Слепой часовщик

Очень важно понять, что все млекопитающие — люди, киты, утконосы, и прочие — являются в точности одинаково близкими родственниками рыбам, так как все млекопитающие восходят к рыбам через одного общего предка. Миф о том, что (в частности) млекопитающие, образуют лестницу или «шкалу», на которой «низшие», находятся ближе к рыбам, чем «высшие», — это проявление снобизма, который ничем не обязан эволюции. Это — древнее, пред-эволюционное понятие, иногда называемое «великой цепью существ», которое должно быть развенчано эволюцией, но которое каким-то загадочным образом было впитано многими людьми, размышляющими о ней. Здесь я не могу не обратить ваше внимание на смехотворность того вызова, который креационисты любят швырять в эволюционистов: «Выкладывайте ваши промежуточные звенья. Если эволюция действительно была, то должны быть животные, находящиеся в середине пути между котом и собакой или между лягушкой и слоном. Но кто-нибудь когда-нибудь видел слоноляга?». Мне как-то прислали креационистскую брошюру, которая пыталась высмеивать эволюцию рисунками гротескных химер; например, задней части лошади с передней частью собаки. Авторы её, видимо, полагают, что эволюционисты должны ожидать существования таких промежуточных животных. Это представление не только промахивается мимо истины, но более того — точная антитеза её. Одно из самых сильных предсказаний, которое даёт нам эволюционная теория, гласит, что таких промежуточных звеньев быть не должно. Это — основная идея моего сравнения книг в библиотеке с животными.

Значит, таксономия возникших в ходе эволюции живых существ обладает уникальным свойством полной согласованности в мире полной информации. Именно это я и имел в виду, когда говорил о том, что понятия «истинности» и «ложности» могут использоваться применительно к построениям клейдистической таксономии, но не к построениям в таксономии какого-нибудь библиотекаря. Но здесь нужно сделать две оговорки. Во-первых, в реальности у нас нет полной информации. Биологи могут не соглашаться друг с другом по каким-то фактам родства, и эти споры, бывает, трудно уладить из-за неполноты информации — скажем, недостатка окаменелостей. Я ещё вернусь к этому вопросу. Во вторых, другая проблема возникает, если окаменелостей слишком много. Опрятная отчётливость классификации может исчезнуть, если мы попытаемся включить в неё всех когда-либо живших животных, а не только современных. Ведь как бы ни были отдалены друг от друга два вида современных животных — скажем, птицы и млекопитающее, они когда-то имели общего предка. Если мы поставим задачу попытаться включить этого предка в нашу современную классификацию, то мы можем иметь проблемы.

В момент, когда мы начинаем рассматривать исчезнувших животных, утрачивает истинность утверждение о несуществовании промежуточных звеньев. Наоборот, теперь мы должны что-то делать с потенциально непрерывным рядом промежуточных звеньев. Различие между современными птицами и современными не-птицами (например, млекопитающими), столь чётко лишь потому, что все промежуточные звенья, сходящиеся в прошлое к общему предку, умерли. Чтобы чётче уяснить эту мысль, подумайте снова о гипотетически «доброй» природе, снабдившей нас полной ископаемой летописью, где бы присутствовала окаменелость каждого когда-либо жившего животного. Когда я предложил эту фантазию в предыдущей главе, я подчеркнул, что этой милостью природа могла бы фактически оказать «медвежью услугу». Тогда я упоминал о тяжёлом труде изучения и описания всех окаменелостей, но мы теперь пришли к другой грани этой парадоксальной недоброты. Полная ископаемая летопись сделала бы очень трудной классификацию животных в дискретные, поддающиеся наименованию группы. Если бы у нас была полная ископаемая летопись, то нам пришлось бы оставить дискретные названия и обратиться к некоторой математической или графической нотации плавной шкалы. Человеческий разум весьма предпочитает дискретные названия, так что отчасти даже хорошо, что ископаемая летопись неполна.

Если мы будем рассматривать всех когда-либо живших животных, не ограничиваясь лишь современными, то такие слова, как «человек» и «птица» станут столь же размытыми и неясными по значению, как слова вроде «высокий» или «толстый». Зоологи могут бесконечно обсуждать принадлежность или не-принадлежность данной окаменелость к птицам. Они и вправду часто обсуждают именно этот вопрос применительно к известной окаменелости «Археоптерикс». Понятия «птица» и «не-птица» различаются между собой более чётко, чем понятия «высокий» и «низкий», и это лишь потому, что в случае птиц и не-птиц все переходные промежуточные звенья мертвы. Если бы на человечество свалился бы необычный выборочный мор, который убивал бы всех людей промежуточной высоты, то понятия «высокий» и «низкий» приобрели бы столь же точное значение, как «птица» или «млекопитающее». Удобный факт отсутствия промежуточных звеньев спасает от неуклюжей двусмысленности не только зоологическую классификацию. Тот же самое верно в отношении человеческой этики и закона. Наши юридические и моральные системы глубоко видоспецифичны. Директор зоопарка имеет юридическое право усыпить шимпанзе, которое стало лишним, в то же время намёк на усыпление лишнего сторожа или продавца билетов будет встречен воем про циничное беззаконие. Шимпанзе — собственность зоопарка. Предполагается, что люди не являются чьей-то собственностью; при этом обоснования дискриминации в отношении шимпанзе звучат редко, и я не уверен, существует ли убедительное обоснование такого рода вообще. Потрясающий видовой эгоизм наших, вдохновлённых христианской верой отношений таков, что абортирование единственной человеческой зиготы (хотя большинство из них «предназначено» для спонтанного абортирования так или иначе), может вызвать больше морального беспокойства и справедливого негодования, чем вивисекция любого количества умных взрослых шимпанзе! Я слышал высказывания приличных, либеральных учёных, не имеющих никакого намерения фактически резать живых шимпанзе, однако неистово защищающих своё право делать это, если им потребуется, без конфликта с законом. Такие люди часто первыми ощетиниваются при малейшем нарушении прав человека. Такой двойной стандарт не вызывает у нас большого неудобства по единственной причине — все промежуточные звенья между людьми и шимпанзе мертвы.

Последний общий предок людей и шимпанзе жил, возможно, пять миллионов лет назад, определённо позже общего предка шимпанзе и орангутанов и, возможно, на 30 миллионов лет позже общего предка шимпанзе и нечеловекообразных обезьян. У нас с шимпанзе имеется более 99 процентов общих генов. Если бы на каких-нибудь затерянных островах были бы обнаружены оставшиеся в живых все промежуточные звенья между шимпанзе, человеком и этим общим предком, то можно ли сомневаться в том, наши законы и моральные соглашения были бы глубоко потрясены, тем более, что могло бы быть возможным какое-то скрещивание по всему их спектру? Или всему их спектру было бы нужно предоставлять все права человека (голосуйте за шимпанзе!), или потребовалась бы сложная апартеидоподобная система дискриминационных законов, в которой суды бы решали, являются ли конкретные индивидуумы юридически «шимпанзе» или «людьми»; люди волновались бы насчёт желания их дочери выйти замуж за одного из «их». Я предполагаю, что наш мир уже достаточно хорошо исследован, чтобы не надеяться, что эта дисциплинирующая фантазия когда-нибудь сбудется. Но всякий, полагающий что в «правах человека» есть что-то самоочевидное и не нуждающееся в доказательствах, должен осознать, что это так лишь благодаря удачному для нас обстоятельству — смущающим промежуточным звеньям не удалось выжить. Впрочем, возможно, что если бы шимпанзе не были открыты до сегодняшнего дня, то по открытии они могли бы быть сочтены этими смущающими промежуточными звеньями.

Читатели предыдущей главы могут отметить, что категории станут размытыми, если мы рассматриваем современных животных в предположении, что эволюция идёт с постоянной скоростью, а не пунктирно. Чем более наши представления об эволюции приближаются к крайне гладким, непрерывным изменениям, тем более пессимистичными будут перспективы самой возможности применения таких слов, как «птица» или «не-птица», «человек» или «не-человек», ко всем когда-либо жившим животным.

Чрезвычайный «скачковик» может полагать, что действительно существовал первый человек, мутантный мозг которого был вдвое больше мозга его отца и его шимпанзеподобного брата.

Защитники пунктирного равновесия, как мы видели, в основном не настоящие «скачковики». Однако, для них проблема двусмысленности обозначений стоит менее остро, чем для приверженцев более гладкого развития. Проблемы обозначения возникли бы даже у пунктуалистов, если бы буквально каждое, когда-либо жившее животное, сохранилось бы как окаменелость, потому что пунктуалисты, если приглядеться — на деле градуалисты. Но, так как они предполагают, что мы вряд ли найдём окаменелости, документирующие короткие периоды быстрого перехода, в то же время как с большой вероятностью — окаменелости, документирующие длительные периоды стазиса, то «проблема имён» будет для пунктуалистического взгляда на эволюцию менее серьёзной, чем для не-пунктуалистического.

Именно по этой причине пунктуалисты, особенно Нейл Элдридж, делают большой акцент на трактовке «вида» как реальной «сущности». Для не-пунктуалистов, «вид» определим только потому, что неудобные промежуточные звенья мертвы. Крайний анти-пунктуалист, рассмотрев длинный ряд субъектов эволюционной истории, вообще не сможет увидеть «вид» как дискретную сущность. Он может видеть только вязкий континуум. По его представлениям, у вида никогда не бывает ясно очерченного начала, и у него лишь иногда бывает ясно очерченный конец (вымирание); часто вид не вымирает радикально, но постепенно превращается в новый вид. Пунктуалист же видит вид появившимся в конкретное время (имеется явный переходный период продолжительностью десятки тысяч лет, что очень мало по геологическим стандартам). Кроме того, он видит у вида наличие определенного или, по крайней мере, быстрого конца, а не постепенное исчезновение с превращением в новый вид. Так как в представлении пунктуалистов основная жизнь вида проходит в неизмененном стазисе и так как вид имеет дискретное начало и конец, то получается, что вид, для пунктуалистов, имеет, так сказать, определённую, измеримую «продолжительность жизни». Не-пунктуалист не видел бы у вида наличие «продолжительности жизни», аналогичной таковой у индивидуального организма. Крайний пунктуалист видит «вид» как дискретную сущность, которое действительно заслуживает собственного имени. Крайний анти-пунктуалист рассматривает «вид» как произвольный участок непрерывной плавной реки, не видит особой причины отмечать границы его начала и конца.

В пунктуалистической книге по истории группы животных, скажем, истории лошадей за последние 30 миллионов лет, все персонажи драмы могут быть видами, а не индивидуальными организмами, ибо пунктуалистический автор думает о виде, как о реальном «предмете», с его собственной дискретной идентичностью. Виды внезапно появляются на сцене и в своё время, внезапно исчезают, заменённые видом-преемником. Это будет история преемников, поскольку один вид уступает другому. Но если ту же самую историю напишет анти-пунктуалист, то он будет упоминать названия видов только для некоего удобства. Когда он смотрит в даль времён, он прекращает видеть виды как дискретные объекты. Актёрами в его драме будут индивидуальные организмы в сменяющихся популяциях. В его книге именно индивидуальные животные будут уступать индивидуальным животным-потомкам, а не виды уступать другим видам. Поэтому не удивительно, что пунктуалисты склонны верить в своего рода естественный отбор на уровне видов, который они расценивают как отбор, аналогичный обычному дарвиновскому отбору на индивидуальном уровне. Напротив, не-пунктуалисты, видимо, увидят естественный отбор работающим на уровне индивидуального организма и никак не выше. Идея «отбора видов» менее привлекательна для них, потому что они не рассматривают вид как объект с дискретным существованием в геологическом времени.

Здесь настал удобный момент, чтобы разобраться с гипотезой отбора видов, которая, как мы помним, отложена с предыдущей главы. Я не стану тратить на него очень много времени, поскольку я подробно изложил свои сомнения насчёт её предполагаемой важности для эволюции в «Расширенном фенотипе». Верно, что подавляющее большинство когда-либо живших видов, кануло в Лету. Также верно, что новый вид начинает существование с численностью, которая позволяет ему лишь балансировать на грани исчезновения, таким образом, имеется своего рода «видофонд», состав которого все время меняется. Неслучайное включение вида в «видофонд» и неслучайное исключение вида из него могло бы, и это верно, теоретически являться своего рода естественным отбором на более высоком уровне. Возможно, что некоторые характеристики вида позволяют снизить вероятность его вымирания или питать надежду на порождение нового вида. Вид, который мы видим в нашем мире, будет стремиться — независимо от того, что потребовалось для его первоначального возникновения, «быть самим собой» — независимо от того, что ему нужно, чтобы не вымереть. Если хотите, можете называть это формой естественного отбора, хотя я подозреваю, что это ближе к одношаговому отбору, чем к нарастающему. Мой скепсис направлен на предложение, что этот вид отбора имеет какую-то великую важность для объяснения эволюции.

Возможно, этот скепсис лишь отражает пристрастность моего представления о том, что важно, а что — нет. Как я сказал в начале этой главы, больше всего я хочу с помощью эволюционной теории объяснить наличие таких сложных, хорошо спроектированных механизмов, как сердца, руки, глаза и эхолокацию. Никто, не даже самый пылкий «видовой селекционист», не полагает, что отбор видов может это сделать. Некоторые люди думают, что отбор видов может объяснить некоторые долговременные тенденции в ископаемой летописи, например довольно типичную тенденцию к увеличению размера тела по мере смены эпох.

Как мы видели, современные лошади крупнее своих предков, живших 30 миллионов лет назад. Видовые селекционисты возражают против идеи, что это увеличение возникло благодаря последовательному индивидуальному преимуществу: они не рассматривают тренды окаменелостей как индикатор того, что крупные особи лошади были последовательно успешнее мелких в пределах их вида. Они думают, что происходило следующее. Существовало большое количество видов — «видофонд». У некоторых из этих видов средний размер тела был велик, в других — мал (возможно, потому, что в одних видах преуспевали крупные особи, в других — мелкие). Вероятность вымереть у вида с крупным телом была меньше (или, более вероятно, отпочкование от него нового вида с подобными характеристиками), чем у вида с мелким телом. Согласно представлений видовых селекционистов, безотносительно к происходящему в пределах вида, тренд окаменелостей к большему размеру тела отражал последовательность видов с прогрессивно большим средним размером тела. Возможно даже, что в большинстве видов одобрялись меньшие особи, но тренд окаменелостей мог бы тем не менее вести к большему размеру тела. Другими словами, отбор видов может одобрять то меньшинство видов, в которых бы одобрялись более крупные особи. Именно этот вывод был сделан, задолго до появления на сцене современных видовых селекционистов, большим теоретиком неодарвинизма, Джорджем К. Вильямсом (по общему признанию — в духе защиты дьявола).

Можно также сказать, что здесь, а возможно и во всех предположительных примерах отбора видов, мы имеем не столько эволюционную, сколько последовательную тенденцию, подобную тенденции к увеличению высоты растений на участке свободной земли, по мере его заселения сначала маленькими сорняками, затем большими травами, кустами и, наконец, в кульминации — зрелыми лесными деревьями. Так или иначе, как бы вы ни называли это — последовательной или эволюционной тенденцией, видовой селекционист может быть прав в своей вере в то, что именно с этим видом тенденции они, как и палеонтологи, часто имеют дело в последовательных слоях ископаемой летописи. Но, как я уже сказал, никто не говорит, что отбор видов — это важное объяснение развития сложных адаптаций. И вот почему.

В большинстве случаев сложные адаптации являются не свойствами вида, а свойствами особей. Вид не обладает глазами и сердцами — ими обладают особи вида. Если вид вымер из-за плохого зрения, то это, возможно, означает, что каждая особь этого вида умерла из-за плохого зрения. Качество зрения — это свойство индивидуальных животных. Признаками какого типа может обладать сам вид? Ответ должен гласить, что это те признаки, которые так влияют на выживание и воспроизводство вида, что это влияние не может быть сведено к сумме их эффектов на индивидуальное выживание и воспроизводство. В гипотетическом примере про лошадей я говорил, что то меньшинство видов, в которых бы одобрялись крупные особи, имело бы меньшую вероятность вымирания, чем то большинство видов, в которых одобрялись бы меньшие. Но это весьма неубедительно. Трудно представить себе причины, по которым выживаемость вида могла бы быть оторвана от суммы выживаемости отдельных членов вида.

Вот лучший (хотя и гипотетичный) пример признака уровня вида. Предположим, что у некоторого вида все особи добывают себе пропитание только одним способом. Например, все коалы живут в кронах эвкалиптов и едят только листья эвкалипта. Давайте назовём такие виды однородными. Другой вид мог бы состоять из разнородных особей, которые добывают себе пропитание различными способами. Каждая особь могла бы быть столь же специализирована, как и особь коалы, но в целом вид поддерживает разнообразие диетических привычек. Некоторые члены вида едят только листья эвкалипта; другие только пшеницу; третьи только корнеплоды; четвёртые — только кожуру лимона, и так далее. Назовём этот второй вид разнородным. Теперь я думаю, легко представить себе обстоятельства, при которых вероятность вымирания однородного вида будет выше, чем разнородного. Коалы всецело полагаются на дары эвкалипта, поэтому какая-нибудь чума эвкалиптов, аналогичная голландской болезни вязов, прикончила бы всех их. Напротив, часть членов разнородного вида пережила бы любую конкретную напасть пищевых растений, и вид смог бы продолжиться. Также легко предположить, что разнородный вид с большей вероятностью породит новый вид, чем однородный. Данная ситуация, возможно, и была бы примером настоящего отбора на уровне вида. В отличие от близорукости или длинноногости, «однородность» и «разнообразность» — это признаки именно уровня вида. Проблема состоит в том, что примеры таких признаков уровня вида крайне редки.

Существует интересная теория американского эволюциониста Эгберта Ли, которую можно интерпретировать как возможного кандидата на пример истинного отбора уровня вида, хотя она была предложена прежде, чем фраза «отбор видов» вошла в моду. Ли интересовался неувядающей проблемой эволюции «альтруистического» поведения у индивидуумов. Он правильно понял, что если индивидуальные интересы конфликтуют с таковыми вида, то индивидуальные, краткосрочные интересы должны побеждать. И кажется, ничто не может затормозить победный марш эгоистичных генов. Но Ли сделал такое интересное предположение. Должны существовать некоторые группы или виды, в которых случайно оказалось так, что какое-то благо для особи в значительной степени совпадает с тем, что является благом для вида. И должны существовать другие виды, у которых интересы особи оказались отдалены от интересов вида особенно сильно. При прочих равных условиях, вид второго типа имел бы более вероятные перспективы исчезновения. Тогда какая-то форма отбора видов могла бы одобрять, но не индивидуальное самопожертвование, а те виды, в которых с особей не требуют жертвовать своими интересами. Тогда мы могли бы видеть эволюцию очевидно бескорыстного индивидуального поведения, потому что отбор видов одобрил тот из них, в котором индивидуальные личные интересы обслуживаются лучше — благодаря собственному явному альтруизму.

Возможно, наиболее драматический пример истинного признака уровня вида относится к способу воспроизводства — половому или бесполому. По причинам, в которые я не имею возможности углубиться, существование полового размножения является большой теоретической загадкой для дарвинистов. Много лет назад, Р. А. Фишер, обычно враждебный к любой идее отбора на уровнях выше индивидуального организма, был готов сделать исключение для особого случая самого наличия полов. Он доказывал, что виды с половым воспроизводством — по причинам, в которые, опять же, я не буду углубляться (они не столь очевидны, как можно подумать), способны к более быстрой эволюции, чем размножающиеся бесполо. Эволюция — это нечто такое, что происходит с видом, но не индивидуальным организмом; нельзя говорить об организме как эволюционирующем. Раз это так, то Фишер предположил, что именно отбор на уровне вида частично ответствен за тот факт, что половое размножение настолько обычно у современных животных. Но если это действительно так, то мы имеем дело со случаем одношагового отбора, а не нарастающего.

Согласно этой посылке, бесполые виды, возникнув, склонны к вымиранию, потому что они не эволюционируют достаточно быстро, чтобы успеть за изменяющейся окружающей средой. Двуполые виды вымирать склонны менее, потому что они могут эволюционировать достаточно быстро, чтобы держаться бодрячками. Потому-то мы и видим вокруг себя главным образом двуполые виды. Но «эволюция», темп которой варьирует между этими двумя системами, это, конечно, обычная дарвинистская эволюция посредством нарастающего отбора на индивидуальном уровне. Отбор видов (типа этого) — это простой одношаговый отбор, оценивающий лишь два признака — одно- и двуполость; медленную эволюцию и быструю. Механизмы сексуальности, половых органов, полового поведения, клеточные механизмы полового деления клетки, все они, надо полагать, были сведены вместе стандартным дарвинистским нарастающим отбором низкого уровня, а не отбором видов. В любом случае, как это часто бывает, современный консенсус использует как фон старую теорию о том, что разнополость поддерживается каким-то вариантом отбора на уровне групп или видов.

Завершая обсуждение отбора видов, скажу, что он мог бы объяснить структуры видов, существующих в мире в любое конкретное время. Из этого следует, что он мог бы также объяснять изменяющиеся структуры видов, по мере смены одних геологических эпох другими, более поздними, то есть — изменения структур в ископаемой летописи. Тем не менее — это не значащая сила в эволюции сложных машин жизни. Максимум, что он может сделать — это выбрать между различным альтернативными сложными аппаратами, имея в виду, что эти сложные аппараты уже были изготовлены настоящим дарвиновским отбором. Как я уже сказал выше, отбор видов может иметь место, но похоже, он не делает ничего значительного! А сейчас вернёмся к предмету таксономии и её методам.

Я говорил, что у клейдистической таксономии есть преимущество над библиотечными типами таксономии, и оно заключается в наличии в природе одной, уникально-верной иерархически вложенной схемы, ждущей, когда её обнаружат. И всё, что нам нужно сделать — это разработать методы обнаружения её. А здесь, к сожалению, имеются практические трудности. Самое интересное пугало систематика — эволюционная конвергенция. Этот феномен настолько важен, что я уже посвятил ему половину главы. В четвёртой главе мы видели, как снова и снова обнаруживаются животные, похожие, благодаря подобному образу жизни, на неродственных животных в других частях мира. Бродячие муравьи Нового Света похожи на муравьёв-погонщиков Старого. Невероятное подобие возникло у весьма неродственных электрических рыб Африки и Южной Америки, а также между настоящим волком и сумчатым «волком» Thylacinus Tasmania. Во всех этих случаях я просто утверждал без доказательств, что это подобие — конвергентно: они независимо эволюционировали в неродственных животных. Но откуда мы знаем, что они не родственники? Если систематики, оценивая близость родства опираются на сходство, то почему их не дурачило невероятно близкое подобие, которое вроде бы объединяет эти пары животных? Или, поворачивая этот вопрос более болезненной гранью: когда систематики говорят нам, что два вида животных действительно близкие родственники, скажем, кролики и зайцы, то как мы узнаем, что систематиков не одурачила сильная конвергентность?

Этот вопрос действительно болезненен, ибо история таксономии переполнена случаями, когда более поздние систематики объявляли своих предшественников неправыми именно по этой причине. В четвёртой главе мы видели, как аргентинский систематик объявил литоптернов предками настоящих лошадей, хотя сейчас считается, что они конвергентны с ними. Африканского дикобраза долго полагали близким родственником американского, но сейчас считается, что эти две группы развили свои колючие покровы независимо. Возможно, что иглы были полезны обоим, на этих разных континентах, по аналогичным причинам. Кто поручится, что будущие поколения систематиков не изменят этого мнения ещё раз? Какое доверие мы можем питать к таксономии, если конвергентная эволюция — такой могучий генератор обманчивых подобий? Главное, что вселяет лично в меня оптимизм на этот счёт — это появление на сцене новых мощных методов, основанных на достижениях молекулярной биологии.

Как вы, возможно, догадались при чтении более ранних глав, все животные, растения и бактерии, сколь бы разными они ни выглядели, поразительно единообразны, когда мы переходим к молекулярному базису. Наиболее резко это единообразие проявляется в самом генетическом коде. Генетический словарь состоит из 64 слов ДНК-кода по три буквы в каждом. Каждое из этих слов имеет точный перевод на белковый язык (оно обозначает либо конкретную аминокислоту, либо знак пунктуации). Этот язык произволен — в том же самом смысле, в каком произволен человеческий язык (например, в звучании слова «дом» нет никаких особенностей, могущих служить слушателю каким-то физическим признаком жилища). Далее — факт великого значения: каждое живое существо, как бы оно ни отличалось от других существ внешне, на уровне генов «говорит» на почти точно том же самом языке. Генетический код универсален. Я расцениваю это как почти окончательное доказательство происхождения всех организмов от единственного общего предка. Шансы на двукратное появление того же самого словаря произвольных «значений» почти неизмеримо малы. Как уже было сказано в шестой главе, может когда-то и существовали другие организмы, использовавшие иной генетический язык, но их больше нет с нами. Все выжившие организмы происходят от единственного предка, от которого они унаследовали почти идентичный, и при этом произвольный, генетический словарь, идентичный почти в каждом из его 64-х слов ДНК-кода.

Вы только подумайте о влиянии этого факта на систематику! До прихода эры молекулярной биологии, зоологи могли быть уверены в родстве только тех животных, у которых наблюдается очень много общих анатомических особенностей. Молекулярная биология внезапно открыла новый ларец с сокровищами подобий, дополнивших скудный список, предлагавшийся анатомией и эмбриологией. Эти 64 тождества (подобия — слишком слабо сказано) общего генетического словаря — лишь начало. Таксономия преобразилась. То, что было лишь неопределёнными предположениями насчёт родства, стало статистически почти несомненным фактом.

Почти полная, буквальная универсальность генетического словаря для систематика не слишком хороша. Один раз сказав нам, что все живые существа — родственники, она не может сказать нам далее, какие пары существ «родственнее» других. Но это может сказать другая молекулярная информация, в которой мы находим переменную степень подобия, а не полную идентичность. Продукты генетических трансляторов, как вы помните, — белковые молекулы. Каждая белковая молекула — предложение, цепь слов аминокислотного словаря. Мы можем читать эти предложения, как в их транслированной белковой форме, так и в оригинальной ДНК-форме. Хотя все живые существа имеют один и тот же словарь, они не сочиняют одних и тех же предложений на основе этого общего словаря. Это даёт нам возможность определить степень родства. Белковые предложения, хотя и различаются в деталях, но часто подобны в общем. У любой пары организмов всегда можно найти предложения, достаточно подобные, чтобы можно было не сомневаться в том, что они — слегка «искажённые» версии одного предкового. Мы уже видели это на примере незначительных различий между последовательностями гистонов у коров и гороха.

Систематики теперь могут сравнивать молекулярные предложения точно так же, как они сравнивали ранее кости ног или черепа. Большое подобие белковой или ДНК-последовательности можно трактовать как знак принадлежности близким родственникам; меньшие подобия — как принадлежность более отдалённым родственникам. Все эти предложения составлены из слов универсального словаря, содержащего не более 64 слов. Красота современной молекулярной биологии состоит в том, что мы можем измерить различие между двумя животными точно — как точное количество слов, различающихся в соответствующих версиях конкретных предложений. Как и в генетическом гиперпространстве третьей главы, мы можем точно измерить, сколько шагов отделяют одно животное от другого — по крайней мере, применительно к конкретной белковой молекуле. Дополнительное преимущество использования в таксономии молекулярных последовательностей состоит в том, что, согласно одной влиятельной генетической школе, «нейтралистам» (мы встретим их ещё раз в следующей главе), большая часть эволюционных изменений, происходящих на молекулярном уровне, нейтральна. Это означает, что они возникают вследствие не естественного отбора, а продуктивной случайности, и следовательно, кроме как при случайной неудаче, проблема конвергенции не будет вводить в заблуждение систематика. И далее — как мы уже видели, любая молекула, похоже, эволюционирует с примерно постоянной скоростью у далеко различающихся группах животных. Это означает, что количество различий между сопоставимыми молекулами у двух животных, скажем, между цитохромом человека и цитохромом бородавочника — хорошее мерило времени, прошедшего с момента жизни их общего предка. Это довольно точные «молекулярные часы». Молекулярные часы позволяют нам оценивать не только у каких пар животных имеются ближайшие общие предки, но и примерное время жизни этого общего предка.

Здесь читатель может быть озадачен явной непоследовательностью. Вся эта книга подчеркивает первостепенную важность естественного отбора. Как же мы теперь можем подчеркивать хаотичность эволюционных изменений на молекулярном уровне? Предвосхищая главу 11, скажу, что на деле здесь нет никакой вражды с эволюцией адаптаций, что является главной темой этой книги. Даже самый горячий нейтралист не думает, что сложные рабочие органы, подобные глазам и рукам развились посредством случайного дрейфа. Всякий нормальный биолог согласится, что они могут развиться лишь посредством естественного отбора. Нейтралисты лишь полагают (и по моему мнению — справедливо), что такие адаптации — лишь вершина айсберга: вероятно, наибольшее количество эволюционных изменений, а именно — изменений на молекулярном уровне, бесфункционально.

Поскольку молекулярные часы — это факт, и похоже на правду, что молекулы определённого вида изменяются за миллионы лет с присущим им характерным темпом, то мы можем использовать этот факт для датирования точек разветвления эволюционного древа. И если действительно верно, что большая часть эволюционных изменений на молекулярном уровне нейтральна, то это замечательный подарок для систематика. Это означает, что проблема конвергенции может быть снята при помощи статистики. Каждое животное имеет большой объём генетического текста, хранящегося в его клетках, и большая часть его, согласно нейтралистской теории, не имеет никакого отношения к его приспособленности к данным условиям жизни; текст, который в значительной степени не затрагивается отбором и в значительной степени не является объектом конвергентной эволюции, кроме как в результате явной случайности. Вероятность того, что два больших фрагмента селективно-нейтрального текста будут случайно походить друг на друга, можно рассчитать, и она очень и очень низка. Еще важнее, что постоянный темп молекулярной эволюции позволяет нам практически датировать точки разветвления эволюционной истории.

Трудно преувеличить ту мощь, которую новые методы чтения молекулярных последовательностей добавили к арсеналу систематика. Конечно, пока ещё не все молекулярные последовательности, и не всех животных, расшифрованы, но уже можно пойти в библиотеку и посмотреть точную, дословную и побуквенную последовательность молекулярного предложения, такого как, скажем, «гемоглобин» в варианте собаки, кенгуру, колючего муравьеда, цыплёнка, гадюки, тритона, карпа и человека. Не у всех животных есть гемоглобин, но есть другие белки, например гистоны, своя версия которых существует в каждом животном и растении, и опять же — многие из них можно уже посмотреть в библиотеке. И это не зыбкие характеристики, могущие, подобно длине ног или ширине черепа, зависеть от возраста и здоровья экземпляра, или даже от особенностей зрения исследователя. Это точно сформулированные альтернативные версии одного и того же предложения, на одном и том же языке, которые могут быть положены рядом и сравнены так же скрупулёзно и точно, как скрупулёзно греческий учёный мог бы сравнивать два пергамента с текстом одного и того же Евангелия. ДНК-последовательности — Евангелия всей жизни, и мы научились их расшифровывать.

Базовое положение систематики гласит, что близкие родственники будут иметь более совпадающие версии конкретного молекулярного предложения, чем более отдалённые. Это называется «принцип экономии». Экономия — другое название экономической скупости. Наш задача состоит в том, что исходя из набора животных, предложения которых известны, скажем, восьми животных, перечисленных в предыдущем абзаце, выяснить, какая из всех возможных древовидных диаграмм соединяет эти восемь животных наиболее экономно. Самое экономное дерево — это «экономически скупейшее» дерево предположений, в том смысле, что оно предполагает минимальное количество изменений слов в эволюции и минимальное количество конвергенций. Мы вправе предполагать минимальное количество конвергенций на основании явного неправдоподобия. Маловероятно, особенно если учесть, что большая часть молекулярной эволюции нейтральна, что два неродственных животных натолкнутся на в точности ту же самую последовательность, дословно и побуквенно.

При попытке рассмотреть на все возможные деревья обнаруживаются вычислительные трудности. Когда нам нужно расклассифицировать только трёх животных, то возможных деревьев будет только три: А вместе с B, исключая C; А с C, исключая B; и B с C, исключая A. Можно проделать аналогичные вычисления для больших количеств животных, подлежащих классификации, но количество возможных деревьев круто возрастает. Когда нам нужно рассмотреть только четверых животных, то общее количество возможных деревьев родства равно 15 и пока что обозримо. Компьютеру не потребуется долго работать, чтобы выяснить, какое из этих 15 является наиболее скупым. Но если нужно рассмотреть 20 животных, то число возможных деревьев, составит 8 200 794 532 637 891 559 375 (см. рисунок 9). Наибыстрейшему на сегодняшний день компьютеру потребуется 10 000 миллионов лет (примерно возраст Вселенной), чтобы вычислить скупейшее дерево для всего 20 животных. А систематики часто хотят строить деревья из более чем 20 животных.

Рис. 9.

Это генеалогическое древо правильно. Существуют также 8200794532637891559374 других способа классификации этих 20 организмов, и все они неправильны.

Хотя молекулярные систематики были первыми, осознавшие эту проблему взрывного роста вариантов, фактически она уже существовала и в недрах немолекулярной таксономии. Немолекулярные систематики просто уклонились от неё, делая интуитивные предположения. Из всех, в принципе возможных генеалогических деревьев, подавляющее большинство может быть отброшено сразу — например, все миллионы генеалогических деревьев, которые располагают людей ближе к дождевым червям, чем к шимпанзе. Систематики даже не взглянут на такие очевидно абсурдные деревья родства, но сосредоточатся на относительно немногих деревьях, которые не слишком радикально нарушают их предположения. Это, видимо, справедливо, хотя всегда есть опасность, что правильное, скупейшее дерево оказалось одним из тех, что были отвергнуты без рассмотрения. Компьютеры также можно запрограммировать на использование кратчайших путей, тем самым проблему взрывообразно больших чисел можно милосердно сократить.

Молекулярная информация настолько обильна, что позволяет нам многократно и независимо строить системы родства на основе различных белков. При этом мы можем использовать выводы, сделанные при изучении одной молекулы, для проверки выводов, сделанных на основании другой. Если нас беспокоит, что история, рассказанная одной белковой молекулой, на деле может быть результатом конвергенции, то мы можем безотлагательно проверить её, изучив другую. Конвергентная эволюция — это собственно особый вид случайного стечения обстоятельств. Особенность случайных совпадений состоит в том, что, даже если они, несмотря на редкость, однажды всё-таки случаются, то просто повторение их вероятно уже гораздо менее. И уж тем более низка их вероятность при трёхкратном повторении. Рассматривая всё больше и больше независимых белковых молекул, мы можем практически исключить случайное совпадение.

Например, одно исследование группы новозеландских биологов состояло в неоднократной (а именно пятикратной) независимой классификации 11 животных с использованием пяти различных белковых молекул. В эти 11 животных входили: овца, макака-резус, лошадь, кенгуру, крыса, кролик, собака, свинья, человек, корова и шимпанзе. Идея состояла в разработке дерева родства этих 11 животных сначала на основании одного белка. Затем построить аналогичное дерево на основании другого белка и посмотреть, получилось ли оно тем же самым, что и в первом случае. Затем проделать то же самое для третьего, четвертого и пятого белка. Теоретически, если, к примеру, никакой эволюции фактически не было, то каждый из этих пяти белков, возможно, даст совершенно отличное дерево «родства».

Все пять белковых последовательностей всех 11 животных были доступны в библиотеке. Для 11 животных возможно 654 729 075 деревьев отношений, которые нужно рассмотреть, используя обычные методы сокращения путей поиска. Для каждой из пяти белковых молекул компьютер напечатал скупейшие деревья родства — пять независимых лучших предсказаний истинного дерева родства этих 11 животных. Если бы все пять этих деревьев оказались бы идентичны, то это был бы самый красивый результат, на который можно было бы надеяться. Вероятность получения этого результата случайным совпадением крайне мала: это было бы число с 31 нулём после десятичной запятой. Мы не должны удивляться, если не сможем получить согласованность столь совершенную: некоторая конвергенция и случайные совпадения вполне ожиданны. Нас должна беспокоить лишь существенная несогласованность этих деревьев. Фактически эти пять деревьев оказались не совсем идентичными, но очень подобными. Все пять молекул согласны в том, что человек, шимпанзе и макака близки друг другу, но есть некоторые разногласия по вопросу о том, какие животные ближе всего к этому кластеру: гемоглобин B говорит, что это собака, фибринопептид B говорит, что это крыса; фибринопептид А говорит, что это кластер, состоящий из крысы и кролика; гемоглобин А говорит, что это кластер, состоящий из крысы, кролика и собаки.

Мы имеем определенного общего предка с собакой и другого общего предка с крысой. Эти два предка действительно существовали в свои моменты истории. Один из них должен быть современнее другого, так что или гемоглобин B, или фибринопептид B должен быть неправ в оценке эволюционных отношений. Как я уже сказал, такие незначительные несоответствия не должны нас беспокоить. Мы вполне ожидаем какую-то конвергенцию и совпадения. Если на деле мы ближе к собаке, то это означает, что мы конвергентны с крысой в отношении нашего фибринопептида B. Если на деле мы ближе к крысе, то это означает, что мы конвергентны с собакой в отношении нашего гемоглобина B. Мы можем понять, какая идея из этих двух ближе к правде, рассмотрев ещё и другие молекулы. Но я не буду углубляться в этоу тему: вопрос уже ясен.

Я говорил, что таксономия — один из наиболее злобно-сварливых разделов биологии. Стивен Гулд хорошо характеризовал её одной фразой «названия и злобствования». Похоже, систематики питают такую страстную любовь к своей научной школе, что она была бы более ожиданна в политической партии или экономической школе, чем в академической науке. Члены конкретной таксономической школы воспринимают себя как осаждённую общину братьев, подобную ранним христианам. Впервые я понял это, когда знакомый систематик, с тревогой на побелевшем лице сообщил мне «новости»: что такой-то и такой-то (имя не имеет значения) «переметнулся к клейдистам».

Нижеследующий краткий обзор таксономических школ, вероятно, вызовет некоторое раздражение кого-то из их приверженцев, но не большее, чем они обычно вызывают друг у друга, так что никакого особого вреда я не причиню. В понятиях их базовой философии, систематики распадаются на два главных лагеря. С одной стороны располагаются те, кто без колебаний признаёт своей открытой целью раскрытие эволюционных отношений. Для них (и для меня) хорошее таксономическое дерево — это генеалогическое древо эволюционных отношений. Когда вы составляете его, вы используете все методы, находящиеся в вашем распоряжении, чтобы делать лучшее предположение насчёт близости родства одного животного к другому. Найти общее название для этих систематиков трудно, потому что напрашивающееся название, «эволюционные систематики», уже занято одной узкой подшколой. Иногда их называют «филетиками». Пока что я писал эту главу с филетических позиций. Но есть много систематиков, которые, исходя из по-своему разумных причин, идут другим путём. Хотя они, вероятно, согласятся с тем, что конечная цель таксономии состоит в открытиях в области эволюционных отношений, они настаивают на отделении практики таксономии от теории — возможно, эволюционной теории, которая бы подсказывала структуру подобий. Эти систематики изучают структуру подобий саму по себе. Они не выдвигают предварительных гипотез о том, что какая-то схема подобий обусловлена эволюционной историей, и является ли близкое подобие следствием близкого родства. Они предпочитают строить свою систематику, используя одну только систему подобий. В этом есть одно преимущество — если у вас есть какие-то сомнения насчёт истинности эволюции, вы можете использовать систему подобий для её проверки. Если эволюция истинна, то подобия животных должны отвечать некоторыми предсказуемыми схемам, особенно — схеме иерархического вложения. Если эволюция ложна, то кто его знает, какой системы подобий нам нужно ожидать, однако нет никаких явных причин ожидать вложенной иерархической системы. Эта школа настаивает, что если вы используете эволюцию при построении вашей систематики, то вы не можете использовать результаты вашей таксономической работы для поддержки истинности эволюции: это было бы циркулярным доказательством. Этот аргумент был бы важен, если бы у кого-нибудь были серьёзные в сомнения в истинности эволюции. Опять же, трудно найти подходящее название для этой второй школы систематиков. Я буду называть их «измерителями чистого подобия».

Филетики, открыто стремящиеся выявить эволюционные отношения, далее разделяются на две школы. Это клейдисты, следующие принципам, провозглашённым в знаменитой книге Вилли Хеннига «Филетическая таксономия», и «традиционные» эволюционные систематики. Клейдисты помешаны на ветвлениях. Цель систематики для них состоит в обнаружении порядка ответвлений эволюционных линий друг от друга ходе эволюции. Их не волнует, как много (или немного) эти линии изменились, начиная с пункта ветвления. «Традиционные» (не воспринимайте это как ругательство) эволюционные систематики отличаются от клейдистов главным образом тем, что они не рассматривают эволюцию лишь как ветвление. Они также принимают во внимание всю совокупность изменений, происходящих в ходе эволюции, а не только ветвления.

Клейдисты с самого начала рассуждают в понятиях ветвления деревьев. Они начинают с умозрительной записи всех возможных ветвящихся деревьев для животных, с которыми они имеют дело (ветвления только двухсторонние, ибо терпению всех людей есть предел!). Как мы видели при обсуждении молекулярной таксономии, занятие это становится трудным, если мы пытаемся классифицировать много животных, так как количество возможных деревьев становится астрономически велико. Но мы также видели, что, к счастью, существуют обходные пути и практически пригодные упрощения, и это означает, что такую работу практически можно проделать.

Если, для примера, мы пробуем расклассифицировать только трёх животных — кальмара, сельдь и человека, то мы сможем построить лишь три двухсторонне ветвящихся дерева, а именно:

Кальмар и сельдь — близко друг к другу, человек — поодаль.

Человек и сельдь — близко друг к другу, кальмар — поодаль.

Кальмар и человек — близко друг к другу, сельдь — поодаль.

Клейдисты рассмотрели бы каждое из трёх возможных деревьев и выбрали бы лучшее. Как определяется лучшее дерево? В основном, это дерево, объединяющее животных, имеющее больше всего общих признаков. Мы обозначаем как «отдалённое» такое животное, которое имеет меньше всего признаков, общих с двумя другими. Из трёх вышеприведённых деревьев следует предпочесть второе, потому что между человеком и сельдью намного больше общих признаков, чем между кальмаром и сельдью или между кальмаром и человеком. Кальмар — отдалённое животное, потому что у него мало признаков, общих с человеком или сельдью.

Фактически, это не просто лишь подсчёт общих признаков, потому что некоторые виды признаков преднамеренно игнорируются. Клейдисты хотят придать особый вес недавно возникшим признакам. Например, древние признаки, которые все млекопитающие унаследовали от общего предка, бесполезны для составления классификаций самих млекопитающих. Методы, используемые ими для определения древности признака, интересны, но они увели бы нас за пределы интересов нашей книги. Главное, что нужно помнить здесь, что, по крайней мере — в принципе, клейдист размышляет обо всех возможных раздваивающихся деревьях, в которые можно было бы объединить множество животных, с которыми он работает и пытается выбрать из них одно правильное. Настоящего клейдиста нисколько не смущает тот факт, что он рассуждает о ветвящихся деревьях, или «клейдограммах», как генеалогических деревьях близости эволюционного родства.

Доведённая до крайности, идея голых ветвлений может дать странные результаты. Теоретически возможно, что вид будет детально идентичен своему отдалённому родственнику и при этом чрезвычайно отличаться от родственника более близкого. Например, предположим, что жили 300 миллионов лет назад два очень сходных вида рыб, назовём их Иаков и Исаия. Оба эта вида основали династии потомков, которые живут и по сей день. Потомки Исаии пребывают в стазисе. Они продолжали жить в глубоком море, не эволюционируя. В результате современный потомок Исаии является по существу тем же самый Исаией и, следовательно, очень похож на Иакова. Потомки Иакова эволюционировали и распространялись. Они, в конечном счёте породили всех современных млекопитающих. Но одна линия потомков Иакова тоже стагнировала в глубоком море и также имеет современных потомков. Эти современные потомки — рыбы, которые настолько похожи на современных потомков Исаии, что их трудно различить.

Тогда как мы будем классифицировать этих животных? Традиционный эволюционный систематик признал бы большое подобие примитивных глубоководных потомков Иакова и Исаии между собой и поместил бы их в классификации рядом. Строгий клейдист не может этого сделать. Глубоководные потомки Иакова, несмотря на то, что они выглядят точно так же, как глубоководные потомки Исаии, являются, однако, более близкими родственниками млекопитающим. Их общий предок с млекопитающими жил позже, пусть даже чуть позже, чем их общий предок с потомками Исаии. Поэтому они их нужно классифицировать вместе с млекопитающими. Это может выглядеть странно, но лично я могу смотреть на это совершенно спокойно. Это, по крайней мере, предельно логично и ясно. Достоинства есть и у клейдизма, и у традиционной эволюционной таксономии, и мне практически без разницы, как люди классифицируют животных, если они чётко сообщают мне, как именно они это делают.

Обратимся теперь к другой главной школе таксономии, «измерителям чистого подобия». Их тоже можно разделить на две секции. Обе секции соглашаются изгонять эволюцию из своих ежедневных рассуждений при работе над систематизацией. Но у них нет согласия по конкретным процедурам систематизации. Одну их секцию иногда называют «фенетиками», а иногда — «числовыми систематиками». Я буду называть их «измерителями среднего расстояния». Другая секция «измерителей подобия» называет себя «преобразованные клейдисты». Это неудачное название — хотя бы потому, эти люди — не клейдисты! Когда Юлиан Хаксли изобрёл термин «клейд», он ясно и однозначно определил его в понятиях эволюционного ветвления и эволюционного происхождения. Клейд — это множество всех организмов, происходящих от конкретного предка. Так как главная идея «преобразованных клейдистов» состоит в избежании всех упоминаний эволюции и наследования, то они не имеют разумных оснований называть себя клейдистами. Причина такого названия находится в их истории: они начинали как настоящие клейдисты и сохранили некоторые методы клейдистов, отказываясь от их фундаментальной философии и рассуждений. Полагаю, что у меня нет никакого выбора, кроме как называть их преобразованными клейдистами, хотя я делаю это с отвращением.

Измерители среднего расстояния не только отказываются использовать эволюцию в своей таксономии (хотя все они верят в неё). Они последовательны в этом настолько, что даже не предполагают, что схема подобия обязательно будет просто разветвляющейся иерархией. Они пытаются привлечь методы, раскрывающие иерархическую схему — если она действительно там есть — и не пытаются, если её там нет. Они пытаются попросить природу сказать им, действительно ли она организована иерархически? Это нелёгкая задача, и, вероятно, честнее сказать, что доступных методов для достижения этой цели нет. Однако их цель, как мне кажется, одного сорта с похвальной целью ухода от предвзятых мнений. Их методы часто довольно изощрены и математизированы, и они столь же подходят для классификации неживых предметов, например камней или археологических находок, столь и для классификации живых организмов.

Они обычно начинают с измерения всего, что можно, у своих животных. Вам, возможно, интересны методы интерпретации этих измерений, но я не буду углубляться в них. В конечном итоге все измерения сводятся вместе и вырабатывается индекс подобия (или его антипод, индекс различий) между всеми этими животными. Если хотите, можете визуально представить этих животных как облака точек в пространстве. Крысы, мыши, хомяки и т. д. находились бы в одной области пространства. На отдалении, в другой части пространства, находилось бы другое небольшое облако, состоящее из львов, тигров, леопардов, гепардов и т. д. Расстояние между любыми двумя точками пространства — есть мера «похожести» этих двух животных, оценённая по комбинации большого количества их признаков. Расстояние между львом и тигром мало — как и расстояние между крысой и мышью. Но расстояние между крысой и тигром или мышью и львом велико. Комбинирование признаков обычно делается с помощью компьютера. Пространство, в котором находятся эти животные, в чём-то похоже на Страну Биоморфов, но «расстояния» в нём отражают скорее телесное подобие, чем генетическое.

Вычислив индекс среднего подобия (или расстояние) между всеми животными, компьютер затем просматривает множество расстояний (подобий) и пытается выстроить их в иерархическую кластерную схему. К сожалению имеются разногласия насчёт того, какими вычислительными методами следует искать кластеры. Не существует какого-то одного, безусловно корректного метода; не все методы дают один и тот же ответ. Хуже того, возможно, что некоторые компьютерные методы норовят «перестараться» и «увидеть» иерархически организованные кластеры внутри других кластеров, даже если их там на деле нет. Школа «измерителей расстояния» или «числовых систематиков», в последнее время как-то вышла из моды. На мой взгляд, их немодность является временной, как это часто бывает с модами, и этот вид «численной таксономии» ни в коем случае не должен сбрасываться со счётов. Я предвижу её возвращение. Другая секция «измерителей чистого подобия» — это те, кто по вышеизложенным историческим причинам называет себя «преобразованными клейдистами». И злобность исходит, главным образом, именно из этой группы. Я не буду следовать обычной практике рассмотрения их исторических корней в рядах настоящих клейдистов. В своей базовой философии, так называемые преобразованные клейдисты имеют больше общего с другой секцией измерителей чистого подобия, которые часто называются «фенетиками» или «числовыми систематиками»; мы только что рассмотрели их под названием «измерители среднего расстояния». Общей у них является антипатия к вовлечению эволюции в практику таксономии, хотя это не обязательно означает какую-то враждебность идее самой эволюции.

С истинными клейдистами преобразованные разделяют многие практические методы. И те, и те сразу рассуждают в понятиях раздваивающихся деревьев. И те, и те отбирают одни типы характеристик как таксономически важные, другие — как таксономически несущественные. Они отличаются логическим обоснованием этой дискриминации. Подобно измерителям среднего расстояния, преобразованные клейдисты не занимаются построениями генеалогических деревьев. Они ищут деревья чистого подобия. Они, как и измерители среднего расстояния, оставляют открытым вопрос о том, отражает ли подобие эволюционную историю. Но в отличие от измерителей расстояния, которые, по крайней мере в теории, готовы разрешить природе сообщить им, в самом ли деле она организована иерархически, преобразованные клейдисты этим вопросом не задаются, априори полагая ответ утвердительным. Это — аксиома, догмат их веры в то, что всё должно классифицироваться в ветвящиеся иерархии (или, что эквивалентно, во вложенные группы). Поскольку ветвящееся дерево само по себе не имеет никакого отношения к эволюции, его не требуется применять только к живым существам. Методы преобразованных клейдистов, если верить их защитникам, могут использоваться для классификации не только животных и растений, но и камней, планет, книг в библиотеке и горшков бронзового века. Другими словами, они не подписались бы под выводом, сделанным мною при сравнении с библиотекой, что эволюция — единственное стоящее основание для уникально иерархической классификации.

Измерители среднего расстояния, как мы видели, определяют, как далеко находится одно животное от другого, где «далеко» означает «не похоже», а «близко» означает «похоже». Только тогда, вычислив своего рода сводный средний индекс подобия, они пробуют интерпретировать эти результаты в понятиях ветвления, иерархии вложенных кластеров или древовидной диаграммы. Преобразованные клейдисты, напротив (как и истинные клейдисты, которыми они когда-то были), мыслят в понятиях кластеров и ветвлений с самого начала. Как и истинные клейдисты, они начинают, по крайней мере, в принципе, фиксировать все возможные раздваивающиеся деревья и затем выбирают лучшее.

Но о чём они фактически говорят, когда рассматривают каждое возможное «дерево», и какое дерево они полагают лучшим? Какому гипотетическому состоянию мира соответствует каждое дерево? Для истинного клейдиста, последователя У. Хеннига, ответ совершенно ясен. Каждое из 15 возможных деревьев, объединяющих четырёх животных, является предположительным генеалогическим древом. Изо всех этих 15 мыслимых генеалогических деревьев одно, и только одно, может быть правильным. История происхождения животных реально разворачивалась в мире. Если предположить, что все ветвления — двусторонние, то существуют 15 возможных историй. Четырнадцать из них должны быть неправильны; правильной может быть только одна; только одна может отражать путь, которым история действительно шла. Из всех 135 135 возможных генеалогических деревьев, максимально возможных у 8 животных, 135 134 должно быть неправильно. Лишь одно отражает историческую правду. Понять, какое из них правильно, возможно, нелегко, но истинный клейдист может быть хотя бы уверен в том, что правильно не более одного.

Но чему эти 15 (или 135 135, или неважно сколько) возможных деревьев (и среди них — одно правильное), соответствуют в неэволюционном мире преобразованных клейдистов? Ответ, который дал мой коллега и бывший студент Марк Ридли в своей книге «Эволюция и классификация», гласит: «ничего особенного». Преобразованный клейдист отказывается допускать концепцию наследования в его построения. «Предок», для него — ругательное слово. Но с другой стороны, он настаивает, чтобы классификация была разветвляющейся иерархией. Тогда, если 15 (или 135 135) возможных иерархических деревьев — это не деревья истории наследования, то что же, чёрт возьми, они есть? Не остаётся ничего другого, кроме как обратиться к древней философии за некой неясной, идеалистической уверенностью, что мир просто организован иерархически; неким понятием, что всё в мире имеет свою «противоположность», мистический «Инь» и «Янь». Нет ничего более конкретного, чем это. Разумеется, в неэволюционном мире преобразованных клейдистов невозможно делать сильные и чёткие утверждения типа «только одно из 945 возможных деревьев, объединяющих 6 животных может быть правильно; все остальные — нет».

Почему у преобразованных клейдистов «предок» — ругательное слово? Надеюсь, не потому, что они полагают, что никаких предков никогда не было. Скорее потому, что, как они решили, предки не должны иметь места в таксономии. Эта позиция оправдана и отвечает потребностям повседневной практики таксономии. Фактически ни один клейдист не рисует плоть и кровь предков на генеалогических деревьях, хотя традиционные эволюционные систематики иногда так делают. Клейдисты всех направлений трактуют все отношения между реальными, наблюдаемыми животными как родственные только для проформы. Это совершенно разумно. Что же неразумно, так это доводить эту позицию до табу на саму концепцию предка, на использование понятия «предок» для поддержки фундаментального объяснения причин принятия иерархически ветвящегося дерева за основу вашей таксономии.

Я оставил на десерт самую странную особенность таксономической школы преобразованных клейдистов. Не довольствуясь совершенно разумной верой в то, что можно многое сказать в пользу исключения эволюционных и наследственных предположений из практики таксономии, верой, которую они разделяют с фенетическими «измерителями расстояний», некоторые преобразованные клейдисты, дошли до крайности и заключили, что есть что-то ошибочное в самой концепции эволюции! Это настолько странно, что в это почти невозможно поверить, однако часть ведущих «преобразованных клейдистов» открыто высказывает настоящую враждебность самой идее эволюции, особенно — дарвинистской теории. Двое из них, Г. Нельсон и Н. Платник из американского музея естествознания Нью-Йорка, дошли до того, чтобы написать, что «Дарвинизм … это, вкратце, теория, которая была подвергнута испытанию и признана ложной». Я страстно хочу узнать, что это было за «испытание», и более того, я страстно хочу узнать, какой альтернативной теорией Нельсон и Платник объяснили бы явления, объясняемые дарвинизмом, особенно — адаптивную сложность.

Это не означает, что всякий преобразованный клейдист — это фундаменталистский креационист. Я понимаю это как то, что они наслаждаются преувеличенной важностью таксономии в биологии. Они решили, возможно — справедливо, что они могут сделать таксономию лучше, если забудут про эволюцию, и особенно, если они никогда не используют концепцию предка в таксономических построениях. Например исследователь, изучающий нервные клетки, может решить, что ему не помогут мысли об эволюции. Специалист по нервам согласен, что его нервные клетки — продукты эволюции, но ему не нужно использовать этот факт в своих исследованиях. Ему нужно много знать в области физики и химии, но он полагает, что дарвинизм неуместен в его повседневных исследованиях нервных импульсов. Это оправданная позиция. Но у вас нет разумных оснований говорить, что, поскольку вам не нужно использовать некую теорию в повседневной практике вашей конкретной ветви науки, то следовательно, эта теория ложна. Такое вы скажете лишь тогда, когда у вас имеется в высшей степени грандиозная оценка важности именно вашей ветви науки.

Но даже в этом случае это не логично. Физику, конечно, не нужен дарвинизм, чтобы работать в физике. Он может даже полагать, что биология — тривиальный предмет по сравнению с физикой. Из этого могло бы следовать, что, по его мнению, дарвинизм имеет незначительную важность в науке. Но он не может из этого на разумных основаниях заключить, что он ложен! Но в сущности именно так некоторые лидеры школы преобразованных клейдистов и делают. Обратите внимание, Нельсон и Платник использовали однозначное слово «ложный». Излишне говорить, что эти слова включили чувствительные микрофоны, упомянутые мною в предыдущей главе, и в результате получилась значительная реклама. Им воздали честь в фундаменталистской креационистской литературе. Недавно, когда ведущий преобразованный клейдист приехал прочесть гостевую лекцию в моём университете, он собрал бóльшую толпу, чем любой другой гостевой лектор в этом году! И нетрудно понять, почему.

Нет никаких сомнений в том, что замечания, подобные вышеприведённому: «дарвинизм … — теория, которая была подвергнута испытанию и признана ложной», исходящие от солидных биологов в штате уважаемого национального музея, будут и закуской и выпивкой для креационистов и прочих, активно заинтересованных в фабрикации фальшивок. Это единственная причина, по которой я побеспокоил моих читателей темой преобразованного клейдизма. Как более мягко сказал Марк Ридли в рецензии на книгу, в который Нельсон и Платник сделали это замечание насчёт ложности дарвинизма, «Кто знает, может быть всё, что они действительно подразумевали, состояло в том, что предковый вид слишком ненадёжен, чтобы быть представленным в клейдистической классификации? Конечно, выявить точную идентичность предков трудно, и здесь хороший случай для того, чтобы даже не пытаться это делать.» Но делать заявления, побуждающие других делать выводы, что никаких предков никогда не было, это насилие над языком и предательство правды.

Пойду-ка я лучше покопаюсь в саду…

Глава 11. Обречённые конкуренты

В реальности эволюции не сомневается ни один серьёзный биолог — как не сомневается он и в том, что все живые существа являются родственниками друг друга. Однако у некоторых биологов были сомнения в правильности объяснения теорией Дарвина того, как именно эволюция протекала. Иногда это оказывается лишь спором о словах. Например, теорию пунктирной эволюции можно подать как анти-дарвиновскую, однако как я показал в 9-й главе, она в действительности является незначительной вариацией дарвинизма и никаким боком не принадлежит к конкурирующим теориям. Но существуют и другие теории, которые совершенно однозначно не являются версиями дарвинизма; теории, идущие категорически против самого его духа. Эти конкурирующие теории и есть предмет этой главы. В них входят различные версии того, что называется ламаркизмом, а также другие точки зрения — такие, как «нейтрализм», «мутационизм» и креационизм, которые время от времени выдвигались как альтернативы дарвиновскому отбору.

Очевидный способ выбора между конкурирующими теориями состоит в исследовании доказательств. Например, теории ламаркистского типа традиционно заслуженно отвергаются, ибо в их пользу до сих пор не найдено хороших свидетельств (и не по причине отсутствия энергичных попыток — были случаи фабрикации фанатиками фальшивых доказательств). В этой главе я пойду другим путём — в значительной степени потому, что очень много других книг уже изучили доказательства и склонились в пользу дарвинизма. Вместо исследования свидетельств за и против, я применю более кабинетный подход. Моим аргументом будет тот факт, что дарвинизм является единственной известной теорией, в принципе способной объяснить некоторые аспекты жизни. И если я прав, то, даже если и не существует никаких фактических свидетельств в пользу дарвиновский теории (а они, конечно, существуют), мы тем не менее будем вправе предпочесть её всем конкурирующим.

Один из способов драматизировать эту посылку — сделать предсказание. Итак, предсказываю: если когда-нибудь, в какой-нибудь другой части Вселенной обнаружится какая-то форма жизни, то как бы диковинно и сверхъестественно чуждой ни была для нас эта форма жизни в конкретных проявлениях, она будет похожа на земную в одном ключевом отношении — её породит какой-то вид дарвиновского естественного отбора. К сожалению, по всей вероятности, мы не будем в состоянии проверить это предсказание в течение нашей жизни, но тем не менее — это путь подчёркивания важной правды про жизнь на нашей собственной планете. Дарвиновская теория в принципе способна объяснить жизнь. Никакая другая, когда-либо предлагавшаяся теория, в принципе неспособна объяснить её. Я продемонстрирую это, обсуждая все известные конкурирующие теории, причём не свидетельства за или против, а их принципиальную адекватность для объяснения жизни.

Прежде всего, я должен объяснить, что я имею в виду под «объяснением жизни». Конечно, можно перечислить много свойств живых существ, и некоторые из них можно объяснить конкурирующими теориями. Мы видели, что многие факты различий белковых молекул могут быть следствием нейтральных генетических мутаций, а не дарвиновского отбора. Но есть одно особенное свойство живых существ, которое я хочу выделить, ибо оно объяснимо только дарвиновским отбором. Это свойство проходит красной нитью по всей этой книге; это — адаптивная сложность. Живые организмы хорошо приспособлены к выживанию и воспроизводству в своих окружающих средах, и инструменты этой приспособленности слишком многочисленны и статистически невероятны, чтобы возникать благодаря одному дару судьбы. Вслед за Пали, я использовал пример глаза. Две или три «хорошо спроектированные» особенности глаза предположительно могли возникнуть в результате единственной счастливой случайности. Но большое количество взаимосвязанных частей, хорошо приспособленных к видению и хорошо пригнанных друг к другу, требуют особого объяснения за пределами простой случайности. Конечно, дарвиновское объяснение тоже включает в себя случайность — мутации. Но случайности с нарастанием фильтруются отбором, шаг за шагом, поколение за поколением. В других главах показано, что эта теория способна удовлетворительно объяснить адаптивную сложность. В этой главе я докажу, что все другие известные теории на это не способны.

Первым давайте рассмотрим самого знаменитого исторического конкурента дарвинизма — ламаркизм. Когда ламаркизм был впервые предложен в начале девятнадцатого века, то он не был конкурентом дарвинизма; о дарвинизме тогда ещё никто не думал. Шевалье де Ламарк опередил своё время. Он был одним из интеллектуалов 18-го века, склонявшихся в пользу эволюции. В этом он был прав, и за одно это он заслуживает уважения, наряду с дедом Чарльза Дарвина Эразмом, и другими. Ламарк предложил лучший теоретический механизм эволюции, который можно было предложить в то время, но нет оснований полагать, что, если бы в это время уже были высказаны механизмы дарвиновской теории, то он отверг бы их. Но тогда они не были высказаны. К несчастью для Ламарка, его имя (по крайней мере — в англоговорящем мире), стало синонимом ошибки — из-за предложенных им теоретических механизмов эволюции, хотя он совершенно правильно верил в то, что эволюция имела место. Это не историческая книга, поэтому я не буду предпринимать попыток академического анализа, что именно сказал сам Ламарк. В фактических высказываниях Ламарка была доза мистики — например, он так истово верил в прогресс, что многие люди, даже сегодня, представляют себе жизнь в виде некоей прогрессивной лестницы; также он говорил о борьбе за существование животных, словно они, в каком-то смысле, сознательно желали эволюционировать. Я возьму от ламаркизма те немистические элементы, которые, по крайней мере на первый взгляд, имеют спортивный шанс реально поспорить с дарвинизмом. Этих элементов, единственных, принятых современными «неоламаркистами», в сущности два: наследование приобретённых характеристик и принцип использования-неиспользования.

Принцип испльзования-неиспользования гласит, что те части тела организма, которые активно используются, становятся больше. Те же части, которые не используются, имеют склонность к усыханию. Это верный наблюдаемый факт — когда вы упражняете конкретные мышцы, они растут; мышцы, никогда не используемые, съёживаются. Исследуя тело человека, мы можем сказать, какие мышцы он использует, а какие — нет. Мы даже способны предположить его профессию или способ отдыха. Энтузиасты культа «бодибилдинга» активно используют принцип испльзования-неиспользования для «постройки» своих тел, почти как частей скульптуры, в любую, даже неестественную форму, требуемую модой этой необычной субкультуры. Мышцы — это не единственные части тела, которые откликаются на использование таким образом. Гуляя босиком, вы приобретёте более жесткую кожу на ступнях. Легко отличить фермера от банковского клерка, глядя лишь на их руки. Руки фермера мозолистые, жёсткие от долгой тяжёлой работы на открытом воздухе. На руках же клерка если и есть мозоль, то это лишь небольшая мозоль на пишущем пальце.

Принцип использования-неиспользования позволяет животным улучшаться в ходе деятельности по выживанию в их мире, прогрессивно улучшаться в течение жизни, по результатам этой жизни в нём. Вследствие прямой экспозиции солнечного света или её отсутствию у людей развивается тот цвет кожи, который позволяет им лучше выживать в конкретных локальных условиях. Излишнее солнечное облучение опасно. Энтузиаст солнечных ванн с очень светлой кожей подвержен раку кожи. С другой стороны, недостаток солнечного света ведёт к дефициту витамина D и рахиту, иногда наблюдаемому у генетически чернокожих детей, живущих в Скандинавии. Коричневый пигмент меланин, синтезирующийся под влиянием солнечного света, образует экран, защищающий глубокие ткани от вредного воздействия излишнего солнечного света. Если загорелый человек переезжает в менее солнечную местность, меланин исчезает, и тело получает возможность извлечь пользу из того скудного солнечного света, который там имеется. Этот факт может быть представлен как пример принципа использования-неиспользования в действии: кожа становится коричневой, когда «используется», и обесцвечивается, когда «не используется». Конечно, некоторые тропические расы наследуют густой меланиновый экран вне зависимости от того, подвергались ли лично они действию солнечного света или нет.

Теперь обратимся к другому главному принципу ламаркизма — идее, что такие приобретённые характеристики затем будут унаследованы будущими поколениями. Все факты свидетельствуют, что эта идея просто ложна, но большую часть истории она полагалась истинной. Ламарк не изобретал её, а просто принял народную мудрость своего времени. В определённых кругах в неё верят до сих пор. У моей матери была собака, которая иногда изображала хромоту, поджимая одну заднюю лапу и хромая на остальных трёх. У соседки был более старый пёс, к сожалению потерявший одну заднюю лапу в автомобильной катастрофе. Она была убеждена, что её пёс являлся отцом собаки моей матери, доказывая это тем, что она очевидно унаследовала его хромоту. Народная мудрость и сказки заполнены подобными легендами. В наследование приобретённых качеств верят, или хотят верить, многие люди. До начала двадцатого века эта теория наследственности доминировала даже среди серьёзных биологов. В неё верил сам Дарвин, но его эволюционная теория абстрагировалась от конкретики механизмов наследования, поэтому эта теория наследования не связана с Дарвином в наших умах.

Если вы связываете воедино наследование приобретённых признаков, и принцип использования-неиспользования, то получаете то, что напоминает хороший рецепт эволюционных усовершенствований. Именно этот рецепт обычно обозначается эволюционной теорией Ламарка. Если последовательные поколения, ходя босиком по грубой земле, повышают жёсткость своих ступней, то каждое следующее поколение, как гласит эта теория, будет обладать чуть более жёсткой кожей, чем предыдущее. Каждое поколение будет иметь преимущество над предшествующим. В конце концов, младенцы будут рождаться с уже жёсткими подошвами (что действительно так, хотя, как мы увидим, по другой причине). Если последовательные поколения греются на тропическом солнце, они будут становиться всё более и более коричневыми, так как, согласно ламаркистский теории, каждое поколение унаследует часть загара предыдущей. Однажды они станут рождаться совсем чёрными (что, опять же, так и будет, но не по ламаркистским причинам).

Хрестоматийные примеры — руки кузнеца и шея жирафа. В тех деревнях, где кузнец наследовал это ремесло от отца, деда и прадеда, ему внушалось, что он наследовал свои тренированные мышцы отчасти и от его предков. Не только наследовал, но и сам наращивал их посредством упражнения и передавал эти улучшения своему сыну. Предкам жирафов с короткими шеями было отчаянно нужно дотянуться до высоко расположенных листьев на деревьях. Они мощно тянулись вверх, тем самым растягивая кости и мышцы шеи. Каждое поколение достигало слегка более длинной шеи, чем предшествующее, и передавало её в стартовую точку следующего. Весь эволюционный прогресс, согласно чистой ламаркистский теории, отвечает этой схеме. Животное стремится к чему-то, что ему нужно. В результате, те части тела, которые используются в этом стремлении, становятся больше или как-то иначе изменяются в соответствующем направлении. Это изменение наследуется следующим поколением, чем и достигается процесс. У этой теории есть преимущество, заключающееся в её нарастающем характере. А это, как мы видели, принципиальный компонент любой эволюционной теории, которой надлежит исполнить свою роль в нашем мировоззрении.

Похоже, что теория Ламарка обладает большой эмоциональной привлекательностью — не только для обывателей, но и для некоторых интеллектуалов. Ко мне однажды обратился коллега, знаменитый марксистский историк, в высшей степени культурный и начитанный человек. Он сказал, что понимает, что все факты говорят против теории Ламарка, но может быть всё-таки есть какая-нибудь надежда, что она окажется истинной? Я ответил, что по моему мнению, надежды нет — что он воспринял с искренним сожалением, говоря, что он, по идеологическим причинам, хотел бы, чтобы ламаркизм был прав. Из этой правоты вытекали бы позитивные надежды на улучшение человечества. Джордж Бернард Шоу посвятил одно из своих огромных предисловий (к книге «Назад к Мафусаилу») страстной защите наследования приобретённых характеристик. Его уверенность не базировалась на биологических знаниях, которых, как он весело признавался, у него не было вовсе. Она основывалась на эмоциональном отвращении к дарвинизму, как «сюжету про слепой случай»:

Это кажется так просто, потому что вы сначала не понимаете всего, что сюда впутано. Но когда вся значимость этого проясняется для вас, ваше сердце тонет в куче песка внутри вас. Здесь есть отвратительный фатализм, ужасное и омерзительное принижение красоты и ума, силы и воли, чести и стремления…

Артур Кестлер был другим выдающимся писателем, который не мог терпеть то, что он рассматривал как суть дарвинизма. Как саркастически, но правильно выразился Стивен Гулд: «Во всех своих последних шести книгах, Кестлер проводил „кампанию против своего непонимания дарвинизма“». Он искал прибежище в альтернативе, которая никогда не была до конца ясна и мне, которую однако можно интерпретировать как смутную версию ламаркизма.

Кестлер и Шоу были индивидуалистами, думавшими о себе. Их эксцентричные взгляды на эволюцию, вероятно, не имели большого влияния, хотя я со стыдом вспоминаю, что когда я был подростком, то моя собственная оценка дарвинизма, по крайней мере в течение года, поддерживалась чарующей риторикой Шоу в «Назад к Мафусаилу». Эмоциональная привлекательность ламаркизма и сопровождавшая её эмоциональная враждебность к дарвинизму, случалось, приводила к более зловещим последствиям, когда бралась на вооружение господствующими идеологиям, выступавшими в качестве суррогата мысли. Т. Д. Лысенко был второразрядным агроселекционером, ничем не знаменитым, кроме как в области политики. Его анти-менделевский фанатизм, пылкая и догматичная вера в наследование приобретённых характеристик, без вреда проигнорировались бы в большинстве цивилизованных стран. К сожалению, ему довелось жить в стране, в которой идеология имела большее значение, чем научные истины. В 1940-м году он был назначен директором Института генетики СССР, чем приобрёл большое влияние. Его невежественные взгляды на генетику стали на многие годы единственно разрешёнными к преподаванию в советских школах. Неисчислимый ущерб был нанесён советскому сельскому хозяйству. Многие видные советские генетики были изгнаны, сосланы в ссылки или брошены в тюрьмы. Например, Н. И. Вавилов, всемирно известный генетик, умер от недоедания в глухой тюремной камере, после длительного судебного процесса по нелепому сфабрикованному обвинению в «шпионаже в пользу Англии».

Доказать, что приобретённые характеристики никогда не наследуются, невозможно. По той же самой причине[24] мы не можем доказать и то, что фей не существует. Все мы можем сказать, что визуальные наблюдения фей никогда не подтверждались, а их предполагаемые фотографии были квалифицированы как явные фальшивки. То же самое верно для предполагаемых человеческих следов в Техасских лежбищах динозавров. Любое категорическое утверждение, что дескать фей не существует, уязвимо: кто знает, вдруг однажды я всё-таки увижу маленького человечка с прозрачными крылышками в конце моего сада? Подобный статус имеет и теория наследования приобретённых характеристик. Почти все попытки демонстрировать эффект просто терпели неудачу. Из тех же редких, что вроде бы были успешны, некоторые оказались фальшивками; например, печально известная инъекция туши под кожу жабы-повитухи, пересказанная Артуром Кестлером в его книге с тем же названием. Остальные попытки не удалось повторить другими исследователями. Но опять же, подобно тому, как кто-нибудь, будучи трезвым и с фотоаппаратом, сможет однажды доказать, что увидел фею в конце сада, так и кто-нибудь сможет однажды подтвердить, что приобретённые характеристики могут быть унаследованы.

Однако тут можно сказать немного больше. Некоторые вещи, надёжных наблюдений которых никогда не было, тем не менее правдоподобны, постольку поскольку они не подвергают сомнению всё остальное, что мы знаем. Я не видел хороших свидетельств в пользу теории, что плезиозавр и сегодня живёт в озере Лох-Несс, но моё мировоззрение не было бы ниспровергнуто, если бы он там всё-таки был найден. Я был бы лишь удивлён (и восхищен), потому что никаких окаменелостей плезиозавра в слоях, более поздних, чем 60 миллионов лет назад, не известно, а это очень долго для выживания маленькой реликтовой популяции. Но эта находка не ставила бы под угрозу какие-то базовые научные принципы. Это просто реальная действительность. С другой стороны, наука наработала хорошее понимание того, что и как происходит во Вселенной, понимание, которое хорошо срабатывает в отношении огромного множества явлений, и некоторые утверждения были бы несовместимы или, по крайней мере, очень плохо совместимы с этим пониманием. Это относится, например, к утверждению, что, согласно Библии Вселенная была создана только примерно 6 000 лет назад. Эта теория не просто не подтверждена. Она несовместима не только с ортодоксальной биологией и геологией, но также с физической теорией радиоактивности и с космологией (мы не должны видеть небесных тел, удалённых более чем на 6 000 световых лет, если ничего старше 6 000 лет не существует; не должен быть виден ни Млечный путь, ни любая из 10 000 миллионов других галактик, существование которых подтверждает современная космология).

Были времена в истории науки, когда вся устоявшаяся наука справедливо отбрасывалась единственным противоречащим фактом. Было бы высокомерием утверждать, что таких ниспровержений никогда больше не будет. Но мы, естественно и справедливо, требуем более высокой строгости доказательств подлинности факта, который мог бы перевернуть большое и процветающее научное здание вверх тормашками, чем факта, даже удивительного, который бы с готовностью воспринят существующей наукой. Для подтверждения существования плезиозавра в Лох-Нессе я бы счёл достаточным свидетельство моих глаз. Если бы я увидел человека, поднимающего самого себя за шиворот, то перед тем, как ниспровергнуть все законы физики, я бы предположил, что стал жертвой галлюцинации или фокуса. Существует континуум — от теорий, которые, вероятно, неверны, но легко могли бы такими быть, до теорий, которые могут быть истинными лишь ценой ниспровержения главных доктрин успешной ортодоксальной науки.

Итак, где в этом континууме находится ламаркизм? Его обычно представляют находящимся в том конце континуума, который «не истинен, но легко могущий таким быть». Я хочу доказать, что хотя он и не принадлежит тому же классу, что и левитация силою мысли, но ламаркизм или, конкретнее, наследование приобретённых характеристик, находится ближе к «левитационному» концу континуума, чем к «Лох-Несскому монстру». Наследование приобретённых характеристик — не та вещь, которая «легко могла бы быть истинна, но, вероятно, не такова». Я докажу, что она могла бы быть истинной лишь в том случае, если один из наших наиболее любимых и подтверждаемых принципов эмбриологии будет ниспровергнут. Поэтому ламаркизм нужно подвергать более строгому скепсису, чем таковому для фактов типа «Лох-Несского монстра». Что же это за общепринятый и подтверждающийся эмбриологический принцип, который должен быть ниспровергнут, чтобы можно было согласиться с ламаркизмом? Тут придётся сделать небольшое объяснение. Это объяснение будет выглядеть как уход от темы, но его уместность станет в конце концов понятной. И прежде, чем мы всё это начнём, вспомните, что ламаркизм, даже если он окажется истинным, тем не менее неспособен объяснить эволюцию адаптивной сложности.

Тема наших рассуждений будет лежать в области эмбриологии. Традиционно существует глубокий раскол между двумя различными взглядами на способы превращения одной клетки во взрослые существа. Официально они называются «преформизм» и «эпигенез», но их современные формы я буду называть теорией чертежа и теорией рецепта. Ранние преформисты полагали, что взрослое тело было заранее сформировано в единственной клетке, из которой ему надлежало развиваться. Одному из них даже казалось, что он увидел в свой микроскоп крошечного мини-человечка — «гомункула» — свернувшегося внутри сперматозоида (не яйцеклетки!). Преформист полагает эмбриональное развитие просто процессом роста. Все частицы взрослого тела уже существуют, заранее сформированные. Возможно, каждый гомункул-самец обладал собственными ультраминиатюрными сперматозоидами, в которых находились в скрученном виде его дети, и каждый из них содержал скрученных внуков… Кроме этой проблемы бесконечной вложенности, наивный преформизм пренебрегает фактом, который вряд ли был менее очевиден в семнадцатом веке, чем теперь: дети наследуют признаки не только от отца, но и от матери. Справедливости ради скажу, что существовали и другие преформисты, называемые овистами, более многочисленные, чем «спермисты», полагавшие, что взрослое существо был предформировано не в спермии, а в яйцеклетке. Но овизм страдает от тех же двух проблем, что и спермизм.

Современный преформизм не страдает ни от одной из этих проблем, но он, тем не менее, ложен. Современный преформизм — «теория чертежа» — полагает, что ДНК в оплодотворённой яйцеклетке эквивалентна чертежу взрослого тела. Чертёж — миниатюрная копия реальной вещи. Реальная вещь — дом, автомобиль или что-либо в этом роде — это трёхмерный объект, в то же время чертёж двумерен. Вы можете отобразить трёхмерный объект, например, здание, набором двумерных срезов: план каждого этажа, срезы на различной высоте и так далее. Это уменьшение размерности — вопрос удобства. Архитекторы могли бы предоставить строителям уменьшенные трёхмерные модели зданий из спичек и бальсового дерева, но наборы двумерных моделей на плоской бумаге — чертежи — легче носить в портфеле, легче исправлять и легче использовать в работе.

Дальнейшее снижение размерности до одной бывает необходимо, когда чертежи нужно сохранить в виде компьютерных импульсов и, например, передать по телефонной линии в другую часть страны. Это легко сделать, раскладывая каждый двухмерный чертёж на одномерный «скан». Телевизионные картинки подобным образом кодируются для передачи по радио. Опять же, сжатие размерностей — по существу тривиальный приём кодирования. Важный момент — существует взаимооднозначное соответствие между чертежом и зданием. Каждая часть чертежа отражает соответствующую часть здания. В некотором смысле, чертёж является миниатюрным «предформированным» зданием, пусть и миниатюризированным в меньшее количество размерностей, чем оригинал.

Я рассказал о приведении чертежей к одной размерности, конечно, потому, что ДНК — одномерный код. Точно так же, как возможно передать уменьшенную модель здания по одномерной телефонной линии — в виде оцифрованного набора чертежей, так же в принципе возможно передать модель тела посредством одномерного цифрового кода ДНК. В природе этого не происходит, но если б всё-таки происходило, то было бы справедливым утверждение, что современная молекулярная биология доказала древнюю теорию преформизма. Теперь рассмотрим другую великую теорию эмбриологии, эпигенез — теорию рецепта или «кулинарной книги».

Рецепт в кулинарной книге — это ни в коем случае не чертёж кекса, который в конце концов появится в печи. И не потому, что рецепт — это одномерная строка слов, а кекс — трёхмерный объект. Как мы знаем, свернуть модель объекта в одномерный код процедурой сканирования совершенно возможно. Но рецепт — это не масштабная модель, не описание законченного кекса и, ни в каком смысле, не поточечное отображение объекта. Это — набор инструкций, которые, будучи выполнены в правильном порядке, приведут к кексу. Настоящий одномерно закодированный чертёж кекса состоял бы из серии сканированных срезов кекса, как если бы его протыкали вдоль и поперёк через заданные интервалы каким-то зондом. Код отражал бы свойства среды в точках зондирования, следовавшими, допустим, с миллиметровыми интервалами; тогда можно было бы по серии этих данных восстановить точные координаты каждой ягодки и крошки теста. Имело бы место строгое взаимооднозначное соответствие между каждой частицей кекса и соответствующей частью чертежа. Очевидно, что ничего этого нет в реальном рецепте. Нет никакой однозначной карты «частиц» кекса, составленной из слов или букв рецепта. Если слова рецепта и отображаются на что-нибудь, то это не отдельные частицы готового кекса, но отдельные шаги процедуры его создания.

Да, пока мы не понимаем всех, или даже большей части, тех процессов, которые происходят при развитии животных из оплодотворённых яйцеклеток. Тем не менее, есть много убедительных признаков того, что гены намного более подобны рецепту, чем подробному чертежу. Аналогия с рецептом гораздо ближе к истине, чем аналогия с чертежом, хотя последняя нередко легкомысленно приводится в популярных учебниках, особенно недавних, хотя она неправильна почти в каждой детали. Эмбриональное развитие — это процесс. Это упорядоченная последовательность событий, подобная процедуре выпечки кекса, за исключением того, что состоит из в миллионы раз большего количества стадий, а различные стадии протекают одновременно во многих разных частях «противня». Большая часть этих стадий является размножением клеток, производящим потрясающие их количества. Некоторые из них отмирают, другие соединяются друг с другом, формируя органы, ткани и другие многоклеточные структуры. Как мы видели в предыдущих главах, особенности поведения конкретной клетки зависят не от особенностей состава её генов, ведь во всех клетках он одинаков, но от того, какие именно гены этого набора «включены» в этой клетке в этот момент. В любой точке развивающегося тела, в любой момент развития, бывает включена только незначительная часть генов. В разных частях эмбриона, в разные моменты развития включены разные подмножества генов. Какие именно гены будут включены в данной клетке в данный момент, зависит от химических условий в этой клетке. А они, в свою очередь, зависят от предшествующих условий в этой части эмбриона.

Более того, эффект, оказываемый включенным геном, зависит от конкретного субстрата в этой локальной точке эмбриона, на который этот ген собственно и оказывает эффект. Ген, включенный в клетках зачатка спинного мозга на третьей неделе развития, будет оказывать совершенно иной эффект, нежели тот же самый ген, включенный в клетках плеча на шестнадцатой неделе развития. Другими словами, эффект, оказываемый геном (если о нём можно говорить), — это не просто присущее свойство самого гена, но свойство гена, взаимодействующего с историей состояния его локальной среды в эмбрионе. Из этого понятно, что идея генов, как чего-то подобного чертежу тела — нонсенс.[25] Вспомните, что то же самое было справедливо и для компьютерных биоморфов.

Не существует никакого простого взаимооднозначного соответствия между генами и частицами тела, во всяком случае — большего, чем соответствие между словами рецепта и крошками кекса. Совокупность генов можно рассматривать как точно такой же набор инструкций по выполнению процесса, как и совокупность слов рецепта. Читателя, возможно, мучает вопрос — как в таком случае генетики могут зарабатывать на жизнь? Как вообще можно упоминать, уже не говоря о том, чтобы исследовать, «ген синих глаз» или «ген цветовой слепоты»? Разве сам тот факт, что генетики могут изучать такие «эффекты одного гена» не говорит о том, что в реальности существует какой-то вид соответствия между данным геном и данной частицей тела? Разве это не опровергает всё, что я говорил насчёт набора генов, являющихся рецептом развития тела? Нет, конечно же, нет, и важно понять, почему.

Возможно, лучший способ понять это, состоит в возврате к аналогии с рецептом. Думаю, вы согласитесь, что нельзя разделить кекс на составляющие его крошки и сказать: «Эта крошка соответствует первому слову рецепта, эта крошка — второму», и т. д. В этом смысле нельзя не согласиться, что весь рецепт целиком отображает весь кекс тоже целиком. Но теперь предположим, что мы изменили одно слово в рецепте; например, слово «разрыхлитель» удалено или изменено на слово «дрожжи». Мы испекли 100 кексов по новой версии рецепта и 100 — по старой. И обнаружили ключевое различие между двумя множествами из 100 кексов, и это различие возникло вследствие различия в одном слове рецепта. Хотя никакого взаимооднозначного соответствия между словами и крошками кекса нет, но есть взаимооднозначное соответствие между различием слов и различием всего кекса. «Разрыхлитель» не отображается на какую-то конкретную часть кекса: он оказывает влияние на «подъём» и, следовательно, на итоговую форму всего кекса. Если «разрыхлитель» удалён или заменён «мукой», то кекс не будет «подниматься». Если он будет заменён на «дрожжи», то кекс поднимется, но по вкусу будет больше похож на хлеб. Будет наличествовать стабильное, распознаваемое различие между кексами, испечёнными по первоначальной и «видоизменённым» версиям рецепта, хотя не будет никакой конкретной «частицы» кекса, которая бы соответствовала рассматриваемым словам. Вот вам хорошая аналогия событий, происходящих при мутациях гена.

Поскольку гены оказывают и количественные эффекты, и, стало быть, мутации могут изменять эту количественную величину, то ещё лучшей аналогией было бы изменение температуры в печи с «350 градусов» до «450 градусов». Кексы, выпеченные согласно «мутантной», высокотемпературной версиеи рецепта, получатся существенно другими, не только в одной части, но и по всему их объёму. Но и эта аналогия очень упрощена. Чтобы представить себе процесс «выпекания» младенца, мы должны представить себе не один процесс в одной печи, но переплетение нитей конвейера, проходящих по разным частям противня сквозь 10 миллионов различных миниатюрных печей, последовательно и параллельно, и каждая печь вырабатывает различные комбинации приправ из 10 000 базовых ингредиентов. Смысл кулинарной аналогии, показывающей, что гены — не чертёж, а рецепт процесса, виден в сложной её версии даже отчётливей, чем в упрощённой.

Теперь пора применить этот урок к вопросу наследовании приобретённых характеристик. Связь здания с чертежом, в отличие от рецепта, является двунаправленной. Если у вас есть здание, то вам легко восстановить его чертёж. Достаточно измерить все его размеры и промасштабировать их. Очевидно, если дом «приобрёл» какую-то новую характеристику — скажем, внутренние стены были снесены, чтобы сделать первый этаж открытой студией, то «обратное вычерчивание» позволит точно зафиксировать изменения. И если бы гены содержали чертёж взрослого тела, то нечто подобное было бы возможно и с телом. В этом случае можно легко представить себе любую особенность, приобретённую телом при жизни, которая бы точно записалась назад в генетический код и, следовательно, передалась бы следующему поколению. Сын кузнеца и в самом деле мог бы унаследовать последствия отцовских упражнений. Но поскольку гены — это не чертёж, а рецепт, такое невозможно. Унаследование приобретённых характеристики живым существом представимо не более, чем унаследование таковых кексом. Представьте, что от кекса отрезан один ломтик. Описание изменения теперь отражается в рецепте — рецепт изменяется так, что следующий кекс, выпеченный согласно изменённому рецепту, выходит из печи уже с аккуратно отсутствующим ломтиком.

Ламаркисты традиционно любят приводить в пример мозоли, так что давайте и мы используем этот пример. У нашего гипотетического банковского клерка были мягкие, избалованные руки, кроме твёрдой мозоли на среднем пальце правой руки, на пишущем пальце. Если многие поколения его потомков будут много писать, то, как ожидают ламаркисты, гены, управляющие развитием кожи в этом месте, изменятся так, что младенцы будут рождены с уже затвердевшей кожей на этом пальце. Если бы гены были чертежом, то это было бы запросто. Существовал бы ген, ответственный за каждый квадратный миллиметр (или аналогичную маленькую зону) кожи. Вся поверхность кожи взрослого банковского клерка была бы «просканирована», твёрдость каждого квадратного миллиметра тщательно зафиксирована и записана обратно в гены, «ответственные» за этот конкретный квадратный миллиметр, и главное — в соответствующие гены в его сперматозоидах.

Но гены — не чертёж. Ни в каком смысле нельзя говорить о генах, ответственных за каждый квадратный миллиметр. Ни в каком смысле взрослое тело не может быть просканировано, а результаты сканирования записаны назад, в гены. «Координаты» мозоли нельзя «рассмотреть» в генетической записи и «соответственно» изменить гены. Эмбриональное развитие — это процесс, в котором участвуют все работающие гены; процесс, который, при правильном протекании в правильном направлении приводит к взрослому телу; но это процесс, который в силу своей природы принципиально необратим. Наследования приобретённых характеристик не просто не происходит — оно не может произойти у любой формы жизни, эмбриональное развитие которой — эпигенетическое, а не преформистское. Любой биолог, защищающий ламаркизм, возможно, будет шокирован, услышав, что он неявно защищает атомистическую, детерминистическую, редукционистскую эмбриологию. Я не имел целью потрясти простого читателя этой маленькой строчкой высокомудрёных жаргонных слов: я лишь не мог удержаться от иронии, ибо биологи, склонные сегодня пылко сочувствовать ламаркизму, при случае особенно любят, критикуя других, использовать те же самые высокопарно-лицемерные слова.