О судьбе эволюционной систематики

Данная работа несколько отличается от обычной тематики нашего журнала, однако мы считаем, что знакомство с новостями академической науки, даже такое поверхностное, как позволяет эта статья, не будет лишней никому, тем более что затрагиваемые в ней темы регулярно профанируются в религиозной и псевдоэзотерической литературе, прежде всего — креационистской и теософской направленности.

Несколько месяцев назад в частной беседе после прочтения ряда статей по эволюционной систематике на сайте http://membrana.ru мы позволили себе высказать мысль, что сейчас, когда все последовательности нуклеотидов больших систематических групп постепенно подвергаются тщательной расшифровке и сопоставлению, когда все эти группы аккуратно размещаются на эволюционном «древе» согласно степени биохимического родства, трудно представить, куда ещё может развиваться научная классификация. Нам представлялось, что, когда эта, в общем-то, механическая работа будет завершена, глобальных перестановок в систематике, сопоставимых с созданием универсальной научной классификации Карлом Линнеем, возникновением эволюционного подхода в ней благодаря Чарльзу Дарвину и тех изменений, которые произошли в результате расшифровки ДНК и других успехов в биохимии, приведших к появлению кладистического подхода (то есть такого подхода к классификации, когда в одной систематической группе находятся все потомки определённого предка и никого кроме его потомков; например, птицы оказываются в одной группе с крокодилами, а китообразные — с парнокопытными). Однако сейчас, обдумав успехи науки в работе по изучению генных основ эволюции и созданию искусственных форм жизни, мы склонны полагать, что эволюционная систематика доживает последние годы и что кладизм, в котором она проявилась в полной мере, и биохимия с генетикой, служащие её основными инструментами, фактически являются её могильщиками. Скорее всего, в научных кругах уже обсуждается эта проблема, но лет через 5-10, по всей видимости, появится и большое число серьёзных научных работ по этой теме, поэтому мы затронем только самые ключевые моменты этого вопроса.

В истории систематики можно выделить два больших этапа. Первый можно условно назвать морфолого-экологическим (неподвижное — значит, растение, подвижное — животное; с крыльями — птица, с плавниками — рыба; и т. д.). Он начался с традиционных систем, возникающих в глубокой древности у разных народов (например, библейское деление на птиц, рыб, пресмыкающихся, скотов, гадов и зверей земных, с отнесением крота, мыши и саранчи к пресмыкающимся, а нетопыря — к птицам), затем систематика оформилась как отрасль знания благодаря Аристотелю, затем получила своё высочайшее развитие благодаря Линнею и стала в полной мере международной и универсальной (из морфолого-экологических). Но Линней пошёл в ней так далеко, что, хотя сам был креационистом, фактически подготовил почву для Ламарка и (позднее) Дарвина, поскольку накопилось столько сходств там, где, по старым представлениям, их быть не должно, и различий там, где они должны быть, что это стало одним из доказательств эволюции.

После Дарвина (а также Ковалевского и Менделя, давшего эволюционизму важное подспорье) систематика становилась всё более эволюционной: выстраивали «эволюционные древа», и на основании этого строили классификацию, стараясь разбивать полифилетические (происходящие от разных предков) группы и признавая парафилетические (происходящие от общего предка, но являющиеся предковыми для нескольких других самостоятельных групп, менее родственных между собой, чем с предковой группой) как неизбежное зло, от которого постепенно нужно отходить по мере возможности. С открытием и расшифровкой ДНК появился новый способ определения родства систематических групп: через сравнение нуклеотидных последовательностей и последовательностей аминокислот в близких белках (разумеется, на практике — не всех, а только наиболее характерных). Благодаря этому оказалось расформировано или переформировано огромное количество таксонов, в том числе и крупных, вплоть до царства (уже давно не секрет, что деление эукариот на растения и животные не спасает даже выделение из них грибов: часть самих грибов «ушло» вместе с рядом водорослей в новое «царство» — хромисты, из парафилетических «протистов» выделили ещё некоторое количество самостоятельных групп уровня царства и т. д.; полностью перерабатывают классификацию птиц, которые вместе оказываются среди одной из групп, оставшихся на месте бывших «рептилий», китообразные попадают в отряд парнокопытных, трубкозубы объединяются со слонами среди афротериев, род «норка» распределяется между двумя довольно далёкими группами куньих, и т. д., от мала до велика; в результате этого остаётся лишь посочувствовать тем, кто учил систематику по старой программе, а теперь работает по специальности: переучивать им придётся очень многое). Эволюционное «древо» плавно превратилось в эволюционный «куст», где одно и то же изменение возникает примерно в одно время у разных (обычно родственных, но, возможно, не всегда) групп. Накапливается всё больше данных о роли в эволюции симбиогенеза (от лишайников до симбиоза пластиды-митохондрии-ядро-цитоплазма) и горизонтального переноса генного материала (то есть переноса генов не от родителей к детям, а от одновременно живущих организмов, неродственных между собою, благодаря вирусам и им подобным субклеточным носителям; так, недавно обнаружили, что ген, отвечающий за зрение у животных позаимствован, скорее всего, у динофлагеллят или других примитивных водорослей). В общем, даже «куст» постепенно сплетается такой паутиной невертикальных родственных связей, что считать его «кустом» тоже уже скоро станет невозможно. А тут ещё обнаруживают, что десятки (!) процентов человеческой ДНК — это не некие «спящие» гены, а чисто вирусная информация!

Итак, генетика и биохимия напитала кладизм настолько, что он скоро лопнет. А что вместо него? Тут вспомним работу эволюциониста Ричарда Докинза «Эгоистический ген» (http://www.koob.ru/dawkins/), где даётся геноцентрический взгляд на эволюцию: эволюционируют и борются за существование не виды, а именно гены («отбор происходит на уровне единичного гена», «поведение… животного направлено на максимизацию выживания генов, “определяющих” это поведение, независимо от того, находятся ли эти гены в теле того животного, о котором идет речь…»). И новая систематика станет классификацией не видов, а генов. Такое представление полностью разрушит представление об эволюционной целостности видов: в ней не останется место «дубу обыкновенному», «эвглене зелёной» и «человеку разумному». Но точно так же прежняя, эволюционная систематика разрушила такие группы как «беспозвоночные», «одноклеточные», «грибы», «пресмыкающиеся» и т. д. Тогда, какой бы путь ни прошёл, скажем, тот же ответственный за зрение животных ген Pax, он будет рассматриваться именно как единое структурное целое, как элементарная единица эволюции (подобно тому, как сейчас этот статус имеет вид), и будет иметь смысл говорить не о родстве динофлагеллят и, скажем, человека, а только о родстве этого самого гена группы Pax.

И тут мы сталкиваемся с одной проблемой. Если генетически идентичные виды не могут, в связи со своей огромнейшей сложностью, произойти разными эволюционными путями (скажем, одна лошадь не может произойти от насекомоядных, а другая — от сумчатых: одна из них уже не будет лошадью), то гены — единицы гораздо более простые. И может оказаться, что два химически идентичных гена будут происходить от двух разных генов-предков. То есть, несмотря на то, что по генетической систематике они должны относиться к одной систематической группе (ибо в данном случае биохимическая и функциональная идентичность — более важный признак, чем фактическое родство), эти «существа» (гены) будут иметь разных предков. Таким образом, эта система — своего рода возврат к «морфологической» систематике, но на совершенно новом витке спирали, с пониманием эволюционных процессов и взаимосвязей.

Почему мы считаем, что этот переход не только возможен, но и необходим? Потому что генетика (и генная инженерия в частности) всё более старается стать настоящей, а не только эмпирической, наукой. То есть, создавая искусственные формы жизни, учёные хотят не только комбинировать известные им свойства, но и создавать новые, заранее запланированные (так же, как программист сегодня составляет программы). Но для этого им нужно хорошо выучить «язык» генетики (нуклеотиды и триплеты — всего лишь первый уровень: что «значат» сами гены, учёные пока не знают, хотя и знают функции многих из них), и описанная нами систематика будет тут более чем кстати.

Конечно, не отомрёт и кладизм как высочайшая точка эволюционной систематики нашего времени: никто не будет передавать группу «парнокопытные» списком всех уникальных для них комбинаций генов, так что на практическом уровне от такой системы так же никуда не деться, как до сих пор мы использует термин «грибы» и к оомицетам, и к базидиомицетам, «бактерии» — к архебактериям и к эубактериям, а «рептилии» — и к анапсидам, и к синапсидам, и к диапсидам, или как мы говорим о «беспозвоночных», «водорослях», «одноклеточных» и «червях», несмотря на то, что прекрасно знаем некладистическое, неэволюционное содержание этих терминов. А потом, может быть, отомрёт и генетическая систематика, и кто его знает, что придёт на её место…