Устойчивость генов, прошедших естественный отбор

Установив, что естественная частота мутаций увеличивается под действием различных видов ионизирующих излучений, можсно было бы предполагать, что эта естественная частота мутаций определяется радиоактивностью почвы и воздуха, также интенсивностью космического излучения.

Однако количественное сравнение с результатами действия рентге -

69

новских лучей показывает, что естественное излучение слишком слабо и может быть ответственно только за небольшую часть естественной частоты мутационного процесса.

Если нам приходится объяснять редкие естественные мутации случайными флуктуациями теплового движения, то мы не должны особенно удивляться, что Природа сумела провести тонкий выбор пороговых значений энергии, необходимых, чтобы сделать мутации редкими событиями. Уже раньше мы пришли к заключению, что частые мутации были бы пагубны для эволюции. Индивидуумы, получающие путем мутации генные конфигурации недостаточной устойчивости, имеют мало шансов на то, чтобы их «ультрарадикальное», быстро мутирующее потомство просуществовало очень долго. В процессе естественного отбора вид будет освобождаться от них и, таким образом, накапливать устойчивые гены. Иногда мутанты менее устойчивы

У нас, конечно, нет оснований ожидать, что мутанты, появляющиеся в экспериментах по скрещиванию и отбираемые для изучения их потомства, все будут проявлять такую же высокую стабильность, ибо они еще не были «испытаны», а если и были, то в диких популяциях оказались «отвергнутыми» из-за слишком высокой мутабельности. Во всяком случае нас совсем не удивляет, что некоторые из этих мутантов обнаруживают более высокую мутабельность, чем нормальные «дикие» гены. Температура влияет на неустойчивые гены меньше, чем на устойчивые

Это дает нам возможность проверить нашу формулу мутабельности, которая имеет вид

t = TewIk'1'.

(Напоминаю, что t — это время ожидания мутации с порогом энергии W.) Спрашивается, как будет изменяться t в зависимости от температуры. Из предыдущей формулы с хорошим приближением мы легко находим отношение значения t при температуре T +10 к значению t при температуре Т:

*г+ю _              IUWfkT2

Ir '              '

Поскольку показатель степени в этой формуле отрицателен, отношение, естественно, оказывается меньше единицы. Время ожидания уменьшается с повышением температуры, а мутабельность возрастает. Но это можно проверить и действительно было проверено на муш - 70

ке Drosophila в пределах температуры, которую выщержсивает это насекомое. Результат был на первый взгляд удивительным. Низкая мутабельность диких генов отчетливо возросла, а сравнительно высокая мутабельность, наблюдающаяся у некоторых уже мутировавших генов, вообще не изменялась или увеличивалась незначительно. Это как раз то, чего мы ожсидаем при сравнении наших двух формул. Большая величина W : kT, необходимая согласно первой формуле, чтобы сделать t большим (устойчивый ген), обусловливает малую величину отношения, выгчисляемого по второй формуле, то есть, иначе говоря, определяет существенное увеличение мутабельности с повышением температуры (действительное значение отношения лежсит приблизительно межсду 1/2 и 1/5). Обратные величины (2 и 5), в обыгчной химической реакции мы называем коэффициентом Вант -Г оффа.