О краеугольном камне "классической" генетики

Понятие «случайные мутации» в эволюционной биологии часто порождает неверные толкования. С точки зрения научного материализма эта «случайность» вовсе не означает беспричинность или нечто мистическое. Она лишь указывает на то, что сами по себе мутации не направлены на то, чтобы помочь организму выжить. Они не возникают «по заказу» в ответ на вызовы среды. Однако каждая мутация имеет абсолютно материальную, конкретную причину, вытекающую из самой природы живой материи и её взаимодействия с миром. Это диалектический процесс, где развитие рождается из внутренних противоречий и внешних воздействий.

Исторически ненаправленность мутаций была доказана ещё в 1943 году. Учёные Лурия и Дельбрюк поставили опыт с бактериями и поражающими их вирусами. Если бы мутации были направленными, то вирус, как среда, заставлял бы бактерии меняться, и число устойчивых бактерий в разных пробирках было бы примерно одинаковым. Но результат показал нечто иное: в одних культурах устойчивых бактерий почти не оказывалось, а в других они встречались в большом количестве. Это доказывало, что изменения в генах, дающие устойчивость, возникали спонтанно, ещё до встречи с вирусом, с определённой частотой. Вирус же просто безразлично уничтожал тех, у кого такой изменённый ген уже был. Этот эксперимент стал мощным аргументом против представлений о том, что признаки, приобретённые в столкновении со средой, могут напрямую передаваться по наследству.

Почему же мутации возникают неизбежно? Их причины глубоко материальны. Во-первых, это внутренние противоречия самого механизма копирования генетического кода. Представьте себе огромную библиотеку, которую постоянно переписывают с огромной скоростью. Неизбежны опечатки. Так и фермент, копирующий ДНК, совершает редкие, но неизбежные ошибки, вставляя не ту молекулярную «букву». Это следствие неидеальности любого материального процесса. Во-вторых, сама химическая материя, из которой построены гены, не является абсолютно стабильной. Молекулы в клетке могут спонтанно изменяться просто под воздействием температуры и внутренней химии. В-третьих, существуют постоянные внешние воздействия: естественный радиационный фон, космические лучи, некоторые химические вещества. Они напрямую повреждают молекулу ДНК, вызывая в ней разрывы или изменения. Это борьба между устойчивостью организма и разрушительными силами окружающего мира. Наконец, были открыты даже своеобразные «кочевники» в геноме — участки ДНК, способные самопроизвольно перемещаться, вызывая изменения. Всё это демонстрирует, что мутации — закономерный результат движения и взаимодействия материи.

Конкретные примеры показывают это наглядно. Яркий случай — серповидноклеточная анемия. Это тяжёлое заболевание вызвано крошечной «опечаткой» всего в одной молекулярной «букве» гена, отвечающего за гемоглобин — белок крови. Такая замена могла произойти из-за случайной ошибки при копировании. Интересно, что у носителей этой мутации, получивших её лишь от одного из родителей, проявляется не болезнь, а устойчивость к малярии. Так количественное изменение (одна «буква» кода) при определённых условиях переходит в новое качество (защита от инфекции), определяя судьбу целых популяций в Африке. Другой пример — устойчивость к ВИЧ. У некоторых людей обнаружено отсутствие небольшого фрагмента в одном из генов. Эта потеря фрагмента (делеция), вероятно, возникла как редкая ошибка при перестройке ДНК в далёком прошлом. Вирус иммунодефицита здесь ни при чём — он просто столкнулся с уже существующей особенностью, которая неожиданно оказалась барьером для него.

Таким образом, называя мутации случайными, наука подчёркивает их ненаправленный, нецелевой характер. Но их возникновение абсолютно закономерно и детерминировано всей совокупностью физико-химических процессов в клетке и её окружении. Это и есть диалектика живого: развитие происходит через преодоление противоречия между необходимостью точной передачи наследственной информации и неизбежной изменчивостью материального носителя этой информации. Накопление таких количественных изменений в популяциях, отбираемых средой, и приводит к качественным скачкам — возникновению нового. Именно в этом материалистическом понимании «случайности» и заключена подлинная движущая сила эволюционного процесса.