Глава тринадцатая. В ПОИСКАХ УТРАЧЕННОГО ДАРВИНА

Глава тринадцатая.

В ПОИСКАХ УТРАЧЕННОГО ДАРВИНА

Первым делом его обвинили в «беззаконии». Эволюция, конечно, существует, ни один ученый уже не верит, будто Бог создал вошь головную и вошь платяную. Но Дарвин неверно объяснил механизм эволюции. Случайно произошли изменения, и те, что оказались полезны, закрепились? Это ненаучно. В 1870-х годах А. Виганд писал: «С введением понятия случая исключается понятие закономерности, и тем самым всякое научное объяснение». Должна быть в организмах какая-нибудь «сила» или «тенденция», которая их изменяет; а поскольку она создала нас, таких прекрасных, то направлена она к прогрессу. Это придумал Ламарк. Но он еще выдумал «упражнения» — это лишнее. И «климат — пища» лишнее. Хватит одной «силы».

Немецкий ботаник Нэгели считал, что носитель наследственности, «идиоплазма», превращается в прогрессивном направлении, его соотечественник Кёлликер назвал внутреннее самосовершенствование «гетерогенезом», Хааке и Эймер, тоже немецкие ученые, — «ортогенезом», итальянец Роза — «ологенезом». Наш Л. С. Берг в 1922 году писал: «Дарвиново представление об эволюции можно обозначить как тихогенез (развитие на основе случайностей)»; эволюция же есть «номогенез, или развитие по законам». Живому присуща сила, развивающая его в сторону усложнения, ни от какого отбора она не зависит. Правда, ни один из перечисленных (и прочих) «генезов» не объяснял, что это за сила, откуда взялась, как работает. Она сила, уж такая сила, и этого довольно. Почему под действием силы, нацеленной на прогресс, некоторые животные регрессировали? Ну, стало быть, в них заложена другая сила…

В мороз окна покрываются узорами. Простодушное объяснение: это затем, чтобы нас радовать. Научное: на стеклах скапливается водяной пар, замерзая, он превращается в кристаллы; в трещинках, покрывающих стекло, влаги больше и слой кристаллов толще, получаются узоры. Почему на конкретном окне расположение трещинок такое, а не эдакое, мы не выясняем и считаем узоры случайными, как мутации, хотя теоретически можно проследить причину появления каждой трещинки. А вот объяснение в духе «генезов»: окна покрываются узорами, ибо в них заложена тенденция покрываться узорами. Это самое нелюбимое Дарвином объяснение, ведь оно вроде бы не противоречит научному. Собака имеет тенденцию лаять, самолет — летать, Волга — впадать в Каспийское море… Что тут возразишь?

Английский физик Тиндаль, однако, считал, что науке нужны только причинные объяснения. Почему небо голубое, а солнце на закате красное? Чтобы нас радовать или потому что в них заложены такие тенденции? Он нашел причину: рассеяние солнечного света в атмосфере. Физика, эта тяжелая артиллерия науки, станет главным защитником Дарвина. Но пока она была против него, ведь в 1854 году Клаузиус сформулировал второй закон термодинамики: «Энтропия мира стремится к максимуму». То есть порядок, если его не поддерживать специально, превращается в хаос. Значит, и живые существа, если ничто специально не управляет их развитием, не могут делаться более сложными и упорядоченными, а должны стать лужей биомассы. Дарвин этим не «заморачивался». Он ждал подмоги не от физики, а от биологии: она выяснит причины мутаций и их передачи по наследству и подтвердит его правоту.

Но поначалу вышло наоборот. В 1901—1903 годах голландец Хуго де Фриз изучал растение энотера: оно ни с того ни с сего рождало экземпляры, резко отличающиеся от родительских, «климат — пища» были одинаковые, постепенного расползания по нишам не было, просто сами собой, за одно поколение, получались новые разновидности. Де Фриз назвал такие явления мутациями. (Еще ранее их описал русский ботаник С. И. Коржинский, назвав «гетерогенезом».) Де Фриз писал, что его открытие не противоречит дарвиновскому: мутации и есть случайные изменения, о которых Дарвин говорил, мутанты будут подвергаться отбору, приспособленные выживут. Но большинство ученых почему-то решили, что мутации, о которых Дарвин твердил много лет, опровергают его. Естественный отбор, может, и есть, но в старом смысле: больные умирают, здоровые живут. Для появления новых видов он не нужен. Так писали Берг и Дж. Уиллис, а последний даже понятие экологических ниш повернул против Дарвина: новый вид возник — сразу готовенький — и пошел выбирать нишу по вкусу.

Де Фриз, сам того не желая, нанес Дарвину второй, еще более сильный удар. В 1900 году он одновременно с немцем К. Корренсом и австрийцем Э. Чермаком наткнулся на работу Менделя и увидел, что она годится для объяснения наследственности: в живых существах есть некие штучки, каждая отвечает за один признак, они передаются независимо друг от друга, в открытом или скрытом виде. В 1909-м датчанин В. Иогансен назвал эти штучки (тогда еще никто не знал, где они сидят) генами. Правда, уже в 1906-м англичане У. Бэйтсон (автор термина «генетика») и Р. Пеннет обнаружили, что некоторые признаки друг от друга зависят; их соотечественник Л. Донкастер открыл, что некоторые признаки передаются только одному полу, а швед X. Нильсон-Эле в 1909-м доказал, что есть признаки, для наследования которых нужно получить сразу много разных генов. Уоллес в 1908-м опубликовал статью «Современное положение дарвинизма» — его друг первым аплодировал бы генетике, она подтвердила описанные им законы наследования и разъяснила их причины. Но у ученых редко находится время читать работы, вышедшие более двух месяцев назад. Молодые генетики решили, что Дарвин писал чепуху, не имеющую отношения к наследственности. Бэйтсон сказал: «Мы больше не нуждаемся в общих идеях об эволюции».

Иогансен несколько лет изучал инфузорий: борьбу за существование они вели, но новой разновидности и не думали образовывать. (Дарвин говорил, что на образование нового вида нужны миллионы лет, но где их возьмешь? Хочется поскорее.) Стало быть, новый вид может получиться только одной резкой мутацией. Г. Дженнингс пришел к тому же выводу, изучая тлей, другие подтвердили его на бактериях, растениях, Дж. Лотси предположил, что новые виды образуются путем скрещивания одних с другими. Но в любом случае нет никакой постепенной изменчивости, Дарвин ее выдумал. Т. Морган писал, что Иогансен «своими замечательными опытами разъяснил ошибку, в которую впадали эволюционисты с 1859 по 1903 год». Это мнение разделял наш генетик Ю. А. Филипченко: «Вопрос о роли отбора был решен окончательно и бесповоротно в 1903 г., когда появилось исследование Иогансена». Последний гвоздь в крышку гроба вбил Э. Норденшельд в 1920-х годах: «Историю биологии можно закончить описанием уничтожения дарвинизма».

Правда, эксперименты на животных, размножающихся половым путем, показали, что они могут меняться постепенно: у дрозофил увеличивается число щетинок, крысы меняют окраску, куры лучше несутся. Но это отнесли на счет того, что у родителей изначально были разные гены. А если гены одни и те же, ничего нового из них получиться не может. Парадокс: генетики утверждали, что единички наследственности не могут мутировать, и смеялись над Дарвином, считавшим, что могут!

С голубятниками и садоводами ранние генетики не советовались, животных в природе не изучали: так, конечно, никаких новых видов не обнаружишь. Игнорировали они и других биологов. В 1913 году энтомолог Л. Плате изучал, как бабочки мимикрируют, делаясь похожими на листья, и выстроил ряд, на одном конце которого были бабочки, весьма мало похожие на лист, на другом — идеально похожие; последние выживали успешнее прочих. Это означало, что мутации происходят помаленьку и побеждают те, носители которых приспособлены к среде. А. Чеснола и Суиннертон демонстрировали это на разных насекомых: успешнее плодятся носители определенных окрасок, причем у одних видов она защитная, у других угрожающая: первые занимают нишу, где выгоднее прятаться, вторые — где выгоднее отпугнуть. Насекомые дали классический пример того, как вид меняется, приспосабливаясь к нише. Бабочки пяденицы — светлые, они живут на светлых березах, и окраска им помогает прятаться. Но в Англии еще при жизни Дарвина обнаружили темных пядениц. Они жили в промышленных районах, где березы почернели от копоти. Более темные бабочки прятались на темных деревьях, более светлых ели птицы. Постепенные мутации делали бабочек все темнее. К середине XX века светлые пяденицы в этих местах исчезли. Это не значит, что их гены целенаправленно старались приспособиться. Просто мутантам в этой конкретной нише больше везло.

К 1924 году немецкий ботаник Э. Баур на львином зеве доказал, что мутации бывают маленькие и постепенные. К ботаникам генетики почему-то прислушивались больше, чем к бабочковедам. Позиции Иогансена поколебались. А тем временем американец Э. Уилсон объяснил, почему у бородатого отца не родится бородатая дочь: еще в 1902 году Т. Бовери (Германия) и У. Сеттон (США) открыли, что наследственность хранят хромосомы, а Уилсон показал, что они бывают мужские и женские. Ученик Уилсона Морган пришел к заключению, что в разных хромосомах сидят разные гены и гены с одной хромосомы наследуются скопом. Хромосомисты вступили в конфликт с генетиками: Уилсон считал, что генов нет, раз по наследству передается целая хромосома, Морган не верил, что бывают резкие мутации. В 1928—1930 годах А. С. Серебровский и Н. П. Дубинин доказали, что ген — не отдельная штучка, которая в хромосоме прячется, а участок хромосомы, и разные участки одной хромосомы могут мутировать независимо друг от друга. В этом разброде уже никто Дарвина не бранил, его просто игнорировали.

Первым генетиком, который решился изучать не лабораторную, а нормальную природу, был С. С. Четвериков. Он изучал, как и Морган, дрозофил, но диких, и, как когда-то Дарвин у усоногих, обнаружил, что все они чуточку различаются. Он доказал, что маленьких, еле заметных мутаций полно и что они, если полезны, могут накапливаться, что рано или поздно приведет к появлению нового вида. (Правда, он считал, что один старый вид превращается в один новый, а разветвиться на несколько не может, если все происходит на одной территории. Дарвин бы с этим не согласился — без дивергенции он жизни не мыслил, и позднейшие исследования показали, что Четвериков ошибался.) Четвериков в 1926 году, позднее Р. Фишер в Англии и С. Райт в США доказали, что генетика и закон естественного отбора не враги, в 1937-м их выводы подытожил Ф. Г. Добржанский; так родилась синтетическая теория эволюции (СТЭ): генные мутации возникают случайно, те, что оказались полезны, по закону естественного отбора распространяются, вытесняя другие. В 1942 году Джулиан Хаксли, внук «бульдога Дарвина», присоединил к СТЭ знания о хромосомах и добавил, что мутации бывают маленькие и большие, быстрые и медленные — это непринципиально.

Все позднейшие открытия СТЭ вбирала в себя. Ее приняли почти все биологи. Возражал лишь американский генетик и эволюционист немецкого происхождения Р. Гольдшмидт (он и существование генов отрицал), да и то частично: по его мнению, мутации бывают только резкими. Например камбала: как могли ее глаза постепенно съехать на одну верхнюю сторону головы? Они съехали сразу. Но выжила камбала по закону естественного отбора: мутация оказалась ей полезна, так как удобнее таращиться в небо, чем в дно. Однако самого Дарвина эта версия не устроила бы: «Если бы возможно было показать, что существует сложный орган, который не мог образоваться путем многочисленных последовательных слабых модификаций, моя теория потерпела бы полное крушение». Ничего, скоро мы с этой камбалой разберемся.

Казалось, Дарвин и генетика помирились навек. И вдруг Дарвин был отправлен в очередной нокдаун. В 1944 году американец О. Эйвери открыл, что наследственная информация записана в молекуле дезоксирибоинуклеиновой кислоты — вещества, открытого еще в 1869-м, но, как считали, не имевшего отношения к наследственности; в 1953-м Ф. Крик и Дж. Уотсон описали структуру этой молекулы. Чем это великое открытие было страшно? А тем, что в 1958-м Крик сформулировал ужасную Центральную Догму: ДНК диктует — все молча подчиняются. Естественный отбор это никак не затронуло, но Центральная Догма подписала смертный приговор другому дарвиновскому детищу — «милым маленьким таинственным геммулочкам». Любой намек на возможность передать по наследству приобретенные при жизни признаки стал считаться ересью.

Но другие открытия врачевали рану. Расшифровка генетического кода, сделанная в 1961 году американским биохимиком М. Ниренбергом, продемонстрировала общность происхождения всего живого на Земле. Тогда же Г. X. Шапошников провел опыты с тлями и увидел, как они без физической изоляции делятся на новые разновидности. А вскоре начала расшатываться и Центральная Догма. В 1970-е годы признали открытие, сделанное в 1951-м американским цитогенетиком Барбарой Макклинток на кукурузе: некоторые гены не сидят на своем месте в хромосоме, а скачут; их назвали МГЭ (мобильные генетические элементы), и к ним относятся, например, эндогенные ретровирусы, те самые существа, что когда-то запрыгнули в нашу ДНК извне и смахивают на дарвиновские геммулы. А в 1970-м Г. Темин и Д. Балтимор открыли механизм обратной транскрипции, благодаря которому РНК-существа могут бунтовать против ДНК. Кажется, за бедными геммулочками признано хотя бы теоретическое право на существование… Но расслабляться рано: пинки посыпались с другой стороны.

Еще в 1925 году Н. В. Тимофеев-Ресовский предположил, что гены могут «включаться» и «выключаться», это зависит, в частности, от других генов; в конце 1950-х французы Ф. Жакоб и Ж. Моно открыли гены-регуляторы, которые управляют работой других. Потом обнаружили гены-активаторы, гены-модификаторы, регулирующие части в обычных генах и в «мусорной» ДНК, и прочие разновидности «управляющих». Поскольку все эти штуки порой ведут себя как геммулы, заставляя организм меняться в зависимости от окружающей среды, Дарвин бы ликовал. Но в 1969-м Р. Бриттен и Э. Дэвидсон заявили, что существование «управляющих» генов доказывает: виды образуются без естественного отбора, «просто так»: один регулятор (или модификатор, или активатор) мутировал — и мгновенно получился новый вид, как предрекал всеми осмеянный Гольдшмидт.

Сейчас известно, что одна мутация в «управляющих» генах действительно может резко изменить организм. Есть ген, регулирующий развитие передних лап. Его регуляторную часть от летучей мыши пересадили обычной — получилось чудовище с невероятно длинными лапами. Но нет доказательств, что подобные явления могут закрепиться без отбора. Спор о том, получаются ли новые виды «скачком» или постепенно, велся весь XX век и до сих пор не кончился. В 1972-м американские антропологи С. Гулд и Н. Элдридж сформулировали «теорию прерывистого равновесия»: вид долго остается почти неизменным, потом быстро превращается в другой или другие. По их мнению, это не поколебало позиций Дарвина, благоразумно замечавшего, что сие бывает и медленно и быстро, но люди менее сведущие ухватились за слово «быстро»: раз так бывает, значит, «Дарвина опровергли». Но для биологов «быстро» — это каких-нибудь 100 тысяч лет… А в XXI веке британские биологи установили, что в среднем для всех живых существ на долю «быстрых» периодов приходится 22 процента изменений, а «медленных» — 78 процентов; и внутри «быстрого» периода распространение новой мутации все равно происходит постепенно, в несколько этапов.

Дарвину еще при жизни говорили, что многие особенности — оттенки лепестков, пятнышки на шкурах — не полезны и не вредны, а «просто так». Тогда их появление относили на счет Творца или «внутренней силы», а в 1960-е М. Кимура, М. Кинг и Т. Джукс предложили «нейтральную эволюцию»: большинство мутаций нейтральны, значит, их сохранение или исчезновение не подчиняется отбору. Дарвин и тут благоразумно признал, что «как бы нейтральные» мутации есть, но скорее всего они для чего-то нужны, просто мы этого не поняли, или же они притащились за полезными как нагрузка. Большинство современных биологов с этим согласны; А. Г. Креславский пишет, что в нормальных условиях может казаться, что мутация ничего не значит, а при стрессе может выявиться, что она губительна или наоборот.

Пока теоретики били Дарвина, практики ежедневно доказывали его правоту. Был побит распространенный аргумент противников эволюции: «Нет, вы нам покажите, как живое существо, борясь за существование, превращается в другое! Мы не хотим ждать миллионы лет!» Миллионы нужны не всегда. Вирусологи ежемесячно видят появление новых видов вирусов, приспосабливающихся к лекарствам. Мелко? За 20 лет (44 тысячи поколений) вывелся новый вид кишечной палочки. Опять мелко? За последние 50 лет зарегистрировано несколько тысяч новых разновидностей насекомых, устойчивых к ядам. Скучно, мелко, еще крупнее?

В 1971 году пять пар ящериц Podarcis sicula перевезли с одного острова в Адриатическом море на другой. Климат был такой же, как на старом месте, хищники отсутствовали, зато жили другие ящерицы, Podarcis melisellensis. 36 лет спустя исследователи увидели, что стало с ящерицами. Во-первых, у них изменились размер и форма головы и они стали сильнее кусаться. Во-вторых, в их желудках появились новые органы, предназначенные для лучшего переваривания травки. В-третьих, «понаехавшие» вытеснили старожилов. Нет, они их не съели, эти ящерицы мирные зверьки. Они просто лучше приспособились к нише; они доказали, что борьба за существование, приводящая к появлению новых видов, идет, как и говорил Дарвин, между самыми близкими. Американские биологи изучили несколько островных популяций ящериц Anolis: там, где хищников не было, но плотность яшеричьего населения была высокой, выживали и размножались только самые сильные и быстрые, и вскоре все ящерицы становились крупнее и их ноги удлинялись. Если же были хищники, но самих ящериц было не слишком много, это на их размеры и длину лап не влияло.

С появлением новых животных старые не обязательно исчезают. Все зависит от ниши. В конце XIX века в Америку занесло египетских цапель. Они ищут еду в траве. Американские цапли — на мелководье. Друг дружке они не мешают и живут бок о бок. Иногда аборигены, уступив нишу захватчикам, осваивают новую, как галапагосские вьюрки: на одном островке высадились конкуренты, и за несколько лет у вьюрков клювы стали короче, что позволило им добывать насекомых в новых местах, а старые они оставили чужакам. Все не то, скучно, вы нам покажите, как бегемот превращается в кита или что-то в этом роде? Увы, придется ждать миллионы лет…

Дарвин сокрушался, что найдено мало «переходных звеньев» между видами, и не верил, что их найдут много. Но палеонтологи сделали столько, сколько ему и присниться не могло. Они открыли в горных породах радиоактивные «часы», с помощью которых подсчитали продолжительность жизни вымерших видов, и сами виды отыскали. Помните камбалу? Чтобы ее глаза постепенно переехали наверх, требовалось, чтобы ее предки, у которых один глаз был хоть чуточку сдвинут к макушке, имели преимущество. Какое преимущество могло дать небольшое смещение глаза, если он все равно оставался на нижней стороне и не мог ничего видеть, кроме дна? Но американец М. Фридман нашел рыб, живших 55—40 миллионов лет назад, и у них асимметричная голова, которая Гольдшмидту казалась невозможной: один глаз уже съехал к макушке. (Процесс переползания глаза повторяется в ходе камбалиного взросления: у мальков глаза на разных сторонах, но по мере взросления они съезжают на одну.)

XXI век сделал Дарвину много подарков. Расшифровали геном человека, шимпанзе, неандертальца, разобрались, кто кому кем приходится. Дарвин задавал вопросы, наука отвечала на них. Почему браки близких родственников опасны? Потому что бывают вредные мутации и велика вероятность, что и жених, и невеста унаследовали их от общего предка и оба передадут ребенку. Почему у каждого младенца есть руки, ноги и голова и почти никогда ничего не перепутывается? Дарвин предположил, что есть геммулы руки, геммулы ноги, они всегда сидят на нужном месте, а если случайно геммулы оказались не там, то может и нога вырасти на голове. Глупости? Во всех клетках организма набор генов одинаков, но сами клетки разные: кожи, волос, слизистой оболочки. И всё на своем месте: в желудке не растут волосы, а кожа не покрыта слизью. Почему? Потому что в каждой клетке работает свой набор генов, а остальные выключены генами-регуляторами. Американец Э. Льюис наблюдал муху, у которой ноги росли на голове. Почему? Регулятор сбился, не то и не там включил. Почему сбился? Когда-нибудь узнаем и это.

Дарвин ломал голову: почему животные одного вида, когда начинают расходиться на несколько видов, не скрещиваются между собой. Любят похожих на себя, это ясно, но почему любят и как опознают «социально близких»? Недоумеваем и до сих пор. Шапошников за десять поколений вывел из одного вида тлей две разновидности, которые различались только поведением: одни ели одно, другие другое. Потом поселил их вместе, но скрещиваться друг с другом они не пожелали. Почему? Есть версия, что белок по кличке DSCAM распознает своих, но как именно он это делает, пока не ясно.

А сами гены подчиняются законам Дарвина? Да, они живые и эволюционируют. Новые гены возникают из-за ошибок копирования, сращивания нескольких генов или расщепления одного; в результате рядом с предковым геном появляется новый вариант (или несколько) и они дивергируют: каждый приобретает свою функцию, занимает нишу, некоторые вытесняют собратьев. Ученые выделяют семейства генов и узнают, от какого общего предка они разошлись: например у человека три гена для цветного зрения и один для ночного видения, все произошли от одного. Правда, у некоторых генов нет гена-предка. От кого произошли такие, не вполне ясно, скорее всего от так называемых «мусорных» участков ДНК. Если они нашли себе нишу, могут стать родоначальниками новых семейств. Не найдут — вымрут, как вымерли больше половины человечьих генов, отвечающих за обоняние. Не нужно нам оказалось острое обоняние…

А что там с обвинением Дарвина в «беззаконии»? Физик Л. Больцман, его современник, потратил много лет на обоснование эволюции с физической точки зрения, но его попытки разбились о второй закон термодинамики. В неживой природе порядок не образуется из хаоса — и в живой не может. В начале XX века именно вторым законом били Дарвина Н. А. Бернштейн, У. Блум, К. Тринчер. Но в 1947 году И. Пригожий доказал, что порядок из хаоса не может получиться только в изолированных системах — таких, в которые энергия не поступает извне и не выходит наружу. А живое относится к неизолированным системам: такие берут энергию извне, внутри себя ее упорядочивают, а ненужные остатки выкидывают, увеличивая наружный хаос. Мы взяли из внешней среды бутерброд и съели, он поучаствовал в построении нашего упорядоченного тела, а потом оказался снаружи в весьма неупорядоченном виде… И. И. Шмальгаузен: «В эволюции организмы снижают энтропию, то есть увеличивают свою упорядоченность естественным отбором особей, наиболее успешно разрушающих внешнюю среду…» Увы: чем выше организовано живое существо, тем больше хаоса оно создает вокруг. Бактерии не наносят Земле почти никакого урона; слоны могут съесть рощу; мы уничтожаем целые экосистемы. Можно ли с этим бороться? Да, если воспринимать как единую систему не только себя — угождая своему организму, мусорю, плюю на пол и вырубаю лес, — а себя и окружающую среду вместе: забочусь о ней как о собственном теле.

Физик М. Эйген, в 1967 году разработавший концепцию самоорганизации материи, в нобелевской речи назвал Дарвина «великим физиком», ибо открытый им закон естественного отбора оказался куда более общим законом — противодействия энтропии. Физик Г. Хакен предложил концепцию «обобщенного дарвинизма, действие которого распространяется не только на органический, но и на неорганический мир». Мутации разрушительны, они ломают заведенный порядок и увеличивают хаос. Поэтому сами они не создали бы новых видов, а разрушили все живое. Но естественный отбор дает живым существам возможность бороться с хаосом. Н. Борисов: «Без отбора эволюция бы не привела ни к каким результатам… роль естественного отбора аналогична роли холодильника в тепловой машине, удаляющего лишнюю энтропию за пределы системы». (На язык физики естественный отбор переводят так: упорядоченность порождается сочетанием случайного изменения состояния системы с последующим избирательным запоминанием результатов изменения.)

Физикам хорошо, с ними не спорят обыватели, их просто никто не понимает. Вознесшие Дарвина к себе на олимп, они не подозревают, что где-то внизу, вокруг да около биологии, кипят старые споры. К. Н. Несис, доктор биологических наук: «Многолетняя борьба дарвинистов с антидарвинистами напоминает разрезание киселя: вместо номогенеза возникает неономогенез, вместо катастрофизма — неокатастрофизм». За границей и у нас продолжают публиковаться авторы, утверждающие, что в живых существах сидит «внутренняя сила». Историк Ю. Чайковский много лет доказывает, что естественного отбора нет. У ящериц при конкуренции удлинились лапы, а без конкуренции не удлинились. А как вы докажете, что виновата конкуренция? Может, это совпадение!

«Лирику» нелегко понять, что такое закон природы. Вы видите, как с ветки падает яблоко. Как доказать, что оно упало по закону всемирного тяготения? Может, другие и по закону падают, а это просто так, без закона? Но закон — это сформулированный механизм повсеместно наблюдаемой взаимосвязи между явлениями. Мы наблюдаем, как на острове, где мало еды, ящерицы вынуждены больше драться и бегать, поэтому мелкие и коротконогие ящерицы вымирают, а большие и длинноногие размножаются. Дарвин назвал механизм этого явления естественным отбором. Вот и все…

У антидарвинистов есть и более внятные претензии к естественному отбору. По Дарвину, отбор служит приспособлению к окружающей среде. Но почему организмы столь несовершенно приспособлены? Да, насекомые становятся похожими на листок, чтобы их не ели. Но их же все равно едят! Почему они не сделались несъедобными? Вообще-то этот аргумент с большим основанием можно предъявить антидарвинистам: если «внутренняя сила» ведет организмы по пути эволюции, почему она не сделала насекомых несъедобными? Но попробуем разобраться по сути. Во-первых, все в природе взаимосвязано: абсолютная приспособленность одного не даст жить другому. Если бы те, на кого охотятся, были несъедобны, охотники бы вымерли. Во-вторых, Дарвин еще в 1839 году сказал: адаптация стремится к совершенству, но никогда не достигает его.

Эту мысль развивали Э. Майр, Н. Н. Воронцов, а А. П. Расницын предложил термин «адаптивный компромисс». Невозможно улучшить все сразу. Маленький мобильный телефон почти невесом, но на крошечные кнопки неудобно нажимать. Сделать кнопки большими — экран станет маленьким. Перенесли кнопки на экран, сделав его сенсорным, — теперь надо его беречь от случайных нажатий… И техника, и природа идут по пути компромисса: немного улучшили то, немного другое, попутно ухудшилось третье, будем приспосабливаться, хотя заведомо ухудшим еще что-нибудь… Гепард быстро бегает, его строение приспособлено к этому, но из-за такого строения он скоро утомляется и не умеет лазить по деревьям. Млекопитающие долго живут и имеют больше радостей жизни, чем бактерии, зато у бактерий зубы не болят. Саламандры могут отрастить конечность, а мы нет: у млекопитающих нет гена, который позволяет регенерировать. В процессе эволюции он потерялся. Случайно? Бывает и такое, но в данном случае, похоже, перед нами адаптивный компромисс. Лапа саламандры отрастает, так как на поврежденном участке клетки костей, крови и кожи превращаются в массу неспециализированных клеток и интенсивно делятся. Но у млекопитающих такое деление приводит к раку, а он опаснее для жизни, чем ампутация конечности, поэтому выжили те млекопитающие, которые лап себе не отращивали, зато раком реже болели. По принципу адаптивного компромисса написаны некоторые главы этой книги — чудовищно примитивно для «физиков» и сложновато для «лириков»; но если бы автор переделал их в сторону полного усложнения или полного упрощения, то либо «физики», либо «лирики» его бы просто придушили.

Вторая претензия современных антидарвинистов — «преадаптации». Это вариация на старую тему: не мог с нуля развиться глаз, он был «запрограммирован». Как могли у рыб отрасти ноги, у птиц перья, ведь на зачаточных ногах нельзя ходить, а на еле оперенных крыльях — летать? Значит, «внутренняя сила» запрограммировала ноги и перья.

Дарвин писал о преадаптациях в «Происхождении видов»: «Черепные швы у молодых млекопитающих подвинулись так далеко, что рассматривались как адаптации, облегчающие акт родов, и, без сомнения, они могут ему способствовать или даже оказаться необходимыми; но так как эти швы существуют и на черепах молодых птиц и пресмыкающихся, которые вылупляются из яйца, то мы вправе заключить, что это строение вытекает из самих законов роста и только впоследствии оно сделалось полезным при акте рождения высших животных». В сказке Киплинга слоненок захотел узнать, что ест крокодил, тот в ответ схватил его за нос и стал тянуть, получился хобот, который опечалил слоненка, но потом оказался полезен: обливаться водой, отгонять мух… Многие органы образовались как приспособление к одному, но пригодились для другого. Перья служат не только для полетов, их имеют все нелетающие птицы, современные и вымершие. Перья были полезны для защиты от холода и жары: чем больше перьев, тем комфортнее жить на земле, а потом оказалось, что на оперенных крыльях удобно летать. Ископаемая рыба ихтиостега имеет крохотные зачаточные ножки. На них с трудом можно таскать тяжелое тело по дну. Но ихтиостегины дети, у которых масса тела меньше, возможно, могли выбраться на сушу, спасаясь от хищников, и чем длиннее были их ножки, тем успешнее они выживали. А вот пример преадаптации не из древности. У попугаев мощный острый клюв и крепкие когти. Кажется, что это подходит для охоты на крупную дичь, но попугаи едят семена и фрукты, а клюв и когти им полезны для лазания по деревьям или вытаскивания насекомых. Однако в 1868 году обнаружили, что попугай кеа в Новой Зеландии нападает на овец. Его клюв и когти не изменились, а стали использоваться для освоения новой ниши.

Не нова и третья претензия: если мутации случайны, то как дальние родичи стали схожи? Если они расходятся от предка в разные стороны, почему развиваются не каждый на свой лад, а почти одинаково? Значит, нет дивергентной эволюции, а есть параллельная? Эта идея была популярна в 1920-е годы, когда Вавилов и Холдейн описали законы параллельного развития: у всех колосящихся злаков есть разновидности с рыхлым, плотным и средним колосом. Дарвин ничего странного в параллелизмах не видел: если два существа занимают схожие ниши, им полезно схожее строение. У млекопитающих дельфинов форма тела и передних конечностей такая же, как у рыб, потому что те и другие живут в воде. Но есть и другая причина параллелизмов. Берг считал «параллельную эволюцию» доказательством того, что «организмы развиваются согласно заложенным в них силам». Для Дарвина это доказательство совсем иного — того, что характер мутаций обусловлен «природой организма».

Мы и неандертальцы развивались независимо друг от друга, но похожи. Это не случайность, а закономерность, действующая не только в биологии: предшествующее состояние системы определяет ее последующее состояние. Если бы случилось так, что вскоре после изобретения мобильного телефона все материки оказались изолированы друг от друга и европейские производители ничего не знали о деятельности американских, те и другие все равно совершенствовали бы телефон в одном направлении, заданном его «природой», как мобильное средство связи, а не в сторону рукомойника или унитаза. Как только наш с неандертальцами общий предок отрастил большой мозг и большую голову, стало ясно: у всех его потомков женщины будут трудно рожать, дети будут слабенькие, неразвитые, для их защиты потребуется что-то вроде семьи; свойства же самого мозга определили, что им будут думать, а не колоть орехи. «Лирику», однако, трудно уловить разницу: Берг говорит, что «заложенная» в организмах сила велит им развиваться сходным образом, и вы тоже толкуете: разовьется то, что было на предыдущем этапе заложено… Разница в том, что развивается не просто «заложенное», а полезное в конкретной нише. Аппендикс не развивается. Зубы человека могли бы увеличиваться, но не увеличиваются, потому что это бесполезно. В мобильном телефоне возможность бить им людей по голове заложена, но в нише, где этот аппарат используется, она не нужна. Не «внутренняя сила», а польза определяет, что разовьется, а что нет. Но ведь иногда развиться может и бесполезное? Какая польза в том, что телефоны бывают красные, а неандертальцы были рыжие? Возможно, никакой: этим и объясняется то, что существа разных видов эволюционируют похоже, но все-таки не одинаково.

Претензия четвертая: ладно, пусть организмы приспосабливаются к нише или как там ее; но Дарвин утверждает, что они это делают не специально, а просто случайно родившиеся более приспособленными имеют преимущество. Это скучно. Гораздо красивее идея, что они приспосабливаются сознательно, «хотят» этого. Надо сказать, что биологи, не говоря уж о популяризаторах, часто употребляют такие выражения, как «клетка стремится», «вирус хочет», желая упростить объяснение, но попутно запутывая читателей. Это, увы, неизбежно, потому что в человечьем языке все слова человечьи и мы не можем объяснять внечеловеческую природу, не «очеловечивая» ее. По большому счету все ученые термины — «сила», «закон», «отбор» — не должны применяться к внечеловеческим явлениям. Но где взять другие? Если в организм попал вирус, клетки-лимфоциты не «хотят» его убить, а случайно перебирают варианты антител; когда вдруг образовался удачный вариант, вирус умирает. Впрочем, слово «перебирают» тоже человечье. Атомы так складываются, что… Но слово «складываются» тоже какое-то… Единственный более или менее корректный язык — математический. Но если на нем изъясняться, никто не поймет.

Если никто ни к чему не «стремится», почему все-таки эволюция идет по пути прогресса: от бактерии к человеку? Да, Пригожий доказал, что самопроизвольное усложнение систем возможно, но оно не обязательно…

Дарвин слово «прогресс» не терпел: «Попытки сравнивать в отношении высоты организации представителей различных типов совершенно безнадежны; кто решит, кто выше, каракатица или пчела». «Прогресс» — слово субъективное. Прогрессивно — выход из воды на сушу (раз мы живем на суше), половое размножение (раз мы так делаем). Это нам кажется, что есть прогресс, потому что мы себя считаем прогрессивными. Если бы у бактерии была точка зрения, она бы сочла себя прогрессивной (и есть за что: она не курит и не пьет), а нас — бессмысленным выростом на эволюционном древе. У нас зубы меньше, чем у наших предков, и нет хвоста, но почему мы решили, что это прогрессивно?

Но даже с нашей точки зрения прогресс — не господствующая тенденция, а частный случай. У кого-то прогресс, а кому-то и с регрессом хорошо. Многие современные животные (морские зверьки брахиоподы, например) примитивнее вымерших. У паразитов взрослые формы примитивнее личинок. Последователи Берга убеждены, что эволюция есть реализация стремления живого к прогрессу — а почему тогда амебы и бактерии до сих пор существуют и их гораздо больше, чем зайцев или людей? Ах, в них не было заложено стремление к прогрессу? А почему? Общего прогресса в природе нет: да, человек появился, но бактерии-то остались…

Но этот аргумент — почему до сих пор живут простейшие — используется и против Дарвина. Если они были приспособлены жить в луже, что же им не жилось? Если никакая «внутренняя сила» их не гнала, почему кто-то из них дал начало высокоразвитым животным? Да потому, что, как и говорил Дарвин, они все были не одинаковые, а разные. Наличие разных вариантов дает возможность случайного выбора. Да или нет? Быть или не быть? Размножаться или не размножаться? Усложняться или не усложняться? А если вариантов несколько, возникает много ответов; и каждый выбор влечет за собой новый выбор. Одни из простейших тварей в результате мутации не усложнились, а другие упростились, а третьи усложнились в одном направлении, а четвертые в другом. А. Марков: «Одноклеточное существо Protozoon, имеющее всего одну клеточную структуру ("глазок"), задающую полярность клетки, и всего один регуляторный фактор с двумя эффектами, — это незамысловатое простейшее, оказывается, в результате единственной случайной мутации (которая выводит из строя механизм окончательного разделения клеток после митоза, так что они остаются слипшимися) дает автоматически целый веер сложных многоклеточных форм». Из этого веера зверушки расползались, формируя ниши и занимая их, кому-то подошла ниша попроще, и он ее оккупировал надолго, другим пришлось меняться дальше, тычась в поисках ниш… Кого из них считать прогрессивными? Биолог А. Н. Северцов считал, что надо выделить два типа прогресса: биологический (успех в борьбе за существование) и морфофизиологический (усложнение структуры). Во втором смысле мы действительно прогрессивнее бактерий, то есть устроены сложнее их: у нас есть руки, ноги, нервные клетки, глаза. И усложнение идет с ускорением: например, от зарождения жизни на Земле до первых беспозвоночных животных прошло три миллиарда лет, а от появления млекопитающих до возникновения ветви Homo sapiens — всего 200 миллионов. Почему?

Биологический прогресс ускоряется по тем же причинам, что и технический. Усложнение системы ведет к увеличению побочных эффектов и неустойчивости, а чтобы это преодолеть, требуется новое усложнение (как с версиями Windows).

Вылезли из воды и начали осваивать сушу — пришлось учиться рыть норы, лазить по деревьям. Встали на ножки — они ломаются, надо как-то их укреплять. Из-за большой сложности начали болеть — потребовались механизмы защиты. И чем дальше, тем чаще требуются поправки и заплатки. Но усложнение системы не только требует дальнейшего усложнения, но и облегчает его. Чем сложнее организм, тем больше у него разных способных к эволюции систем (у амебы кровеносной, нервной, мышечной систем нет, а у червяка — есть). Отсюда повышение вероятности всяческих новшеств. Из телефона проще сделать мобильный телефон, чем из колеса, потому что в нем много деталей, каждую из которых можно развить. Более того, придумать телефон было легче и быстрее, чем колесо, — изобретатель телефона уже знал телеграф и радио, а создателям колеса было не на что опереться.

* * *

Один из крупнейших биологов XX века Ф. Г. Добржанский сказал: «Ничто в биологии не имеет смысла иначе как в свете эволюции». Д. А. Шабанов, кандидат физико-математических наук: «Эволюция не является теорией. Само явление эволюции, то есть исторического изменения организмов, видов и экосистем, является фактом, многократно доказанным в разных областях знания и практики. Проблема, до сих пор не нашедшая полного решения, — описание механизмов эволюции, являющееся предметом рассмотрения многих теорий». С. В. Багоцкий, биолог: «Чарлз Дарвин был, по-видимому, самым крупным биологом за всю историю науки». Американский биолог Эрнст Майр: «Дарвин сделал биологию наукой». Но мало ли что эти ученые болтают! Зато в иллюстрированных журналах можно прочесть, что «Дарвина опровергли» и «эволюцию опровергли». Доказали, что человек не индивидуалист, а социальное существо: «Дарвина опровергли!» Открыли горизонтальный перенос генов: «Дарвина опровергли!» Виной тому не только наше нежелание признать свое естественное происхождение, но и само дарвиновское открытие: оно кажется таким простым, что любой может с ним спорить. Н. Архангельская, А. Механик: «Оспаривать теорию относительности или квантовую хромодинамику обывателю вряд ли придет в голову. А атаки на дарвинизм со стороны рядовых граждан не прекращаются до сих пор».

Распрощаться с Дарвином советуют не только противники эволюции. Историк науки А. В. Куприянов: «Постоянная тяга общаться с классиками, реанимируя их как актуальных представителей научного сообщества, свидетельствует о недонасыщенности жизненного мира живыми коллегами… Это относится не только к тем, кто пытается доказать, что дарвинизм "вечно жив", но и к настойчивым критикам дарвинизма. Работы, подобные "Эволюции не по Дарвину" В. И. Назарова или "Науке о развитии жизни" Ю. В. Чайковского, в которых в десятый раз пережевываются мнимые проблемы их вымышленного уродливого "дарвинизма", — тяжелое последствие интеллектуальной изоляции и признак глубокого провинциализма российской науки. Вместо коллег-современников такие авторы вызывают придуманные ими же самими призраки классиков».

Иногда поговорить с «призраками» полезно, но живые их не очень-то слушают; возможно, биология развивалась бы чуть быстрее, если бы ранние генетики не пинали стариков, а прислушались к их лепету. (Конечно, мы и без них рано или поздно все откроем, но задержка в несколько лет стоит здоровья многих людей и зверей.) Ученые XIX века думали, что внешние условия влияют на развитие организмов — чушь! Мутации случайны, так сказал де Фриз, что ж мы будем слушать стариков? Так считали до 1925 года, пока Г. А. Надсон, Г. С. Филиппов и Г. Меллер не доказали, что мутирование можно вызывать, например, облучением. Дарвин что-то там лепетал, будто мать и отец могут оказать разное влияние на развитие детеныша? Для ранней генетики это чушь, а теперь известно явление геномного импринтинга, с которого мы начали эту книгу: ген может работать сильнее или слабее в зависимости от того, получен он от мамы или папы. Дарвин что-то там брякнул о наследовании приобретенных признаков? Чушь! Если и есть такое наследование, оно не генетическое, а эпигенетическое. Но он-то говорил не о генетическом наследовании, а о наследовании вообще, а теперь должен выслушивать, что эпигенетика его «опровергла»…

Мы сбрасываем «призраков» с корабля современности, а они, необидчивые, все стараются помочь… Выше мы пытались объяснить, почему существует и ускоряется эволюционный прогресс, почему безмозглая бактерия «породила» мыслящего человека, — не очень убедительное вышло объяснение, чересчур общее. А не сказал ли чего-нибудь по этому поводу Дарвин? Вряд ли: он прогресса не признавал. Но все же предложил невероятно изящную и практически проверяемую гипотезу: «Появление чувства наслаждения и боли — один из важнейших шагов в развитии разума».

О нейромедиаторах он не слыхивал, но механизм их действия изложил в письме Дж. Роменсу: «Какой-то стимул действует на точку, которую затрагивает, и это действие сначала передается во всех направлениях, а затем постепенно закрепляются некоторые полезные пути передачи… Такая передача впоследствии стала связана каким-то определенным способом с удовольствием или болью. Эти ощущения привели ко всем видам интенсивных действий, таких как простое извивание червя, которое было хотя бы немного полезно. В то же время возбуждались все органы чувств. Впоследствии были найдены определенные, наиболее полезные пути передачи, и они закрепились».

Мы говорили о «дофаминовой награде»: сделал что-то, попробовал что-то — получил кайф (или пинок). Но пинки побуждают отказаться от поиска ощущений, а кайф — искать их; и поскольку высокоразвитые животные деятельны, Дарвин, очевидно, был прав, предположив, что наслаждение — более сильный стимул, чем боль. Дофамин побуждает к деятельности: когда у подопытных мышей искусственно вызывали его нехватку, они не хотели есть, ложились и складывали лапки; укол дофамина — вновь делались любознательны и активны. В XX веке думали, что дофаминергическая награда есть только у высших животных. Теперь обнаруживают, что подобный механизм работает у всех позвоночных, начиная с рыб, а вскоре, вероятно, найдут его и у беспозвоночных.

Трудно представить, что один и тот же механизм побуждает нас колесить по свету в поисках счастья, а червя — извиваться. Но дофамин отвечает не только за наслаждение, но и за двигательную активность: при его недостатке развивается болезнь Паркинсона, которая одновременно приводит к расстройству двигательной функции и депрессии. Выходит, счастье и движение действительно связаны. Когда-то удовольствие получали от «простого извивания», теперь — от активности мысли. Возможно, прогресс пошел с ускорением с того момента, когда наши предки случайно обрели механизм награды: кто раз попробовал наслаждение, не может не стремиться получить его, пробуя все более разнообразные раздражители, и чем больше попробовал, тем больше хочется и активнее ищется: за какие-то тысячи лет мы научились получать наслаждение не только от еды и секса, но и от сонаты Бетховена, решения задачи, чтения стихов.

Могут ли слоны или современные обезьяны когда-нибудь обрести разум? Экспериментаторы дали пчелам поесть глутамат натрия, который мы используем для усиления вкуса, — они стали любознательнее. Всякое удовольствие неразрывно связано с поисковой активностью? Давайте попробуем доставлять зверям как можно больше разных удовольствий — если, конечно, не боимся вырастить конкурирующую цивилизацию…

Данный текст является ознакомительным фрагментом.