Три вывода, которые можно сделать после обсуждения причин различий между людьми по цвету их кожи. Колонка для Компьютерры #123

 
Дмитрий Шабанов
И ещё о цвете кожи: почему мы белые и почему мы загораем Три вывода, которые можно сделать после обсуждения причин различий между людьми по цвету их кожи Как взять под рациональный контроль нашу врождённую склонность к ксенофобии?
Колонка для Компьютерры #122 Колонка для Компьютерры #123 Колонка для Компьютерры #124

 

Две предыдущие колонки были посвящены анализу одного, в общем-то, весьма простого признака человека - цвета его кожи. Не думайте, что я исчерпал всё разнообразие факторов, влияющих на этот признак. Тем не менее в этой колонке я уже не буду детализировать тот пример, который обсуждал два последних раза, а спокойно (и, надеюсь, не слишком путано) попытаюсь обсудить, что же из этого, с моей точки зрения, следует.

Первый вывод. Мы обсуждали, какие экологические факторы влияют на цвет человеческой кожи. Вспомните, как классифицируют экологические факторы.

Все люди, которые учились в средней школе в позднем СССР, а также в новой России и новой Украине (если они действительно учились, а не просто имитировали обучение), на вопрос о том, на какие группы делят экологические факторы, уверенно отвечают: абиотические, биотические и антропогенные. Эта мудрость кочует из учебника в учебник довольно давно. Постараемся разобраться в её смысле.

Абиотические — связанные с неживой природой; биотические — порождённые живой природой. Принято считать, что биотические можно делить на фитогенные (растительные по происхождению), зоогенные (связанные с животными) и так далее. Ставить в один ряд «-генные» и «-ические» факторы, в общем-то, нелогично. Последовательнее было бы делить факторы на абиотические, биотические и антропические (а уж последние, в свою очередь, делить на «-генные» группы, выделяя в их числе и антропогенные факторы, как это сделано в этом учебнике). Но основная коллизия состоит не в этом. Приведенная классификация факторов попросту не является экологической!

На постсоветском пространстве продолжается путаница, которая касается значения слова «экология». Геккель, который придумал этот термин в 1866 году, дал этой науке однозначное определение:

«Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все “условия существования”. Они частично органической, частично неорганической природы» (Эрнст Геккель, 1866).

Конечно, Геккель не вытащил экологию из своей головы, как царевна-лягушка — из рукава. К тому времени сменилось уже немало ученых, занимавшихся экологическими, в современном значении этого слова, исследованиями. Не было слова, «бренда», и его дал Геккель. Начиная со времени Геккеля существует непрерывная преемственность исследователей, которые изучают связи организмов (и систем более высокого уровня) со средой. Если хотите — вот вам несколько современных определений экологии (подробнее — здесь).

Экология — наука, изучающая взаимодействие организмов и надорганизменных систем с окружающей средой.

Экология — биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня в пространстве и времени, в естественных и измененных человеком условиях (международное определение; уровень организма потерян).

Экология — это наука о взаимосвязях, обеспечивающих существование организмов (включая человека) и надорганизменных систем: популяций, экосистем и биосферы.

Наука, которая описывает окружающую среду, имеет в развитом мире совсем другое название - «environmentology» (от environment — окружающая среда), которое отличается от слова «ecology». Иногда в русском языке используют зубодробительную кальку этого понятия, слово «энвайронментология». Я убежден, что надо применять простое и понятное слово «средоведение». Увы, на постсоветском пространстве не выбирают между «энвайронментологией» и «средоведением», а к месту и не к месту склоняют многострадальную «экологию».

В качестве примера можно привести университет, в котором я работаю (находящийся как-никак на третьем веку своей истории). В нем работает шесть человек с учеными степенями по экологии: четверо — на биологическом факультете (один из них я), двое — в научно-исследовательском институте биологии. А ещё в университете есть экологический факультет, где нет ни одного (ни одного!) человека со степенью по экологии. И связанно это с тем, что экологический факультет занимается не экологией, а средоведением.

И так — повсюду…

Так вот, разделение факторов на абиотические, биотические и антропические является не экологическим, а средоведческим. Сам принцип, по которому факторы делятся на группы, определяется не тем, как они влияют не изучаемые нами организмы и надорганизменные системы, а тем, как они возникают.

А какой подход к классификации факторов будет действительно экологическим? Тот, в котором факторы классифицируются по их действию на изучаемую нами систему. Как ни примитивно разделение факторов на благоприятные и неблагоприятные, оно строится именно с точки зрения объекта, на который они влияют. А классификация факторов по механизмам их происхождения описывает среду, в которой могут оказаться самые разные по своим запросам организмы.

Какие же классификации факторов окажутся экологическими? Например, подразделение на условия и ресурсы. Ресурсы организмы потребляют и расходуют, условия — нет. Солнечный свет является ресурсом для растений и условием для человека. Единственно правильной экологической классификации нет и не может быть; глядя с точки зрения изучаемой системы, можно разработать множество различных подходов.

Второй вывод. Одному и тому же фактору среды может соответствовать несколько экологических факторов, существенных для рассматриваемой нами биосистемы.

Первый пример приведен в самой колонке. Ультрафиолетовое облучение (фактор среды; совокупность одинаковых по своим свойствам квантов электромагнитного излучения) действует на одного и того же человека как несколько экологических факторов одновременно:
— источник энергии для фотохимических реакций, результатом которых является синтез важного регулятора кальциевого обмена;
— причина изменения активности фолиевой кислоты, влияющей на репродуктивную активность;
— причина соматических мутаций, которая потенциально может привести к раку кожи;
— регулятор синтеза меланина в коже в результате загара.

Какой-то из этих факторов может быть критично важным, какой-то — несущественным; один — благоприятным, другой — угрожающим. А кванты, которые вызывают эти (и другие: я перечислил не все!) реакции, остаются самими собой, одними и теми же…

Обратите внимание, что в первом перечисленном мной случае УФ-излучение является ресурсом, а в других — условием. Это вполне типично. Часто бывает так, что один и тот же средовой фактор в области невысоких значений является ресурсом, а в большем количестве оказывается условием. Если хотите, приведу зловещий пример.

Чем для человека является борщ? Конечно, ресурсом. В той ситуации, когда речь идет о кастрюле, которую разливают по тарелкам, этот вывод является вполне очевидным. Этот ресурс очевидно является исчерпаемым: если борщ едят несколько человек и один из них съест лишнюю тарелку, другим останется меньше.

После первого курса университета меня призвали в армию и в конечном счёте отправили служить в авиацию Тихоокеанского флота (в горбачёвские времена такое было возможным). Во время одной из пересылок мне довелось побывать в наряде на огромной флотской кухне (естественно, там она называлась камбузом). Запуганные матросы бегали по огромному залу, пол в котором очень часто оказывался жирным (хотя его и регулярно драили). В пол были заглублены электрические котлы, рассчитанные, сколько я помню, на несколько кубометров приготовляемого содержимого. Края этих котлов находились ниже центра тяжести среднего человека; налетев на такой котел с разбега, можно было перекувырнуться через край и оказаться внутри. Якобы незадолго до того, как я попал в это замечательное место, один из отбывавших наряд матросов упал в кастрюлю борща и сварился.

Борщ оставался борщом и в тарелке на столе перед матросом, и вокруг него в котле. Менялось главное — способ взаимодействия. Главная суть экологии.

Третий вывод. Помните, первую колонку я начал с того, что один и тот же феномен может быть объяснен на разных уровнях? В зависимости от специализации и направленности внимания разные люди склонны к разным объяснениям. Вот, например, выложил я предыдущую колонку на своем сайте, а там ее похвалил мой коллега. Когда-то он был моим дипломником и окончил кафедру зоологии, а потом переквалифицировался в генетика. Его реакция была предсказуема: «Интересно, но очень не хватает обсуждения генетических механизмов». Обсуждая любой признак, генетики первым делом пытаются разобраться в том, как он наследуется. Цвет кожи, например — полигенный признак. На него влияет одновременно несколько генов, дающих примерно одинаковый эффект. Это приводит к феномену, неоднократно обращавшему на себя внимание наблюдательных людей.

Представьте себе, что скрещиваются типичный-типичный негроид и типичный-типичный северный европеоид. У первого все влияющие на цвет кожи гены представлены аллелями (вариантами), максимально способствующими увеличению синтеза меланина (темного пигмента кожи). У второго, наоборот, все аллели минимизируют образование пигмента. У их потомка первого поколения по каждому гену будет по одному аллелю «+» и по одному «-». По цвету кожи этот потомок окажется типичным мулатом. Значительно интереснее будет потомство от скрещивания друг с другом двух мулатов. Поскольку по каждому гену аллели «+» и «-» будут передаваться независимо, некоторые из гибридов чисто случайно наберут больше «плюсов» и станут тёмными, а другим достанется больше «минусов», и они станут светлыми. Доморощенный теоретик начнет обсуждать, что «более сильная» наследственность дедушек-бабушек победила наследственность родителей, ослабленную межрасовой гибридизацией…

Когда мы рассматриваем конкретные генеалогии, без изучения механизма наследования интересующих нас признаков не обойтись. Однако для понимания того, почему организмы такие, а не какие-то иные, генетика почти бесполезна. То, какое состояние признака будет типичным для интересующей нас популяции, определяется экологией (характером связи со средой) и историей (эволюционной траекторией). Если для выживания организмов в некой популяции для них выгодно обладать определённым признаком (то есть обладание этим признаком повышает вероятное количество потомков, которое они оставят), генетика найдет способ обеспечить развитие этого признака. Как? Да хоть в результате проб и ошибок!

Обращу ваше внимание ещё на одно показательное различие СТЭ (синтетической теории эволюции, делающей акцент на генетике популяций) и ЭТЭ (эпигенетической теории, которая сосредоточивается в первую очередь на проблеме обеспечения устойчивости развития). Разницу между этими теориями я уже неоднократно объяснял в предыдущих колонках, и поэтому здесь не буду повторяться.

Для СТЭ способность генов наследоваться — первичная характеристика. Как описывать становление этой способности в рамках СТЭ — не очень-то и понятно. В логике этой теории вначале возникают гены, которые обладают свойством вызывать формирование определённых признаков и наследоваться, а дальше запускается потенциально бесконечная игра, при которой отбор поддерживает все более и более «удачные» гены (отбирая организмы в зависимости от тех признаков, которые развились под влиянием этих генов).

Для ЭТЭ характерна совершенно иная логика. Среда отбирает организмы, обладающие адаптивными (соответствующими этой среде) признаками. Такие организмы оставляют потомков с более высокой вероятностью, чем их конкуренты. На потомство (если среда не изменилась), действует такой же отбор, который избирательно сохраняет те же самые признаки. В результате получается, что преимущество имеют организмы, которые оказываются похожими на своих родителей. Так свойство наследуемости создается отбором.

Каждый характерный для какого-нибудь вида признак, который мы можем наблюдать, — результат колоссальной предшествовавшей работы естественного отбора. В нём, как в осколке голограммы, заключена вся картина эволюции земной жизни...

​Ну как, дорогие читатели, от теоретических рассуждений голова кругом ещё не пошла? Простите мой преподавательский азарт: сообщив о каком-то факте, потратить массу времени на обсуждение поучительных выводов, которые можно сделать в ходе его осмысления. Ничего, в следующий раз постараюсь написать о чём-то более конкретном.

 
 
Дмитрий Шабанов
И ещё о цвете кожи: почему мы белые и почему мы загораем Три вывода, которые можно сделать после обсуждения причин различий между людьми по цвету их кожи Как взять под рациональный контроль нашу врождённую склонность к ксенофобии?
Колонка для Компьютерры #122 Колонка для Компьютерры #123 Колонка для Компьютерры #124

 

Комментарии

Аватар пользователя Чякузей

Раз уж «моя реакция предсказуема», попробую и тут поддержать совершенно не родную мне генетику. В общем, слушайте сюда:
У Вас довольно часто мелькает мысль о том, что на особенности строения и функционирования организма влияют не столько нынешние факторы среды, сколько прошлые, сформировавшие этот организм таким. Что в случае с инвертированностью глаз у Хордовых, что в разборе особенностей полового поведения человека, что в недавних колонках про цвет кожи – везде это внимание к предыстории, то есть к пройденной эволюционной траектории. Примерно о том же регулярно вспоминают и А.В. Марков, и С.А. Ястребов, которых мы очень ценим и уважаем. И всё это, по-моему, – совершенно прекрасно (как и армейский борщ в качестве условия).
Но что такое «эволюционная траектория» популяции, о которой Вы так любите писать? Это ведь история последовательных преобразований онтогенеза в ряду поколений. Это лог пройденных состояний, соответствующих устойчивому развитию индивидуумов. А записи этого лога – это те или иные модификации генных сетей, регулирующих развитие.
Конечно, до поры – до времени от генных сетей можно абстрагироваться и делать вид, что их нет. Они, дескать, обеспечат, чего нужно, а как – не наша забота. Можно играть в «чёрный ящик» с условиями среды на входе и адаптациями на выходе. Но это упрощение рано или поздно станет-таки препятствием к пониманию деталей. На одних только шариках, катающихся по морфогенетическим ландшафтам, всё-же, далеко не уедешь. Ведь за что, в основном, критикуют ЭТЭ? За умозрительность и слабую связь с экспериментальной наукой (см., например, обсуждение ЭТЭ от Кузнецова и Маркова, висящее на эволбиоле). Так что я бы тут ограничился пассажем «всё можно рассматривать на разных уровнях» и до «почти бесполезности генетики в общих вопросах» не доходил бы.

Ведь, на самом деле, о бесполезности генетики в общих вопросах я ничего не писал, это утверждение - уже результат додумывания за меня. Конечно, генные сети надо изучать! Из работа - важное условие реализации востребованного средой результата, но причины - не в них.

Аватар пользователя Чякузей

Причины, конечно, в среде. Фенотип зависит от генотипа и от условий среды - это в любом учебнике написано. Более того, генотип тоже зависит от условий среды, только не от нынешних, а от прошлых. Спорить с этим бессмысленно. Я просто не совсем согласился с пассажем "... для понимания того, почему организмы такие, а не какие-то иные, генетика почти бесполезна". Видимо, под этим Вы подразумевали, что генетика очень важна и интересна, а я как-то неверно понял и додумал что-то своё. Со мной такое бывает :-)