Пару лет назад мне пришлось участвовать в дискуссии, развернувшейся в «Википедии» вокруг статьи «Биогенетический закон» [1]. В ходе этой дискуссии всплыла такая вот цитата из творений креациониста Александра Хоменкова: «Теория эмбриональной рекапитуляции» Геккеля стала… с фантастической скоростью распространяться по всему миру, стимулируя при этом распространение абортов. Ведь если человеческий зародыш еще не человек в собственном смысле этого слова, а некое неведомое существо с чем-то вроде рыбьих жабр и собачьего хвоста, который Геккель также смог «увидеть» на своих препаратах, то его не жалко и убить.
Я тогда утверждал, что эта цитата искажает мнение ученых и приписывает им какие-то дикие воззрения. И вдруг в газете «Троицкий вариант» №111 я увидел статью Льва Клейна «О правах эмбрионов». В целом статья, на мой взгляд, очень разумная. По крайней мере, ее последняя часть. Но в этой статье автор пишет: В этом плане наиболее основательным является основной биогенетический закон рекапитуляции…: каждый животный организм (и человек) в своем индивидуальном развитии (онтогенезе) повторяет фазы пройденного в прошлом видового и родового развития (филогенеза) — в частности видового развития человечества. И действительно, наблюдая за стадиями развития эмбриона, эмбриологи отмечают сначала фазы, в которых зародыш по облику неотличим от зародышей пресмыкающихся, потом рыб и птиц… (выделено мною. — С. Г.)
Почему зародыш человека проходит стадии развития сначала пресмыкающихся, а потом рыб и птиц? У меня объяснение только одно — так «шла эволюция» в Ветхом завете, и Лев Самуилович на подсознательном уровне этот вариант запомнил:
И сказал Бог: да произведет вода пресмыкающихся, душу живую; и птицы да полетят над землею, по тверди небесной.
И сотворил Бог рыб больших и всякую душу животных пресмыкающихся, которых произвела вода, по роду их, и всякую птицу пернатую по роду ее. И увидел Бог, что это хорошо.
Всё сходится — сначала пресмыкающиеся, потом птицы и рыбы; амфибии же вовсе не упоминаются. Теперь уже не надеюсь, что читателям ТрВ-Наука не надо напоминать, как на самом деле шла эволюция позвоночных. Сначала появились рыбы, от кистеперых рыб произошли амфибии, от примитивных амфибий – рептилии, а от примитивных рептилий – млекопитающие. Птицы же вообще в число предков млекопитающих не входят — они произошли от динозавров заметно позже, чем появились первые млекопитающие!
В цитированном фрагменте есть и другие неточности (почему филогенез — это видовое и родовое развитие? Как человеческий зародыш повторяет видовое развитие человека?), но речь не о них.
Такая интерпретация взглядов биологов не могла не привлечь внимания. И в следующем, 112-м номере ТрВ-Наука появилась статья Михаила Гельфанда «Песочные часы в биологии развития». Автор так аттестует биогенетический закон и Геккеля: К сожалению, этот закон не просто неверен, но и является одним из темных пятен в истории эволюционного учения; неспроста его так любят упоминать креационисты. Геккель, искусный рисовальщик, изображал в своих книгах не то, что он видел, а то, что он хотел увидеть, исходя из идеи прогресса органического мира.
Далее «плохому» биогенетическому закону Геккеля противопоставляется «хороший» закон зародышевого сходства Бэра: Эта стадия называется филотипической, поскольку в это время появляются признаки, характерные для типа «позвоночные», и она вовсе не самая ранняя. В эмбриологии это явление получило название «модели песочных часов» — широких по краям и узких в середине. Но, как показывает история Геккеля, морфологическое сходство — вещь обманчивая, его трудно строго определить. Зато современные методы молекулярной биологии… (выделения мои. — С. Г).
Час от часу не легче! С систематикой тут тоже не всё в порядке — все-таки зоологи выделяют тип хордовые, а позвоночные — это подтип. Но главное — весьма далека от реальности точка зрения Михаила Гельфанда на роль биогенетического закона в развитии эволюционного учения и на роль Геккеля как «фальсификатора».
В формулировке Геккеля биогенетический закон, конечно, неверен (недаром многие современные эмбриологи высказываются о нем достаточно резко: см. дискуссию на сайте ТрВ-Наука [2] — я же сам и вставлял приведенные там цитаты в «Википедию»!). Однако лежащий в основе «закона Геккеля» принцип рекапитуляции — повторение признаков предков в эмбриональном развитии потомков — абсолютно правилен и никем не опровергнут. Никем вроде бы не отрицается и реальность эволюции онтогенеза путем надставки стадий. А в этом случае биогенетический закон не может не выполняться. Каждое лето рыбы «на глазах у изумленной публики» выходят на сушу и превращаются в наземных позвоночных: ведь по всем своим главным признакам головастик — это настоящая рыба! Нет ни малейшего сомнения, что ход онтогенеза тут во многом повторяет ход филогенеза.
Сам Геккель понимал ограниченную применимость своего закона и делал множество оговорок. Например, он сформулировал понятие ценогене-зов (эмбриональных приспособлений), «затемняющих» рекапитуляции. Академик Алексей Северцов поставил биогенетический закон «с головы на ноги», осознав, что изменения онтогенеза первичны по отношению к ходу филогенеза (см. обзор проблемы соотношения онто- и филогенеза [3]). Он же четко сформулировал возможность изменения онтогенеза на любой стадии развития — в том числе и на начальной. Но, кажется, Северцо-ву и в голову не приходило считать биогенетический закон «темным пятном» в истории эволюционизма. Это всё равно, что считать гелиоцентрическую систему Коперника «темным пятном в истории астрономии» из-за того, что орбиты планет в ней круговые, а не эллиптические…
Особо надо сказать про «фальсифицированные» рисунки Геккеля. Во-первых, биогенетический закон не имеет к ним прямого отношения. До Геккеля этот закон (в виде более частного наблюдения) сформулировал Фриц Мюллер, которого никто в фальсификациях не обвинял. Геккеля же уже при жизни обвиняли многие — уж больно он был на виду и больно много было у него врагов и конкурентов. Однако обвинения часто были явно неосновательны. Геккель справедливо указывал, что его рисунки не «сфальсифицированы», а просто схематизированы. Это вполне допустимо в научно-популярной книге (каковой и была его «Антропогения»). От издания к изданию Геккель старался улучшать рисунки, приближая их к реальности (приводят обычно самые схематичные рисунки из первого издания).
Повторялись эти обвинения и много лет спустя, в том числе в авторитетных изданиях (см., например, [4]). Но единственный случай, где фальсификация вроде бы была доказана — на одном из чужих рисунков зародыша ехидны Геккель удалил конечности, чтобы его можно было сравнить с более ранними стадиями зародышей других млекопитающих. Гора родила мышь! Заметим, что и в конце ХХ века ученые, пытающиеся доказать недобросовестность Геккеля, сами использовали не вполне добросовестные приемы (см., например, [5]).
В общем, критиковать биогенетический закон (и тех, кто принимает его за чистую монету), конечно, следует. Но, как говорил Коровьев, «это поаккуратнее надо делать». Я представляю, как будут аплодировать креационисты очередным «разоблачениям» Геккеля: «Вот видите, видные ученые-биологи сами признали, что его рисунки, воспроизводимые во всех учебниках, — обман! Запретим обманывать наших детей!» И как будут брызгать слюной «православные активисты»: «Мы же говорили, что эти биологи считают зародыш человека рыбой, а рыбу и убить не жалко!»
По-моему, не стоило бы «лить воду на мельницу врага». Избежать этого довольно легко.
Когда пишешь про малознакомую тебе тему, надо просто проконсультироваться с коллегами или хотя бы заглянуть в источники — для начала хоть в «Википедию»…
Не стоило бы так пренебрежительно отзываться и о морфологии, противопоставляя ее «объективной» геномике. Во-первых, есть совершенно объективные методы определения морфологического сходства — например, метод геометрической морфометрии [6]. Во-вторых, не надо забывать, что в целом подтверждение построенной по морфологическим признакам родословной животных и растений независимыми методами геномики настолько полное, что его заслуженно считают одним из главных доказательств эволюции [7]. И, в-третьих, методам биоинформатики тоже еще далеко до настоящей объективности. Чтобы в этом убедиться, достаточно сравнить результаты, получаемые с их помощью разными авторами. Например, большинство ученых считают архей одной из древнейших групп организмов; а вот Томас Кавалье-Смит — один из ведущих макросистематиков — считает, что они возникли одновременно с эукариотами всего 0,9 млрд лет назад [8]. Он тоже обосновывает свою точку зрения сравнениями генов, и статьи его печатают в нормальных рецензируемых журналах. До объективности и консенсуса тут еще далеко.
Вызывает вопросы и «объективность» второй из цитируемых Михаилом Гельфандом статей в Nature. Не знаю, как авторы определяли «древность» генов, — допустим, корректно. Однако в статье приводятся четыре рисунка — профили транскриптомов для четырех разных животных (рыбки данио, дрозофилы, комара и нематоды). Невооруженным глазом видно, что между ними нет ничего общего (кроме снижения доли экспрессии «новых» генов у старых особей). И единственный профиль, где на «филотипической» стадии новые гены экспрессируются слабее, а в целом их экспрессия носит явно выраженный бимодальный характер, — профиль для рыбки. У комара — монотонное нарастание изучаемого индекса до взрослой стадии, у нематоды — минимумы на стадии зиготы и личинки, у дрозофилы минимумы на стадии зиготы и зародышевой полоски. При этом от значений индекса для «филотипической» стадии едва отличается у рыбки значение для взрослого самца, а у дрозофилы — для взрослой самки. И авторы ничтоже сумняшеся пишут, что все эти тренды одинаковые! Куда там Геккелю с его недорисованными ножками эмбриона… В современной статье в Nature гораздо более вольная и субъективная трактовка, чем у Геккеля.
Консенсуса в том, что такое «филотипическая стадия» с точки зрения молекулярной биологии, среди молекулярных биологов нет. К тому же представление о стадии удлинения зародышевой полоски как «филотипической» у насекомых, на которое опираются авторы статьи в Nature, слабо обосновано. Вероятно, основываясь на этом представлении, Михаил Гельфанд утверждает, что именно на средних стадиях развития закладываются основы плана строения тела и у позвоночных, и у насекомых. На самом же деле план строения тела насекомых закладывается в ходе развития яйца и детализируется на стадии синцитиальной бластодермы — очень ранней, когда нет еще даже разделения цитоплазмы зиготы на отдельные клетки (см., например [9]).
А когда дело доходит до нематод — авторы статьи в Nature вообще «забывают» о филотипической стадии. И немудрено: пожалуй, наиболее сходная стадия эмбрионального развития у всех нематод — это стадия «боба» — ранняя гаструла, около 30 клеток (хотя и личинки неродственных нематод довольно похожи). У таких «песочных часов» окажется слишком коротенькая верхняя воронка. А по данным еще одного геномного исследования, молекулярная «филотипическая стадия» нематод рода Caenorhabditis — это стадия поздней гаструлы [10])…
Нужно заметить, что ранние стадии развития внутри многих групп животных разительно различаются у видов с разным количеством желтка в яйце. А само количество желтка сильно зависит от экологических условий и, как можно предполагать, определяется очень небольшим числом генов. Если это действительно так, то «песочные часы» на молекулярном уровне вряд ли окажутся характерной чертой животных [11].
Получить данные по экспрессии большого числа генов в ходе эмбрионального развития, конечно, важно. Но, может быть, не менее важно эти данные все-таки осмыслить и как-то связать с другими данными — о морфологии, физиологии и экологии видов? С этим, как мне кажется, во многих работах по биоинформатике не всё гладко.
Автор благодарит В. В. Алешина за обсуждение рукописи и ценные замечания
* Für Darwin — сокращенное название книги Фрица Мюллера, одного из создателей «основного биогенетического закона» Дарвина — Мюллера — Геккеля.
- ru.wikipedia.org/wiki/Обсуждение:Биогенетический_закон
- www.trv-science.ru/2012/08/28/o-pravakh-ehmbrionov/
- www.macroevolution.narod.ru/shishkin2.htm
- www.mk-richardson.com/pdf/Anat%20Embryol.pdf
- home.uchicago.edu/~rjr6/articles/Haeckel—fraud%20not%20proven.pdf
- zmmu.msu.ru/personal/pavlinov/doc/gm.pdf
- www.evolbiol.ru/evidence02.htm
- www.biology-direct.com/content/1/1/19
- www.oup.com/uk/orc/bin/9780199549078/ch02.pdf
- www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580712001426
- www.plosgenetics.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pgen.1000311