Эволюция всего - Мэтт Ридли 6 стр.

Ричард Докинз сравнивает прохождение через эти стадии с восхождением на гору («Гору Невероятного») без единого непреодолимого подъема. На горы взбираются снизу. И Докинз демонстрирует существование множества таких «гор» – разного типа глаз у разных животных, от составных глаз насекомых до многочисленных и странных глаз пауков – на разных стадиях эволюции. Компьютерные модели подтверждают, что ни один из этих вариантов не являлся недостатком.

Более того, оцифровка биологических данных, начавшаяся с открытием ДНК, предоставляет прямые и недвусмысленные доказательства постепенной эволюции за счет непрерывных изменений последовательностей генов. Например, мы знаем, что один и тот же ген Pax6 запускает развитие составного глаза насекомого и простого глаза человека. Эти два типа глаз были унаследованы нами от общего предка. Другая версия гена Pax направляет развитие простого глаза медузы. Эволюцию белка опсина, реагирующего с проникающими в глаз световыми лучами, можно проследить вплоть до общего предка всех животных, за исключением губки. Примерно 700 млн лет назад ген опсина был дважды дуплицирован, в результате чего возникли три типа светочувствительных молекул, которые имеются у нас сегодня. Таким образом, каждая стадия эволюции глаза – от формирования светочувствительных молекул до появления хрусталика и цветового зрения – отражена в генах. Никогда сложные научные проблемы не решались так полно и выразительно, как загадка Дарвина о появлении глаза. Не дрожи больше, Чарльз!

В ДНК обнаружены убедительные доказательства постепенного и ненаправленного формирования молекулы опсина в процессе последовательных изменений. Однако остаются загадки математического плана. Молекула опсина состоит из сотен аминокислотных остатков, последовательность которых определяется соответствующим геном. Если бы кто-то захотел найти такую последовательность гена опсина методом проб и ошибок, понадобилось бы очень много времени или очень много рабочих рук. Учитывая, что белки состоят из 20 типов аминокислот, молекула белка из сотни аминокислотных остатков может существовать в виде 10130 различных последовательностей. Это намного больше, чем число атомов во Вселенной и чем время в наносекундах, прошедшее после Большого взрыва. Так что невозможно, чтобы естественный отбор привел к возникновению молекулы опсина с нуля, как бы долго он ни работал с каким угодно количеством организмов. А опсин – лишь один из десятков тысяч белков организма.

Скажете, это очередное отклонение Лукреция? И приходится заключить, что комбинаторное разнообразие возможных белков не позволяет эволюции выбрать правильные? Нет, нет и нет. Мы знаем, что все человеческие изобретения редко возникают «из ничего» и что переход от старой технологии к новой, «уже возможной», происходит за счет рекомбинации существующих элементов. Таким образом, этот переход осуществляется за счет небольших постепенных изменений. То же самое справедливо для естественного отбора. Так что математика ведет нас по ложному следу. Часто в качестве аналогии приводят сборку самолета: «Боинг-747» не может возникнуть под действием смерча на свалке металлолома, его собирают, присоединяя новые заклепки к существующей конструкции. Одно важное открытие позволяет лучше понять задачу естественного отбора.

Несколько лет назад в лаборатории Цюриха Андреас Вагнер попросил студента Жоао Родригеса проанализировать степень изменения карты различных метаболических сетей при изменении всего одной метаболической стадии, используя для этого мощнейшую компьютерную систему. В качестве объекта исследований был выбран метаболизм глюкозы у обычной кишечной бактерии. Задача исследователя заключалась в изменении одной стадии всей метаболической цепи таким образом, чтобы система по-прежнему работала, то есть бактерия по-прежнему могла производить из глюкозы примерно 60 различных соединений. Так что же можно изменить? В различных организмах существуют тысячи путей метаболизма глюкозы. Сколько из них различаются всего на одну стадию? В первой серии экспериментов Родригес обнаружил, что может изменить 80 % стадий в тысяче различных метаболических путей (всегда изменяя за один раз лишь одну стадию и сохраняя при этом функциональность всей системы). «Когда Жоао показал мне результаты, я не поверил, – писал Вагнер. – Решив, что это чистая случайность, я попросил Жоао произвести множество других случайных замен, тысячу замен, каждый раз сохраняя суть метаболического процесса и каждый раз в ином направлении». Тот же результат.

Вагнер и Родригес столкнулись с удивительной избыточностью биохимии бактерий – и человека. Используя метафору о «библиотеке Менделя»[13] – вымышленном хранилище немыслимого числа всевозможных генетических последовательностей, Вагнер обнаружил удивительную картину. «Метаболическая библиотека доверху набита книгами, в которых одна и та же история рассказана множеством разных способов. Мириады метаболических текстов с одинаковым значением повышают вероятность нахождения любого из них в мириады раз. Более того, эволюция не просто использует метаболическую библиотеку как случайный читатель, а привлекает гигантские популяции организмов для просмотра библиотеки и поиска новых текстов». Организмы – это толпы читателей, проходящих через «библиотеку Менделя» в поисках осмысленных текстов.

Вагнер отмечает, что биологическая инновация должна быть одновременно и консервативной, и прогрессивной, поскольку, изменяя организм, не должна влиять на его функциональность. Превращение микробов в млекопитающих за миллионы лет можно сравнить с перелетами через Атлантику на все более и более совершенных самолетах. Например, молекула глобина в целом имеет одинаковую трехмерную структуру и похожую функцию в растениях и в насекомых, хотя аминокислотные последовательности этого белка в двух группах организмов различаются примерно на 90 %.

Однако, несмотря на многочисленные доказательства эволюционного процесса, вера в Творение по-прежнему заставляет миллионы людей сомневаться в справедливости идеи Дарвина. Популярная в Америке концепция разумного замысла напрямую связана с преподаванием религии в школах, а также со стремлением преодолеть закрепленное в конституции разделение церкви и государства. Основная идея концепции заключается в невозможности объяснить создание сложных биологических структур без вмешательства Всевышнего. Как писал судья Джон Джонс из Пенсильвании по поводу дела Кицмиллер против школьного округа Довер в 2005 г., хотя сторонники концепции разумного замысла «иногда утверждают, что создателем мог быть пришелец из космоса или перемещающийся во времени клеточный биолог, никаких серьезных альтернатив Богу в качестве создателя не предлагается». Тэмми Кицмиллер относилась к числу немногих родителей, которые воспротивились тому, чтобы их детей обучали концепции разумного замысла наравне с теорией Дарвина. Родители обратились в суд, который постановил пересмотреть школьное законодательство округа.

Христианские фундаменталисты вот уже более 150 лет борются с преподаванием дарвинизма в американских школах. Они внесли поправки в законодательство нескольких штатов с тем, чтобы запретить преподавание в школах теории эволюции. Кульминацией этой тенденции в 1925 г. стал процесс Скоупса, более известный как «обезьяний процесс». Школьный учитель Джон Скоупс был обвинен в том, что по собственной инициативе разъяснял ученикам идею эволюции, чтобы привлечь внимание к запрету на преподавание теории эволюции в штате Теннесси. В качестве обвинителя выступал известный политик Уильям Дженнингс Брайан, в качестве защитника – знаменитый адвокат Клэренс Дэрроу. Скоупс был признан виновным и приговорен к выплате штрафа в сумме 100 долларов, но после апелляции по техническим причинам приговор был отменен. Существует мнение, что победа Брайана была равносильна поражению, поскольку выставила его в невыгодном свете, а наказание Скоупса было слишком незначительным. Однако этот утешительный миф распространен среди либеральных жителей побережий, тогда как в сердце Америки осуждение Скоупса усилило критику дарвинизма. Вместо насмешек фундаменталисты получили основания для нападения и пользовались ими на протяжении нескольких десятилетий. В учебниках о теории Дарвина писали с величайшей предосторожностью.

Только в 1968 г. Верховный суд США отменил все законы, препятствовавшие преподаванию дарвинизма в школах. И тогда фундаменталисты вернулись к преподаванию «научного креационизма» – варева из выдуманных аргументов, якобы представляющих научные основания для таких библейских событий, как Великий потоп. В 1987 г. Верховный суд запретил преподавание креационизма на том основании, что он является не наукой, а религией.

Именно тогда креационизм начал принимать форму «разумного замысла», фокусируясь на ранних доводах Фомы Аквинского и Пейли. Креационисты быстренько переписали учебник под названием «О пандах и людях», используя для разумного замысла то же определение, что и ранее для креационизма, и заменив в 150 местах слово «креационизм» на словосочетание «разумный замысел». В одном случае это привело к появлению несуразицы («cdesign proponentsists»), которую стали называть «недостающим звеном» между двумя учениями. «Удивительное» сходство между двумя направлениями мысли позволило судье Джону Джонсу отнести концепцию разумного замысла к религиозному, а не к научному течению, когда в 2005 г. он оспаривал закон школьного округа Довер, выделявший одинаковое время на преподавание разумного замысла и теории эволюции. Как написано в учебнике «О пандах и людях», разумный замысел предполагает, что различные виды живых существ появились внезапно и созданы по определенному плану: рыбы с плавниками и чешуей, а птицы с перьями.

Судебное решение Джонса привело к окончательному исчезновению «небесного крюка» и имело еще более серьезное значение по той причине, что было принято ставленником Буша, христианином, консерватором, не имеющим научного образования. Джонс отметил, что научная революция отвергла сверхъестественные доводы для объяснения природных явлений, как отвергла идею творения и откровения в пользу эмпирического доказательства. Джонс систематически разбирал доказательства, представленные главным защитником концепции разумного замысла профессором Майклом Бехе. В книге «Черный ящик Дарвина» и в последующих статьях Бехе выдвигал два основных доказательства существования Творца: несокращаемая сложность целого и преднамеренное расположение его частей. Жгутик бактерии приводится в движение сложнейшим молекулярным мотором. Изымите любую часть этой конструкции, и она перестанет работать. Система свертывания крови у млекопитающих функционирует на основании серии эволюционных событий, ни одно из которых не имеет смысла в отрыве от остальных. А иммунная система не только невероятно сложна, но ее происхождение не может объясняться никакими естественными факторами.

К удовлетворению судьи Джонса, защитники теории эволюции, такие как Кеннет Миллер, разрушили эти доводы без большого труда. У некоторых организмов существует полностью функциональный предшественник бактериального жгутика, известный как секреторная система типа III, которая выполняет другую работу и которая вполне могла быть использована для создания движущегося мотора и при этом сохранить свои прежние возможности. (Аналогичным образом, височные кости млекопитающих, являющиеся частью слухового аппарата, происходят из костей, которые раньше были частью челюсти первых рыб.) У китов и дельфинов отсутствует одна стадия процесса свертывания крови, а у иглобрюха – три, но при этом вся система функционирует нормально. Да и загадочная сложность иммунной системы постепенно объясняется естественными причинами и не требует вмешательства разумного Творца или перемещающегося во времени генного инженера – лишь вмешательства естественного отбора. На суде профессору Бехе предъявили 58 статей из рецензируемых научных журналов и девять книг об эволюции иммунной системы.

А что касается конструктивного расположения частей организма, судья Джонс заявил следующее: «Идея о существовании замысла, вытекающая из “конструктивного расположения частей”, является абсолютно субъективным предположением, которое зависит от личного мнения каждого человека относительно сложности системы». Вот уж, действительно, окончательный ответ Ньютону, Пейли, Бехе и Фоме Аквинскому.

Более 2000 лет назад некоторые эпикурейцы, включая Лукреция, по-видимому, понимали силу естественного отбора, о котором могли узнать из работ яркого сицилийского философа Эмпедокла (чей стиль стихосложения перенял Лукреций), родившегося около 490 г. до н. э. Эмпедокл писал о том, что одни животные выжили, поскольку «были организованы наилучшим образом, тогда как те, что росли по-другому, умерли и продолжают умирать». Возможно, это была самая блестящая идея Эмпедокла, хотя, судя по всему, он никогда ее дальше не развивал. За него это сделал Дарвин.

Почему же через 150 лет после появления теории Дарвина судье Джонсу вновь пришлось разбирать подобное дело? Причина этого удивительно упорного сопротивления идее эволюции, выраженного в виде естественной теологии, затем креационизма и разумного замысла, так и остается необъяснимой. Библейский буквализм не может полностью объяснить, почему людям так не нравится идея самопроизвольного возникновения сложных биологических структур. Мусульмане не соглашаются с тем, что Земля возникла 6000 лет назад, но и они склоняются к креационизму. Вероятно, менее 20 % населения стран с наиболее сильным влиянием ислама принимают теорию эволюции. Например, известный турецкий креационист Аднан Октар, также известный под псевдонимом Харун Яхья, использует аргументы разумного замысла для «доказательства» того, что живые существа созданы Аллахом. Он описывает разумный замысел как «гармоничное соединение различных частей в более упорядоченную форму для реализации общей цели» и утверждает, что проявление замысла очевидно на примере птиц, имеющих полые кости, сильные мускулы и перья, что подтверждает, что они «очевидно созданы по определенному плану». Однако соответствие между формой и функцией в такой же степени является аргументом в пользу дарвинизма.

Люди неверующие тоже часто с трудом воспринимают идею о том, что сложные органы и тела могли появиться безо всякого плана. В конце 1970-х гг. между представителями «американской» школы дарвинизма, возглавляемой экспертом в области палеонтологии Стивеном Джеем Гулдом, и «британской» школы, возглавляемой специалистом в области поведения Ричардом Докинзом, разгорелись жестокие споры относительно универсальности адаптаций. Докинз считал, что практически все признаки современных организмов были предметом функционального отбора, тогда как Гулд полагал, что многие изменения произошли случайно. Кажется, Гулду удалось убедить многих людей в том, что дарвинизм заводит нас слишком далеко и слишком часто и настойчиво указывает на необходимость соответствия между формой и функцией и что идея адаптации организма к условиям окружающей среды посредством естественного отбора оказалась неверной или не совсем верной. В прессе появились комментарии, которые, по мнению Джона Мейнарда Смита, отражали «сильнейшее желание поверить в ошибочность теории Дарвина». Кульминацией этих событий стала публикация на передовице газеты Guardian статьи, объявлявшей о кончине дарвинизма.

Однако в рамках эволюционной биологии Гулд проиграл. Поиски ответа на вопрос, зачем эволюционировал тот или иной орган, по-прежнему являются основным способом интерпретации анатомических, биохимических и поведенческих признаков. Можно сказать, что динозавры были большими, «чтобы» поддерживать постоянную температуру тела и спасаться от хищников, а соловьи поют, «чтобы» привлечь самок.

Я не буду пересказывать историю этих споров, со всеми многочисленными поворотами и завихрениями, от пазух свода собора Святого Марка в Венеции до частичного сходства между гусеницей и птичьим пометом. Моя задача в другом – понять мотивацию Гулда в его нападках на адаптационизм и его невиданную популярность в ненаучных кругах. Вот оно – отклонение Гулда. Философ Дэниел Деннет полагал, что Гулд «следовал давней традиции великих мыслителей, искавших “небесный крюк” и нашедших подъемный кран», и видел причину его антипатии к «опасной идее Дарвина в желании защитить или восстановить приоритет Разума и нисходящий способ мышления Джона Локка».

Вне зависимости от того, справедлива эта интерпретация или нет, проблема Дарвина и его последователей заключается в том, что мы видим вокруг себя множество примеров планирования – от механизма часов до структуры государственной власти. Многие породы голубей, которыми так восхищался Дарвин, от турманов до павлиньих голубей, были получены в результате продуманного селективного скрещивания, аналогичного естественному отбору, но только преднамеренного. Для иллюстрации действия естественного отбора Дарвин выбрал разведение голубей, что было чрезвычайно опасно, поскольку этот процесс, на самом деле, является формой разумного замысла.

Многие последователи Дарвина шли за ним лишь до какого-то этапа, а потом отклонялись от исходного пути. В частности, Альфред Рассел Уоллес независимым путем пришел к идее естественного отбора и во многих аспектах был более активным сторонником дарвинизма (именно он придумал этот термин), чем сам Дарвин. Уоллес не побоялся распространить концепцию естественного отбора на человека и чуть ли не в одиночку защищал принцип эволюции за счет естественного отбора в 1880-х гг., когда эта теория была крайне непопулярной. Но потом и он отклонился от выбранного пути. Заявив, что мозг дикаря был крупнее, чем требовалось для выживания, он заключил, что «высший разум подтолкнул развитие человека в определенном направлении и с определенной целью». На что Дарвин недовольно ответил в письме: «Надеюсь, Вы не окончательно убили мое и свое собственное дитя».