Тут я розгляну дві події, які змушують переосмислити природний добір, особливо щодо одного з його культових стандартів – міфу про березового п'ядуна. Міф про березового п'ядуна був однією з десяти класичних історій про еволюцію, детально розкритикованих нашим покійним другом і лідером ID Джонатаном Веллсом в його книзі 2000 року «Ікони еволюції». Його аргументи залишаються такими ж переконливими, як і раніше: березові п'ядуни не сидять на стовбурах дерев (знамениті фотографії були постановочними), а чисельність популяцій темних та світлих різновидів Biston betularia (це один вид! – утворення видів не відбулося!) ніколи не була пов'язана з хижацтвом птахів. 

В журналі Zombie Science (2017) доктор Веллс оновив міф про п'ядуна, показавши, що більш пізнє дослідження Маджеруса не змогло воскресити класичний образ. За його словами, міф про п'ядуна – «це не емпірична наука, а зомбі-наука», проте він все ще зберігається в підручниках та шкільних програмах разом з іншими іконами еволюції, які відмовляються вмирати.

Шкода, що доктор Веллс не зміг прочитати статтю про промисловий меланізм, опубліковану цього тижня в Current Biology. Він був би мотивований написати кілька додаткових абзаців про березового п'ядуна. Вчені з'ясовують, що меланізм зовсім не є функцією генетичних мутацій. Темні та світлі забарвлення у цих метеликів та й в багатьох інших тварин включаються РНК – довгими некодуючими РНК (lncRNA) й мікроРНК – у високорегульованих процесах, які, мабуть, реагують на навколишнє середовище. Це не те розуміння природного добору, яке було у наших бабусь й дідусів.

Нобелівські новини

По-перше, важливість некодуючих РНК, які раніше вважали транскриптами небажаної ДНК, різко зросла цього місяця, коли двоє біологів були удостоєні Нобелівської премії 2024 року за відкриття мікроРНК. Майкл Ле Пейдж повідомив про це в журналі New Scientist:

«Нобелівську премію з фізіології та медицини за 2024 рік присуджено Віктору Амбросу та Гарі Рувкуну за відкриття крихітних фрагментів РНК, званих мікроРНК, які відіграють ключову роль в регулюванні активності генів у тварин й рослин.

Їхня важливість полягає в тому, що одна мікроРНК може контролювати безліч різних генів. Один ген також може регулюватися кількома мікроРНК». (Виділення додано)

МікроРНК – це короткі фрагменти РНК довжиною близько 20 пар основ, часто згорнуті у вигляді шпильки. Амброс і Рувкун відкрили одну з них в 1990-х роках, а іншу – в 2000 році. Тепер їх відомо багато тисяч, й вони виконують роль перемикачів. The Scientist зазначає, що друга знайдена ними мікроРНК «еволюційно консервативна й трапляється не тільки в морських губок та хробаків, але, що важливо, також у мишей і людей». Можна видалити слово «еволюційно» від слова «консервативна», тому що еволюції не було. 

Емілі Кук з Live Science пише, що через два десятиліття після першого відкриття «ці молекули тепер називають як найважливіші регулятори розвитку й функціонування клітин». BBC News намагається врятувати дарвінізм, стверджуючи, що «мікроРНК допомогли еволюції складних форм життя», але з контексту випливає, що мікроРНК відповідають за диференціацію типів клітин в організмі з одним і тим самим геномом. Це не випадковий процес і не еволюція!

Важливим для прихильників дизайну є те, що мікроРНК, як виявилося, також реагують на навколишнє середовище. Одинадцять авторів статті, опублікованої 2015 року в журналі Frontiers in Plant Science, пояснюють, що вони виявили:

«Було виявлено нові мікроРНК арабідопсису, що реагують на абіотичні стреси. Три мікроРНК: miR319a/b, miR319b.2 та miR400, як виявилося, реагують на кілька абіотичних стресів і, таким чином, можуть розглядатися як загальні види мікроРНК, що реагують на стрес».

Їхня стаття була однією з шести робіт, присвячених темі дослідження «МікроРНК та їхня роль в реакції рослин на харчовий стрес». Те, що вони виявили у арабідопсису, найімовірніше, є загальним правилом для рослин і тварин. МікроРНК регулюють клітинну активність, вмикаючи й вимикаючи транскрипти генів у відповідь на сигнали навколишнього середовища.

Реакція на навколишнє середовище добре узгоджується з гіпотезами, які перевіряють учасники конференцій CELS (Conference on Engineering in Living Systems – Конференція з інженерії живих систем). Вони припускають, що внутрішні датчики й перемикачі в організмах створюють варіації завдяки задуму й передбаченню, а не випадковим мутаціям та природному добору. Якби таких систем не було, організми опинилися б у владі генетичних ушкоджень, очікуючи випадкової появи неймовірних «корисних мутацій». Або, що ще гірше, вони ніколи не зможуть проіснувати достатньо довго, щоб скоординовані мутації могли поліпшити складні системи. Доктор Річард Штернберг показав, що час очікування всього двох узгоджених мутацій (з десятків тисяч необхідних) на шляху від наземної тварини до кита значно перевищить доступний час.

І все ж варіації в організмах спостерігаються: лускаті візерунки у Lepidoptera, забарвлення хутра у ссавців, сезонні зміни репродуктивної активності. Відкриття мереж перемикання мікроРНК відкриває нові можливості для вивчення того, як організми можуть швидко адаптуватися до сигналів з довкілля, не чекаючи виникнення вдалих мутацій. Завдяки Нобелівській премії за розуміння молекулярних перемикачів, ми зможемо поглянути на тему березових п'ядунів більш чітко.

Новини про березових п'ядунів

В журналі Current Biology Річард Х. ффренч-Констант [Примітка редактора: ім'я не друкарська помилка] та Алекс Гейворд з Ексетерського університету представили докази на користь промислового меланізму, в яких фігурують некодуючі РНК, як lncRNAs, так і мікроРНК. Резюме свідчить,

«Меланізм зумовлює як захисне забарвлення, так і мімікрію в метеликів. Досі меланізм був прив'язаний до структурного гена під назвою "cortex", але тепер детальніша робота показує, що насправді він контролюється некодуючою РНК у тому ж локусі».

Якщо хтось думав, що міф про березових п'ядунів давно розгаданий, то йому варто прочитати це ганебне викриття:

«Меланізм – один з найбільш вивчених прикладів природного добору; перемикання між кольоровими й меланіновими лусочками крил бере участь в промисловому меланізмі у березових п'ядунів Biston betularia, мюллерівській мімікрії у метеликів Heliconius, листоподібному захисному забарвленні в метеликів Oakleaf та сезонному поліфенізмі в метелика Junonia coenia. Однак точний механізм (або альтернативні механізми), що керує розвитком перемикання між кольоровими й меланіновими лусочками метеликів, залишається незрозумілим».

Далі автори описують активність лялечки, яка відбувається в темряві, де окремі лусочки крил забарвлюються й склеротизуються (тверднуть). Замість того щоб припустити, що ген cortex мутував та пройшов природний добір на користь темних лусочок на темних стовбурах дерев та світлих лусочок на світлих стовбурах дерев, ці двоє вчених наводять докази з трьох нещодавніх робіт, що лусочки крил у Lepidoptera перебувають під контролем некодованих РНК – а не гена cortex. Нова картина дуже швидко ускладнюється порівняно з простою неодарвінською казкою.

«Важливість мікроРНК в процесі розвитку метеликів підтверджується нещодавніми даними про те, що дві мікроРНК регулюють екдизоновий шлях (у комах екдизон координує перехідні процеси в розвитку, включно з повним перетворенням личинки на дорослу особину під час метаморфозу – прим. перекл.) у метелика білана бруквяного, Pieris napi, відіграючи ймовірну роль у розвитку діапаузи (діапауза – це «активно викликана» сплячка, яка блокує розвиток організму напередодні серйозних суворих сезонних змін, таких як зима – прим. перекл.). Загалом, некодуючі РНК, включно з мікроРНК, можуть відігравати недооцінену наразі роль ключових перемикачів у генних регуляторних мережах, потенційно сприяючи адаптивній фенотипічній еволюції, не в останню чергу в пігментації та меланізації. Наприклад, численні дослідження вказують на те, що мікроРНК відіграють роль попередніх перемикачів у виробництві меланіну у риб, молюсків, рептилій та ссавців... У молюсків мікроРНК часто впливають на колір мушлі, що бере участь в різних адаптивних функціях молюсків, включно з терморегуляцією й камуфляжем».

На малюнку 2 в їхній статті показано приклади відмінностей в забарвленні в популяціях окремих видів, таких як лами, риби, деякі молюски та людська шкіра. Вони можуть називати це еволюцією, але це далеко від хрестоматійного неодарвінізму. «Адаптивні функції» є регульованими, а не випадковими.

«З огляду на накопичення досліджень, що вказують на причетність мікроРНК до меланізації, нові дослідницькі завдання полягають у вивченні того, чи використовуються мікроРНК як ключові регулятори меланізації в ширшому діапазоні розмаїття тварин, якщо так, то чому, і якою мірою вони діють як попередні перемикачі в ширшому наборі фенотипічних ознак».

Хороший приклад 

Ми можемо привітати Амброса й Рувкуна з тим, що вони відкрили таке вікно в реальність клітини, якого ніхто не очікував. На початку 1990-х років неодарвінізм був королем, а Центральна догма надмірно спрощувала генетику. Тепер ми дізналися про набагато складніші реалії: генні мережі та їхні коди й перемикачі, що перекривають один одного. Нестандартно мислячи й слідуючи за доказами, ці два лауреати Нобелівської премії подали гарний приклад того, як можна зруйнувати скам'янілі парадигми й відкрити нові шляхи для досліджень. 

Чи збережеться міф про березового п'ядуна, як зомбі, щоб знову переслідувати підручники, поки невідомо. Тим часом у обізнаних людей в співтоваристві дизайнерів з'явився додатковий боєприпас для вивчення молекулярних механізмів, притаманних добре продуманим системам, які чуйно реагують на навколишнє середовище й цілеспрямовано створені далекоглядним розумом.