В качестве еще одного градиента можно рассматривать совершенство строения вражеских глаз и мозгов, на что я уже намекал выше. Какова бы ни была степень сходства между оригиналом и подделкой, с высокой вероятностью отыщется и такой глаз, который будет обманут, и такой, который не будет. В ходе эволюции опять-таки отбор способствует плавному усилению сходства так, чтобы оставлять в дураках хищников со все более и более сложно устроенными глазами. Я сейчас говорю не о том, что зрение хищников может эволюционировать в сторону улучшения параллельно с повышением качества мимикрии, хотя это вполне возможно. Я хочу сказать просто, что бывают хищники как с хорошим зрением, так и с плохим. Все они представляют опасность. Плохой подражатель обманет только хищников с плохими глазами. Хороший практически всех хищников. Между двумя этими крайностями непрерывный спектр промежуточных вариантов.
Раз уж речь зашла о плохом и хорошем зрении, не могу не вспомнить «неразрешимую задачку», которую так любят задавать креационисты. Какая польза от половинки глаза? Каким образом естественный отбор мог благоприятствовать не вполне идеальному органу зрения? Мне уже приходилось сталкиваться с этим вопросом раньше, и тогда в качестве ответа я представил подборку рисунков, изображавших глаза, находящиеся на всех возможных промежуточных ступенях совершенства, какие встречаются в реальности у представителей различных типов животного царства. Сейчас же я собираюсь поместить зрение в выстраиваемый мною ряд теоретических градиентов. Существует некий градиент непрерывный спектр задач, для выполнения которых может быть использован глаз. В настоящий момент я использую свои глаза для распознавания появляющихся на компьютерном экране букв. Эта задача требует хорошего, острого зрения. Я уже достиг такого возраста, что больше не могу читать без помощи очков пока еще не очень сильных. По мере моего старения мне будут выписывать очки со все более и более мощными линзами. Постепенно и неуклонно мне будет становиться все труднее и труднее видеть мелкие подробности без очков. Вот вам и еще один континуум возрастной.
Раз уж речь зашла о плохом и хорошем зрении, не могу не вспомнить «неразрешимую задачку», которую так любят задавать креационисты. Какая польза от половинки глаза? Каким образом естественный отбор мог благоприятствовать не вполне идеальному органу зрения? Мне уже приходилось сталкиваться с этим вопросом раньше, и тогда в качестве ответа я представил подборку рисунков, изображавших глаза, находящиеся на всех возможных промежуточных ступенях совершенства, какие встречаются в реальности у представителей различных типов животного царства. Сейчас же я собираюсь поместить зрение в выстраиваемый мною ряд теоретических градиентов. Существует некий градиент непрерывный спектр задач, для выполнения которых может быть использован глаз. В настоящий момент я использую свои глаза для распознавания появляющихся на компьютерном экране букв. Эта задача требует хорошего, острого зрения. Я уже достиг такого возраста, что больше не могу читать без помощи очков пока еще не очень сильных. По мере моего старения мне будут выписывать очки со все более и более мощными линзами. Постепенно и неуклонно мне будет становиться все труднее и труднее видеть мелкие подробности без очков. Вот вам и еще один континуум возрастной.
У любого нормального человека, как бы стар он ни был, зрение лучше, чем у насекомого. Существуют задачи, которые могут успешно выполняться людьми с относительно слабым зрением, даже почти полностью слепыми. Вы сможете играть в теннис, даже если видимый вами мир довольно расплывчат, потому что теннисный мяч это крупный предмет, местоположение и передвижение которого заметны и тогда, когда глаза не наведены на резкость. Глаза стрекозы, неважные по нашим меркам, хороши для насекомого, и стрекоза способна ловить других насекомых на лету задача не менее сложная, чем попадать ракеткой по мячу. А для выполнения таких задач, как «не врезаться в стену», «пройти по краю обрыва» или «перейти реку вброд», сгодится зрение и намного слабее. Еще более никудышные глаза сумеют различить нависшую тень, которая может быть отброшена проплывающим облаком, но может и предвещать приближение хищника. И даже еще менее совершенные глаза помогут вам отличить день от ночи, что полезно в числе прочего для синхронизации периодов размножения и для того, чтобы знать, когда пора отправляться ко сну. Существует непрерывный спектр задач, для выполнения которых можно применить глаз, так что для любого конкретного качества зрения, от изумительного до отвратительного, существует такой уровень сложности задачи, когда ничтожнейшее улучшение зоркости может оказаться решающим. Следовательно, нет ничего трудного в том, чтобы представить себе постепенную эволюцию глаза: начиная от примитивных и грубых начальных этапов, минуя плавный континуум промежуточных звеньев и заканчивая тем совершенством, какое мы наблюдаем у ястреба или у человека в его молодые годы.
Таким образом, креационистская загадка «Какой прок от половинки глаза?» это вопрос плевый, выеденного яйца не стоящий. Половинка глаза ровно на 1 % лучше 49 % глаза, которые при этом лучше 48 %, и разница тут существенна. Более затруднительным может показаться следующее неизбежное продолжение дискуссии: «Рассуждая как физик[12], я не могу поверить, что на возникновение из ничего такого сложного органа, как глаз, хватило бы времени. Вы действительно полагаете, будто его было достаточно?» Оба вопроса как этот, так и предыдущий проистекают из «убеждения личным недоверием». Публике тем не менее хотелось бы услышать ответ, и обычно в таких случаях я просто призывал на помощь громадную протяженность геологического времени. Если представить себе один век как шаг, то все, что мы называем нашей эрой, окажется короче, чем поле для крикета. А чтобы добраться в этом масштабе до возникновения первых многоклеточных организмов, вам пришлось бы полностью протопать расстояние от Нью-Йорка до Сан-Франциско.
Теперь же выясняется, что апеллировать здесь к сокрушительно огромной геологической шкале времен значит палить из пушек по букашкам. Аналогия с изнурительной прогулкой от одного побережья к другому наглядно иллюстрирует количество времени, имевшегося для эволюции глаза. Однако двое шведских ученых, Дан Нильcсон и Сусанна Пельгер, в своей недавней работе показали, что с лихвой хватило бы и малой доли от этого. Кстати, когда говорят «глаз», обычно подразумевают глаз позвоночных, хотя пригодные к использованию и формирующие изображение органы зрения возникали с нуля во многих различных группах беспозвоночных от сорока до шестидесяти раз независимо. В ходе этих более чем сорока не связанных друг с другом эволюционных процессов было изобретено по меньшей мере девять четко различимых конструкций, в том числе глаз, устроенный по принципу камеры-обскуры, две разновидности глаза-«фотоаппарата», глаз, функционирующий как криволинейный отражатель («спутниковая тарелка»), и несколько моделей фасеточных глаз. Нильcсон и Пельгер сосредоточили свое внимание на глазах, устроенных по типу камеры с линзой-хрусталиком, то есть таких, что хорошо развиты у позвоночных и осьминогов.
Как подступиться к тому, чтобы оценить продолжительность времени, необходимого для некоего количества эволюционных преобразований? Для выяснения величины каждого эволюционного шага нам потребуется единица измерения, и представляется разумным определить ее как некую долю от того, что имелось прежде. В качестве такой единицы измерения для эволюции анатомических показателей Нильcсон и Пельгер использовали постепенное изменение признака на 1 %. Это просто условная единица вроде калории, по определению представляющей собой количество энергии, необходимое для выполнения некой работы. Данную однопроцентную единицу проще всего применять, когда преобразования происходят только в одном измерении. Если, к примеру, сделать неправдоподобное предположение, будто естественный отбор благоприятствует бесконечному удлинению хвоста у райской птицы, то сколько потребуется шагов, чтобы длина хвоста проэволюционировала от одного метра до одного километра? Увеличение длины хвоста на 1 % это то, чего обычный орнитолог и не заметит. И тем не менее, чтобы удлинить хвост до километра, таких шагов потребуется на удивление мало: менее семисот.
Удлинение хвоста от одного метра до одного километра это, конечно, прекрасно (и, конечно, нелепо), но как разместить на этой шкале эволюцию глаза? Проблема в том, что в случае с глазом множество параметров должно меняться одновременно в самых разных направлениях. Целью Нильсcона и Пельгер было разработать такие компьютерные модели эволюционирующего глаза, которые отвечали бы на два вопроса. Первый вопрос примерно тот же, каким мы с вами здесь уже неоднократно задавались, только они рассматривали его более методично, с использованием компьютера. Вопрос этот таков: «Существует ли непрерывный градиент преобразований от гладкой кожи до полноценного глаза позвоночного животного, так чтобы каждый следующий промежуточный этап представлял собой усовершенствование?» (В отличие от инженеров-людей, естественный отбор не способен временно понижать планку качества даже если это сулит возможность поднять ее значительно выше впоследствии.) Второй вопрос тот, с которого мы начали данный раздел: «Сколько времени займут необходимые эволюционные изменения?»
В своих компьютерных симуляциях Нильсcон и Пельгер не делали попыток моделировать процессы, происходящие внутри клеток. В их работе одиночная светочувствительная клетка не будет большим грехом назвать ее фотоэлементом изначально считалась уже возникшей. Неплохо было бы как-нибудь в будущем создать еще одну компьютерную модель уже на внутриклеточном уровне, чтобы показать, как самый первый живой фотоэлемент получился в ходе пошаговых преобразований некой клетки-предшественницы, имевшей более общее назначение. Но с чего-то нужно начинать, и Нильcсон с Пельгер начали с появления светочувствительной клетки. Они работали на уровне тканей то есть не отдельных клеток, а состоящего из них материала. Кожа это ткань, так же как и выстилка кишечника, мышца или печень. Ткани могут самым различным образом видоизменяться под влиянием случайных мутаций. Клеточные пласты становятся обширнее или компактнее, толще или тоньше. В специфическом случае прозрачных тканей наподобие хрусталика мутации могут менять показатель преломления (степень отклонения падающего света от первоначального направления) на том или ином участке.
Моделировать глаз, в отличие, скажем, от лапы бегущего гепарда, приятно тем, что его эффективность легко оценить при помощи элементарных законов оптики. Глаз можно представить в виде двумерного поперечного среза, после чего компьютер без затруднений рассчитает нам остроту зрения (пространственное разрешение) в виде определенного вещественного числа. Прийти к подобному численному выражению для эффективности конечности или позвоночника гепарда было бы намного сложнее. Отправной точкой в модели Нильcсона и Пельгер была плоская сетчатка, лежащая поверх плоского пигментного слоя и покрытая плоским защитным слоем прозрачной ткани. Этот прозрачный слой мог локально подвергаться действию мутаций, менявших его показатель преломления. Также модели позволялось претерпевать деформации в любых случайных направлениях, но при соблюдении того условия, чтобы каждое изменение было небольшим и непременно в лучшую сторону по сравнению с тем, что имелось до этого.