приветствовала те гены, которые позволяли запасать избыток пищи в виде жира. Но стрясся фастфуд – и варианты генов из адаптивных стали  вредными. Сейчас человеческая популяция старается «выдавить» из себя эти варианты. Выдавливает как умеет – половым отбором: о том, какая внешность востребована, информируют глянцевые журналы.

Шимпанзе эволюционируют. В шимпанзе

Конечно, коронный вопрос – почему, если человек произошел от обезьяны, нынешние шимпанзе не эволюционируют в человека?

– Вообще-то теперь труднее доказывать, что шимпанзе произошел от обезьяны, – неожиданно заявляет Михаил Гельфанд.

Дело вот в чем. Наверное, все в курсе, что утверждение «человек произошел от обезьяны» подразумевает, что у человека и, скажем, шимпанзе был общий предок, и если бы мы увидели того предка, то назвали бы его обезьяной. Все признаки, которые мы приписываем сейчас обезьянам, у того существа были.

– Но сам шимпанзе  от этого предка тоже далеко ушел, – говорит Гельфанд. – И шимпанзе, кстати, эволюционируют.

Только они эволюционируют не «в человека», а в свою, «шимпанзиную» сторону. И добраться по эволюционному дереву от нашего с шимпанзе общего предка до собственно шимпанзе сложно: в джунглях условия такие, что кости не сохраняются. Зато представителей промежуточных стадий эволюции человека  – прилично. Нашли неандертальцев и хомо эректусов, потом гейдельбергского человека и первых австралопитеков, недавно откопали в Грузии хомо георгикуса…

– На сегодня у нас какое-то нечеловеческое количество родственников, – сообщает Михаил Гельфанд.  

Эволюция онлайн

Американский эволюционный биолог Ричард Ленски изучает теорию эволюции в реальном времени, уже лет двадцать плодя популяции кишечных палочек. У него в холодильниках уже больше 60 тысяч поколений этого добра. А когда секвенирование (определение последовательности нуклеотидов в гене) стало быстрым и дешевым, Ленски принялся изучать замороженные поколения бактерий.

В частности, обнаружилось, что на какой-то стадии некоторые кишечные палочки перешли с глюкозы (обычная их диета) на цитрат натрия, которым остальные брезговали.

– Если вы умеете питаться тем, что остальные выплевывают – это очень выгодно, – комментирует Гельфанд. – Потому что с вами не конкурируют за пищу.

Но в одном из поколений эта способность есть отбросы бац – и исчезла. Хорошо, что заглянули в лабораторные дневники и припомнили: тогда из-за какой-то неисправности случился температурный сбой в холодильнике и, оказалось, у эволюционного преимущества была другая сторона – чувствительность к смене температуры.

Да что там эволюции в пробирке! Бактерии эволюционируют на наших глазах. Приобретают устойчивость к антибиотикам. Пенициллин открыли в 1929-м, стали применять в 1940-х, а в начале 1950-х уже появились штаммы бактерий, устойчивые к пенициллину. Фармкомпании с 1987 года не создают новые классы антибиотиков: дело дорогое, а новичок быстро теряет эффективность, – невыгодно.  

В России очень много случаев мультирезистентного туберкулеза – устойчивого  сразу к нескольким антибиотикам. Почему именно в России? Потому что принятая у нас схема лечения  очень продолжительная (на Западе действуют более «ударными» методами), и к тому же у нас такие тюрьмы. В них, положим, лечат от туберкулеза, но кто будет следить за здоровьем вышедшего на свободу?

Войны в среде микроорганизмов шли задолго до нашего появления. Гельфанд задает загадку: что будет, если к обычной кишечной палочке подселить палочку, продуцирующую антибиотик? Естественно, продуцент быстро отравит обычную палочку. А если сведем вместе продуцент антибиотика -  и штамм бактерии, уже устойчивой к антибиотику? Устойчивый постепенно вытеснит конкурента, поскольку тот слабее: «мастерить» антибиотик – штука энергозатратная. А теперь подсадим к устойчивому –снова обычную кишечную  палочку. Она победит. Потому что сильнее: обеспечивать себе устойчивость – тоже дело хлопотное и выматывающее.

– То есть ситуация «камень-ножницы-бумага», – описывает Гельфанд.  

Однако если посадить в одну чашку Петри все три штамма, то никогда не останется в живых продуцент антибиотика.

– Травить окружающих – плохая эволюционная стратегия. Во всяком случае, если вы кишечная палочка.

Гельфанд доступно объясняет, как мы проигрываем войну антибиотикам. Заболело горло, пьем антибиотик пару дней,  горло прошло – бросаем лечение. В любой популяции есть живучие – есть они и у бактерий, так что те бактерии, которых не убил антибиотик, с его (и вашей) помощью избавились от конкурентов-слабаков и давай размножаться на просторе, причем это будет колония гораздо более сильных бактерий.

Поэтому антибактериальное мыло с триклозаном Гельфанд характеризует как «эволюционное преступление». Как и подмешивание антибиотиков в корм скоту. И то, и другое, к примеру, запретили в этом году в США.  

Пропаганда и агитация

Михаил Гельфанд не только ученый, но и, как известно, борец с плагиатом в науке (сообщество «Диссернет»)  и антинаукой. Высказывание еще Алексия II в 2007 году «Если кто хочет считать, что он произошел от обезьяны, пусть так считает, но не навязывает это другим» – Гельфанда возмущает не содержанием даже, а тем, что прозвучало на образовательных чтениях (впрочем, «Рождественских»).

Со своей стороны, Гельфанду, пожалуй, остается привести в пример ученых, которым вера не мешала быть эволюционистами: тот же великий Феодосий Добржанский, американский ученый русского происхождения, верующий, говорил: «Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции».

Ну и еще навскидку, в качестве оружия против мракобесия, ученый называет сайты «Элементы.ру», «Антропогенез.ру» и книжки фонда «Эволюция» – последователя «Династии», объявленной иностранным агентом. На издание таких книг деньги собирают на краудфандинговой платформе «Планета». Можно помочь делу науки и что-то получить – от значков до, к примеру, похода в бар с Гельфандом. Правда, как уведомил Гельфанд, кто-то этот лот уже выкупил. «За тридцать тысяч, между прочим».

Александра Шеромова, специально для «Фонтанки.ру»

 

Наши партнёры

СМИ2

Lentainform

Загрузка...

24СМИ. Агрегатор