ДОКАЗЫВАЮТ ЛИ ДАРВИНОВЫ ВЬЮРКИ ВИДООБРАЗОВАНИЕ?
Трифонов О. В.

Трифонов О. В. Доказывают ли дарвиновы вьюрки видообразование? // Разумный замысел: от гипотезы к научной парадигме. 2024. №1 (4). С. 64-67.

АннотацияДолгое время дарвиновы вьюрки представляли собой «икону» эволюции – прямое свидетельство видообразования, о котором говорил Ч. Дарвин в своей теории. Однако последние молекулярно-генетические данные не поддерживают модель островного аллопатрического видообразования. Тщательное изучение галапагосских вьюрков рода Geospiza на генетическом уровне показало, что все 6 видов этого рода генетически идентичны, их различия в структуре ДНК не выходят за рамки одного вида. Мало того, все представители рода Geospiza свободно скрещиваются и дают плодовитое потомство. Вьюрки различаются только по морфологическим признакам. По всем канонам систематики данные виды вьюрков являются локально адаптированными экоморфами, которые «могут имитировать виды, но они не образуют отдельные генофонды и являются эфемерными в пространстве и времени». Другими исследователями был оспорен статус видов во втором крупном роде вьюрков – Camarhynchus.
Ключевые словадарвиновы вьюрки, биологический вид, галапагосские вьюрки, Галапагосские острова, Дарвин, видообразование, доказательства эволюции, дарвинизм, эволюция, генетика, эпигенетика, креационизм, разумный замысел, коршун-слизнеед (Rostrhamus sociabilis), Geospiza, Camarhynchus

Trifonov O. V. DO DARWIN’S FINCHES DEMONSTRATE SPECIATION?
AbstractDarwin’s finches have long been regarded as a quintessential example of evolution, providing direct evidence of the speciation proposed by Charles Darwin in his theory. However, recent molecular genetic findings do not support the model of insular allopatric speciation. A thorough genetic analysis of Galapagos finches of the genus Geospiza revealed that all six species within this genus are genetically indistinguishable; their differences in DNA structure do not exceed that of a single species. Furthermore, all members of the genus Geospiza freely interbreed and produce fertile offspring. The variations among these finches are solely in morphological characteristics. Following the principles of systematics, these finch species are considered locally adapted ecomorphs, which might mimic, and have been confused with, species, but these ecomorphs do not form separate gene pools and are ephemeral in space and time. Similarly, the species status within the second major finch genus, Camarhynchus, has been called into question by other researchers.
Keywords: Darwin’s finches, biological species, Galapagos finches, Galapagos Islands, Darwin, speciation, evidence for evolution, Darwinism, evolution, genetics, epigenetics, creationism, intelligent design, Eurasian kite (Rostrhamus sociabilis), Geospiza, Camarhynchus

В известной интернет-публикации «Доказательства эволюции», авторами которой является коллектив учёных-популяризаторов атеизма1, в разделе под названием «Биогеографические доказательства» мы читаем следующее: «Во время кругосветного путешествия на корабле «Бигль» Чарльз Дарвин описал 13 видов вьюрков, обитающих на Галапагосских островах. Именно наблюдение за этими птицами натолкнуло Дарвина на идею происхождения видов за счёт изменчивости и естественного отбора. Предположение о том, что Бог специально для Галапагосских островов совершил 13 самостоятельных актов творения, сотворив 13 столь близких, но всё-таки разных видов вьюрков, явно противоречило здравому смыслу. Ясно, что изначально здесь жил только один вид вьюрков, который затем был «модифицирован» дюжиной разных способов. Ни на одном материке и ни на одном континентальном острове нет такого резкого преобладания вьюрков в орнитофауне.

Рисунок 1. Разнообразие вьюрков, населяющих острова Галапагосского архипелага

Все галапагосские вьюрки происходят от общего предка, случайно попавшего сюда из Южной Америки. От предковой формы, питавшейся семенами, произошли три группы птиц: семеноядные земляные вьюрки, насекомоядные древесные вьюрки и славковые вьюрки, которые тоже питаются мелкими насекомыми. В результате приспособления к разным источникам пищи вьюрки стали сильно отличаться друг от друга строением клюва. Три обычных вида земляных вьюрков – большой, средний и малый – встречаются на большинстве островов. Там, где эти три вида проживают вместе, они хорошо различаются по размерам клюва и, соответственно, по величине предпочитаемых семян. На одном из островов обитает лишь средний земляной вьюрок, и здесь у птиц клювы меньше – в отсутствие конкурента средний земляной вьюрок занимает отчасти нишу малого вьюрка» [Борисов 2010].

Первое, что бросается в глаза, так это довольно странная логика адептов атеизма: «Предположение о том, что Бог специально для Галапагосских островов … сотворил 13 столь близких, но всё-таки разных видов вьюрков, явно противоречило здравому смыслу». Это всё равно как если сказать: «Предположение о том, что строительная фирма специально для Галапагосских островов спроектировала 13 гостиничных комплексов, очень похожих, но всё-таки разных, явно противоречило здравому смыслу». Если Бог создал миллионы видов для обитания в разных уголках Земли, то что мешало Ему создать отдельные виды вьюрков и поместить их на один из архипелагов? А если бы виды отличались чуть сильнее, чем отличаются дарвиновы вьюрки, то это не противоречило бы логике? В данном случае уместнее было бы сказать, например, «это кажется нам не очень правдоподобным», или «если бы мы были на месте Бога, то так никогда бы не сделали» и т.п. Но причём здесь здравый смысл?

Может быть это кажется странным в связи с тем, что «ни на одном материке и ни на одном континентальном острове нет такого резкого преобладания вьюрков в орнитофауне»? Ведь согласно дарвиновской теории эволюции, любой биологический таксон должен был произойти от какого-то общего предка, и поскольку этот «общий предок», в свою очередь, должен был обитать в каком-то конкретном регионе Земли, то и все линии его эволюционных потомков тоже должны быть приурочены примерно к этому же региону (конечно, с поправками на «подвижность» этого биологического таксона, на прошедшее геологическое время, и ещё на знаменитый «дрейф континентов», то есть на постепенное перемещение материков). Но такое «правило» имеет достаточно много исключений, или биогеографических загадок, то есть когда какой-нибудь отдельный биологический таксон (или таксоны) географически оказываются совсем не там, где это ожидается в рамках прогнозов теории эволюции. Например, капское флористическое царство. Как быть с противоречиями здравому смыслу в этом случае?

Однако «логический» аргумент относительно дарвиновых вьюрков в свете современной науки похоже полностью потерял свою актуальность. В результате тщательного изучения механизмов изменчивости вьюрков выяснилось, что эволюционируют они вовсе не по дарвиновскому механизму и новых видов не образуют.

По наиболее распространённой классификации (Lack 1947) на Галапагосских островах насчитывается 14 видов вьюрков, относящихся к 4 родам (рисунок 1). Систематики изначально признавали значительные трудности в выделении видов. Ещё в 1896 г. Ridgway сетовал, что виды рода Geospiza «настолько постепенно связаны промежуточными типами, что, по-видимому, нет возможности удовлетворительно разделить [Geospiza] на две или более секции». Аналогично Swarth (1931) говорил, что можно расположить все музейные экспонаты от самых маленьких до самых больших без выявления морфологического разрыва [McKay 2015; Zink 2019].

В 2014 г. учёные провели тщательное изучение вьюрков рода Geospiza на генетическом уровне и сделали весьма удивительное открытие. Выяснилось, все 6 видов вьюрков этого рода генетически идентичны, их различия в структуре ДНК не выходят за рамки одного вида. Мало того, все представители рода Geospiza свободно скрещиваются и дают плодовитое потомство. Вьюрки различаются только по морфологическим признакам. По всем канонам систематики данные виды вьюрков являются локально адаптированными экоморфами, которые «могут имитировать виды, но они не образуют отдельные генофонды и являются эфемерными в пространстве и времени» [McKay 2015; Zink 2019].

Другими исследователями был оспорен статус видов во втором крупном роде вьюрков – Camarhynchus [Kleindorfer 2014, Zink 2019] и, вполне вероятно, там наблюдается аналогичная ситуация. «Пришло время внести коррективы в устоявшуюся «икону эволюции», – говорят орнитологи, – т.к. новые исследования не поддерживают модель островного аллопатрического видообразования, изложенного в стандартном учебнике… Никакого видообразования не происходит, а вместо этого оно либо постоянно тормозится, либо идёт вспять» [McKay 2015].

В 2017 г. учёным удалось установить, что ряд морфологических признаков двух популяций (городской и деревенской) галапагосских вьюрков на острове Санта-Круз обусловлены эпигенетическими различиями. ДНК в геноме вьюрков имеет специальные молекулярные метки (метилированные ДНК), которые меняют функцию гена, но оставляют нетронутой последовательность нуклеотидов ДНК.

Эпигенетические изменения динамичны и контролируются сложными клеточными системами. Они создают невероятной степени тонкую настройку морфологических признаков в соответствии с потребностями окружающей среды. Основными факторами, вызывающими изменения в эпигенетическом регуляторном механизме, является питание и условия окружающей среды. В данном случае изменение видов доступной пищи повлияло на величину и форму клюва птиц. За несколько поколений у видов путём изменения метилирования генов возникают адаптивные черты, дающие им возможность приспособиться к новым условиям и новому корму. Эти признаки могут передаваться по наследству [McNew 2017].

Ранее, при сравнении 5 видов вьюрков, были выявлены большие отличия в их эпигеноме, хотя сами геномы были сходны. Исследователи предполагают, что именно эпигенетика обуславливает основные отличия видов вьюрков [Skinner 2014].

Таким образом, изменения, которые со времён Дарвина приписывали случайным изменениям (мутациям) и естественному отбору, на самом деле могут быть обусловлены сложнейшим и тонко настроенным механизмом эпигенетического регулирования работы генов, который до сих пор ещё не изучен.

Рисунок 2. Коршун-слизнеед (Rostrhamus sociabilis) и улитка ампуллярия (Pomacea maculata)

Аналогичное изменение величины клювов при изменении размеров пищевого объекта было открыто в США на коршунах-слизнеедах (Rostrhamus sociabilis). Это хищные птицы, обитающие в Центральной и Южной Америке. В США они встречаются только на территории Флориды. Единственной пищей коршуна-слизнееда являются ампуллярии Pomacea paludosa (сем. Ampullariidae) – моллюски диаметром 3–4 см. Коршуны ловят их рано утром или вечером, когда улитки выбираются из воды на стебли растений. Они извлекают улиток из раковины своим длинным загнутым клювом, придерживая её когтями пальцев (рисунок 2).

В 2002 г. во Флориду был занесён новый вид ампуллярии Pomacea maculata, ранее встречавшийся только в Южной Америке. Этот моллюск питается побегами риса и других сельскохозяйственных культур и достигает размеров 5–8 см. Слизнееды немедленно заинтересовались новой добычей. Однако поначалу дела шли не очень хорошо: коршуны раз за разом пытались схватить крупную улитку и тут же её роняли. Однако всего через несколько лет (1–1,5 поколения) учёные увидели, что размеры клювов флоридских коршунов значительно увеличились, что дало им возможность с лёгкостью поедать новых улиток [Cattau 2018].

Список использованной литературы

1. Борисов Н. М., Воробьев Ф. Ю., Гиляров А. М., Еськов К. Ю., Журавлев А. Ю., Марков А. В., Оскольский А. А., Петров П. Н., Шипунов А. Б. Доказательства эволюции. Часть II Группы доказательств. Глава 10 Ответы на некоторые типичные «доводы» антиэволюционистов. Очень краткие ответы на наиболее часто встречающиеся вопросы / Под ред. А. В. Маркова. 2010. URL: https://litvek.com/br/437519?p=60

2. Cattau C., Fletcher R. et al. Rapid morphological change of a top predator with the invasion of a novel prey // Nature Ecology & Evolution. 2018. Vol. 2. P. 108–115.

3. Kleindorfer S., O’Connor J. et al. Species collapse via hybridization in Darwin’s tree finches // American Naturalist. 2014. Vol. 183. P. 325–341.

4. McKay B., Zink R. Sisyphean evolution in Darwin’s finches // Biological Reviews. 2015. Vol. 90. Issue 3. Р. 689–698.

5. McNew S., Beck D. et al. Epigenetic variation between urban and rural populations of Darwin’s finches // BMC Evolutionary Biology. 2017. Vol. 17. № 183. Р. 1–14.

6. Skinner M., Gurerrero-Bosagna C. et al. Epigenetics and the Evolution of Darwin’s Finches // Genome Biology and Evolution. 2014. Vol. 6. Issue 8. P. 1972–1989.

7. Zink R., Vázquez-Miranda H. Species Limits and Phylogenomic Relationships of Darwin’s Finches Remain Unresolved: Potential Consequences of a Volatile Ecological Setting // Systematic Biology. 2019. Vol. 68. Issue 2. P. 347–357.

Сноски:

1 Н. М. Борисов (д-р техн. наук, канд. физ.-мат. наук), Ф. Ю. Воробьев, А.М. Гиляров (д-р биол. наук, проф.), К. Ю. Еськов (канд. биол. наук), А. Ю. Журавлев (д-р биол. наук), А. В. Марков (д-р биол. наук), А. А. Оскольский (канд. биол. наук), П. Н. Петров (канд. биол. наук), А. Б. Шипунов (канд. биол. наук).

Трифонов Олег Викторович – кандидат биологических наук, специалист в области экологии и теории эволюции, г. Минск, Беларусь.