Сорок пять тысяч поколений в лаборатории - 8

В начало: http://proza.ru/2021/09/13/908

Теория Дарвина и вера. Сорок пять тысяч поколений в лаборатории

- 8 -

«Вообразите, что мы могли бы вернуть к жизни из глубокой заморозки Люси, великолепное предшествующее человеку ископаемое, обнаруженное Доном Джохансоном, и заставить ее род снова эволюционировать! Все это было достигнуто с бактерией Escherichia coli, кишечная палочка, в захватывающем длительном эксперименте бактериологом Ричардом Ленски и его коллегами из Мичиганского государственного университета».

Таким грандиозным обещанием начинает Докинз рассказ о лабораторном эксперименте над кишечной палочкой. Действительно, что может быть более захватывающим, чем возможность проследить путь эволюции от обезьяны к разумному существу, каковым мы себя считаем. Пусть это довольно условное приближение, но так мы сможем лучше понять, как работал естественный отбор, отслеживая тысячи незаметных изменений, приведших к возникновению нашего вида.

Я не буду подробно описывать эксперимент. Вся информация есть в первоисточнике, факты из которого я не подвергаю сомнению,  принимаю полностью и безоговорочно.
Скажу только, что Ричард Ленски в своей лаборатории создал для бактерий идеальные Дарвиновские условия. Колбу с питательным бульоном инфицировали бактериями Escherichia coli. Популяция бактерий начинала стремительно расти до тех пор, пока запасы питания  не иссякали. Начинался голод. В этот момент из этой колбы брался образец и помещался в следующую, наполненную питательным бульоном.

Один цикл занимал сутки и неукоснительно повторялся  каждый день. Как эмоционально отмечает Докинз: «распрекрасные условия для эволюции и более того, эксперимент был проведен в двенадцати отдельных линиях параллельно».
Зачем 12 линий? Да затем, чтобы, не тратя времени, параллельно проследить эволюционный путь бактерий, охватив наибольшее количество возможных вариаций способных возникнуть в одинаково идеальных Дарвиновских условиях.
 Эксперимент не завершён и к моменту написания книги  продолжался более двадцати лет, что было равносильно сорока пяти тысячам  поколений бактерий  (в среднем шесть-семь переселений из пробирки в пробирку в день).
«Чтобы представить — если бы мы вернулись на 45 000 человеческих поколений, это было бы приблизительно миллион лет назад в прошлое, во времена человека прямоходящего, Homo erectus».

Таким тонким образом Докинз разогревает нас, обещая раскрыть совершенно грандиозные итоги эксперимента.
Посудите сами, таких радикальных условий, каковые были созданы в лаборатории Ленски, нашим доисторическим предкам приходилось переживать едва ли несколько раз. Им, конечно же, приходилось голодать, но вымирать в каждом поколении чуть ли не полностью -это вряд ли. Популяция медленно, с некоторыми провалами, но росла неизменно.

А в лаборатории «бактерии прошли те же самые ежедневно повторяющиеся циклы изобилия, сопровождаемого голоданием, от которого счастливая сотая часть спасалась и переносилась в стеклянном Ноевом Ковчеге к новому».
В этой образной цитате мы не смеем подозревать Докинза в том, что он уверовал в реальность событий «Ветхого Завета». В лаборатории – да, ежедневно чудесным образом спасалась малая часть популяции. В жизни понадобился бы каждому поколению свой Ной, спасающий эволюционировшую семью от регулярного Мирового Потопа.
Итак, что же происходило в лаборатории?

Бульон содержал глюкозу и она была ограничивающим ресурсом.
«В этих условиях дарвинистское ожидание состояло в том, что, если возникла бы какая-нибудь мутация, которая помогала бы отдельной бактерии использовать глюкозу более эффективно, естественный отбор благоприятствовал бы ей, и она распространилась бы по колбе, так как мутантные особи опережали бы в размножении немутантных особей».

Именно это и произошло во всех двенадцати коленах. Все двенадцать линий усовершенствовались, и стали лучше использовать глюкозу в качестве источника пищи. Популяции росли быстрее в последовательных колбах, и средний размер тела бактерий рос во всех двенадцати линиях, достигнув  наибольшего размера к 2000 поколению. Дальше процесс роста замедлился, но с меньшим или большим успехом продолжался ещё 18000 поколений.

Писательский дар Докинза так велик, что напряжение возрастает с каждым новым поворотом событий. Очень образно он сообщает о промежуточных «удивительный результатах», о «пошаговом кумулятивном естественном отборе» и  о том, что «шансы ошеломляюще велики…» А самый главный поворот он, по правилам детективного жанра, приберег на самый финал.
«До сих пор мы видели красивую демонстрацию эволюции в действии: эволюцию прямо у нас на глазах, документально подтверждённую сравнением двенадцати независимых линий, а также сравнением каждой линии с «живыми ископаемыми», которые буквально, а не только метафорически, родом из прошлого.

Однако долгосрочный эксперимент подбросил одно яркое исключение.
Вскоре после 33 000 поколения случилось кое-что совершенно замечательное.
Одна из этих двенадцати линий, названная Ara-3, внезапно взбесилась».
Не знаю как вы, но я, доведённый интригой до крайности, на этом месте вскочил с криком:

- Они говорят!?
Возможно, это неуместное проявление чувств вызвало у кого-то улыбку. Но что ещё можно было ожидать после такого заявления? Не зря же Докинз так тонко намекал на параллель с человеком прямоходящим?

Да, я понимаю, что исходные виды изначально не равны по своему развитию, но ведь и условия лабораторного эксперимента несравненно благоприятнее для эволюционного прорыва, нежели те, в которых приходилось развиваться нашим хвостатым предкам.
Что же произошло на самом деле? Оказалось, что одно колено Escherichia coli, и только оно одно, внезапно приобрело способность поедать не только глюкозу, но и цитрат. К этому прорыву привели  целых две мутации.

«Вы будете рады услышать, - сообщает Докинз, - что это именно то, что обнаружил студент Ленски, Захари Блаунт, проводя утомительную серию экспериментов с использованием приблизительно сорока триллионов — 40 000 000 000 000 — клеток E. coli всех поколений».
Ну что ж, мы были бы рады. Если бы нам перед этим не рассказали об эксперименте с переселением ящериц Podarcis sicula с острова на остров. Восемнадцать поколений этих ящериц смогли пройти путь, в котором кроме обретения способности поедать целлюлозу, произошло ещё много чего интересного. Восемнадцать поколений в обычных условиях против сорока пяти тысяч в идеальных Дарвиновских!

Да, я помню, что мы посчитали случай с ящерицами недоразумением, вызванным глупой шуткой весёлых натуралистов. Но это только предположение, с которым вряд ли бы согласился многоуважаемый профессор Доккинз. Для него оба эксперимента абсолютно серьёзны. При этом, результаты второго он оценивает как: «бывают моменты большой радости в научном исследовании, и это, конечно, должен был быть один из них».
Столь здоровый оптимизм не оставляет ни капли сомнения в значительности результатов эксперимента. Так может быть дело в самих бактериях?

Насчёт бактерий автор бестселлера успокаивает: «Если мы предположим, что вероятность мутации гена во время любого акта воспроизводства бактерии составляет всего одна на миллиард, количества бактерий настолько колоссальны, что практически каждый ген в геном мутирует где-нибудь в мире каждый день».
Но если с бактериями всё в порядке, то, возможно, что-то не так с условиями, созданными в лаборатории. Иначе бы разница в количестве мутаций в расчёте на поколение была бы не такой вопиющей.

Хорошо, не будем равняться на ящериц. Будем равняться на тех, на кого предложил сам Докинз - на человека прямоходящего. А чтобы не утруждать себя математикой, напомню, что за нас уже всё было посчитано:  «45 000 человеческих поколений, это было бы приблизительно миллион лет назад в прошлое, во времена человека прямоходящего, Homo erectus».

 Тут уж рукой подать до Australopithecus afarensis, тех наших предков, что проводили существенную часть жизни  на деревьях. Я не могу назвать точную цифру преобразований, необходимых для преодоления разрыва от  Человека прямоходящего к нам, но очень сомневаюсь, что это отличие только в рационе питания.

Поправьте, если я ошибаюсь, но чисто арифметически если бы условиям эксперимента Ленкси следовала природа, то высока вероятность, что мы с профессором Докинзом обсуждали ошеломляющие итоги этого эксперимента, сидя на разных деревьях.
Хотя, о чем это я?  Какой там обсуждать? Чревовещать!
Ведь появление способности говорить и логически мыслить – это совсем не то же, что поедать цитрат.

Продолжение:http://proza.ru/2021/09/25/897