Отвечает Сергей Артеменко, преподаватель кафедры экологии и генетики Института биологии ТюмГУ

Когда мы говорим об эволюции, сразу представляем что-то глобальное, например человека, выросшего из обезьяны. В принципе, конечно, верно. Но в таком случае речь идет о макроэволюции, связанной с появлением новых видов, классов, отрядов. Вот только в этих рамках мы мало что можем наблюдать, так как до появления окончательного результата должно смениться не одно поколение. Тем не менее новые виды появляются и в наши дни.

Так, Дженис Бриттон-Дэвидиан исследовала, как менялись домашние мыши за последние 500 лет, и установила, что за этот период их геном претерпел около девяти мутаций. Причем они были такими же значительными, как мутация генома шимпанзе в геном человека. В зависимости от условий обитания и других факторов, у домовой мыши образовалось шесть хромосомных рас. Зрительно они ничем не отличались друг от друга, а вот на уровне кариотипа, то есть хромосомного набора в клетках тела одного вида, изменения были очень интересные. Например, у некоторых рас мышей на острове Мадейра, автономного региона Португалии, произошло слияние хромосом, то есть вместо 24 пар стало 22. Правда, некоторые ученые оспаривают этот момент видообразования, ссылаясь на то, что слияние хромосом у домашней мыши является обычным явлением. Однако факт остается фактом. Формирование хромосомных рас стало маленьким шагом эволюционных преобразований.

В 2017 году Питер и Розмари Грант зафиксировали случай появления нового вида вьюрка. Эта семейная пара практически всю свою жизнь занимается вьюрками и вопросами видообразования. Много лет наблюдая за птицами на острове Дафне Галапагосского архипелага, они заметили, что там происходит смешение популяций двух видов: в гнезде сидит самка местной популяции среднего земляного вьюрка и залетный самец большого кактусового земляного вьюрка с острова Эспаньола. Супруги Грант выяснили, что гибридные потомки этих птиц скрещиваются только друг с другом, у них сформировалась своя видовая песня и специфические пропорции клюва. Следовательно, это новый вид вьюрков.

Вьюрок

Периодически ученые пытаются вывести новые виды животных в искусственных условиях, и иногда им это удается. Одним из ярких примеров являются работы нашего соотечественника Георгия Шапошникова, который изучал тлю Dysaphis anthrisci. Большинство тлей обитают на растениях одного рода и даже одного вида, что во многом определяется их пищевой специализацией. Тем не менее иногда они сменяют кормовое растение, и Шапошников стал одним из первых биологов, экспериментально изучивших этот процесс.

В научных целях он изымал тлю из знакомого ей растения и помещал на другое. Причем для эксперимента бралась тля, которая питается только соком одного вида растения. В новых условиях большая часть умирала, а та, которая хоть как-то могла переварить сок нового растения, выживала и давала потомство. В дальнейшем оно мутировало. Так удалось вывести новый вид тли, который питался на новом растении и не скрещивался с изначальным видом.

Есть еще микроэволюция, которая происходит внутри одного вида, популяции или даже организма. Ее мы наблюдаем часто, но при этом даже не задумываемся, что это эволюция. Например, растения, которые адаптируются к повышенному количеству тяжелых металлов в городе, или народы Севера, не страдающие от заражения описторхозом — заболеванием, вызываемым паразитическими плоскими червями. Такие локальные факторы приводят к полиморфизму генов и включению белков, которые могут быть неактивны у представителей других популяций вида. Следовательно, формируется отдельная группа особей, то есть происходит относительная изоляция популяции. Впоследствии в участке хромосомы, которая несет ген, кодирующий активный белок, может произойти мутация, а она, в свою очередь, привести к образованию нового вида.

Отдельно стоит отметить молекулярную эволюцию, так как именно здесь ученые могут не только быстро отследить эволюцию, но и направить ее в нужное русло. Так, за открытие эволюции белков Нобелевскую премию по химии в 2018 году получили Фрэнсис Арнольд, Джордж Смит и Грегори Винтер. До проведенного ими исследования процесс эволюции экспериментально не был подтвержден. Таким образом ученым удалось официально доказать ее существование. Но у этого открытия есть и прикладное значение. Понимая механизм и принцип эволюции белков в «пробирке», человек может создавать белки, в том числе и для получения новых лекарств и биоматериалов.