[...] Я хочу вернуться к трем историческим примерам так называемого «плохого дизайна» в биологии, которые оказались не такими уж плохо «сконструированными». Я возвращаюсь к ним, чтобы подчеркнуть необходимость осторожности при навешивании на биологию ярлыка «плохой дизайн» и показать, что обычно наука просто не знает всей истории.

Глаз позвоночных подключен «задом наперед»

В течение многих лет люди приводили иннервацию сетчатки глаза позвоночных в качестве доказательства «плохого дизайна» в биологии. Но начиная с 2010 года (Labin and Ribak) и до 2014 года исследователи раскрыли тайну обратной иннервации. «Впервые мы объяснили, почему сетчатка построена задом наперед, когда нейроны находятся перед фоторецепторами, а не позади них. Сетчатка – это не просто детектор и нейронный процессор изображений, как считалось до сих пор», – говорит Эрез Рибак, профессор Техниона (Израильского технологического института). «Ее оптическая структура оптимизирована для нашего зрения». Оказалось, что обратная схема позволяет улучшить дневное зрение, не влияя на ночное:

«Представленные здесь результаты показывают, что спектральное разделение света клетками Мюллера обеспечивает механизм улучшения колбочкового дневного зрения при минимальном вмешательстве в палочковое ночное зрение. Это достигается путем сортировки длины волны падающего света клетками Мюллера. Свет с соответствующей длиной волны для колбочковых зрительных пигментов направляется на колбочки, в то время как свет с длиной волны, более подходящей для палочкового зрения, пропускается за пределы клеток Мюллера к окружающим палочкам. Это новый механизм, который необходимо учитывать при анализе зрительных явлений, связанных с колбочковым и палочковым зрением. (Labin et al.)»

Открытие функции зрительного нерва, простирающегося над сетчаткой, опровергло распространенное возражение о том, что глаз позвоночных «плохо сконструирован». Оно стало прекрасным примером того, как этот ярлык часто отражает неполное понимание биологии.

Аппендикс считают рудиментарным органом

Непонятный аппендикс, с которым часто возникают проблемы при современной диете, многие годы считался учеными и медиками «эволюционным пережитком». Сегодня, с улучшением понимания микробиома и иммунной системы, ученые осознают, что на самом деле аппендикс – это убежище для нормальных бактерий кишечника. Он заселяет толстую кишку нормальными кишечными бактериями после диареи и способствует развитию кишечной иммунной системы. Вот и все. Еще один пример того, как ярлык «плохой дизайн» был неверно применен к малоизученной области человеческой физиологии. (Vitetta et al.; Laurin et al.; Gebbers and Laissue)

Исправление ошибок ГТФ как бесполезная побочная реакция

Ошибочный вердикт «плохой дизайн» распространился даже на основные молекулярные механизмы. Клетки полагаются на чрезвычайно точную трансляцию [синтез – прим.перв.] белков, чтобы обеспечить их правильный фолдинг и функционирование. Точность трансляции белка зависит от этапа коррекции, опосредованного гидролизом ГТФ (GTP), который когда-то считался «бесполезной побочной реакцией». Ури Алон (Uri Alon) в своей книге «Введение в системную биологию» исследует, как эта реакция обеспечивает вторичную дифференциацию, который приводит к многократному снижению частоты ошибок.

«Тот факт, что модифицированная тРНК может быть отбракована, кажется расточительным, поскольку правильная тРНК может быть потеряна. Кроме того, создание метки (с*) требует затрат энергии: каждая аминокислота, входящая в состав белка, требует гидролиза ГТФ, что составляет примерно одну АТФ энергии. Эти затраты составляют значительную часть энергетического баланса клетки. Однако именно такая конструкция обеспечивает высокую точность. Секрет в том, что с* предлагает второй шаг дифференциации: неправильная тРНК, будучи модифицированной, может быть удалена с кодона, но не может прикрепиться обратно. (p. 121)»

Предположение о том, что шаг коррекции, управляемый ГТФ, является бесполезной побочной реакцией, логично только в том случае, если вы считаете, что биология – это собранный из кусочков продукт случайных дарвинских процессов. Чтобы делать более точные предсказания, мы должны начать с более точных предположений.

[...] Исторические примеры также предостерегают от преждевременного навешивания ярлыков на недостаточно хорошо изученные биологические явления. [...]

[Сокращенный перевод]