Самое грандиозное шоу на Земле

Горбатка

Муравьи-рабочие утратили крылья, но не способность их отращивать. Глубоко внутри притаилась их «крылатая» история. Мы знаем это уже потому, что муравьиные царицы (и самцы) имеют крылья. Рабочие муравьи — это самки, которые не стали королевами по причинам, связанным с внешними факторами, а не с генами[165]. По всей видимости, муравьи-рабочие утратили крылья в процессе эволюции просто потому, что они мешают перемещаться под землей. Горьким подтверждением этого факта служит судьба цариц, которые пользуются крыльями только однажды, чтобы вылететь из материнского гнезда, найти самца, спариться и начать копать нору для нового гнезда. Первое, с чего они начинают жизнь под землей — избавляются от крыльев. Иногда они их просто отгрызают: болезненное (кто знает?) свидетельство того, что под землей крылья мешают. Неудивительно, что муравьи рабочие просто не обзаводятся ими.

Еще один представитель семейства горбаток

Вероятно, поэтому же гнезда муравьев и термитов служат домом целой армии бескрылых паразитов, пирующих на оброненных кусочках съестного, которые подносятся неутомимыми фуражирами. Им крылья мешают в той же степени, что и муравьям. Кто поверит, что чудовище, изображенное вверху — муха? Однако это действительно муха из семейства горбаток. На этой странице показан чуть более привычный представитель того же семейства, напоминающий, по всей видимости, предков этого странного бескрылого существа, также паразитирующий на общественных насекомых — в данном случае на пчелах. Заметили сходство их серповидных голов? Все, что осталось от крыльев у первой мушки — это небольшие треугольнички по бокам.

Жук, маскирующийся под муравья

В забегаловке, которую представляют собой гнезда термитов и муравьев, посетители — как полноправные рабочие, так и незваные проныры — спешат отказаться от крыльев еще и по другой причине. Многие паразиты (рассмотренные нами мухи к ним не относятся) со временем в качестве защитной меры приобрели внешность, схожую с муравьиной. Так они могут одурачить и муравьев, и хищников, которые в противном случае имели бы возможность выбрать их из массы малосъедобных и хорошо защищенных муравьев. Кто, например, с первого взгляда поймет, что животное, изображенное на рисунке слева и живущее в муравейниках — не муравей, а жук? А откуда мы это знаем? По глубокому, детальному сходству с жуком, которое решительно перевешивает поверхностные признаки муравья. Поэтому же мы причисляем дельфина к млекопитающим, а не к рыбам. Во всем теле этого существа запечатлено его родство с жуком, кроме (как и у дельфинов) внешнего вида, который определяется отсутствием крыльев и муравьиным профилем.

Глаза и зрение

Как муравьи и их подземные попутчики теряют под землей крылья, так же многочисленные животные, обитающие в глубине пещер, почти или полностью утратили зрение и, как замечал еще Дарвин, более или менее ослепли. Для животных, обитающих только в самых темных частях пещер и не способных жить где-либо еще, используется термин «троглобионт»[166]. Среди троглобионтов — саламандры, рыбы, креветки, раки, многоножки, пауки, сверчки, многие другие животные. Часто они бесцветны, поскольку утратили пигменты, и слепы. У них, однако, как правило, имеются рудиментарные глаза, и мне бы хотелось обратить на это ваше внимание. Наличие рудиментарных глаз служит доказательством эволюции. Если пещерная саламандра живет в вечной тьме и глаза ей не нужны, то зачем Творцу понадобилось комплектовать это животное глазами, похожими на настоящие, но не работающими?

С другой стороны, эволюционистам также приходится объяснять потерю глаз в тех случаях, когда они больше не нужны. Почему бы не приберечь глаза, даже если сейчас от них нет пользы? Неужели никогда не пригодятся? Зачем вообще эти хлопоты с избавлением от глаз? Заметьте, кстати, как сложно уклониться от использования лексики, связанной с намерениями, замыслом и персонификацией. Строго говоря, мне не следовало даже пользоваться словом «хлопоты», не так ли? Я должен был сказать вот что: «Почему для особи пещерной саламандры потеря глаз является преимуществом, позволяющим ей выжить и оставить потомство с большей вероятностью по сравнению с животными, которые сохраняют глаза, но не пользуются ими?»

Во-первых, пользование глазами точно не бесплатно. Помимо относительно скромной стоимости самого глаза, есть еще всегда открытая миру влажная глазница, в которой вращается прозрачное глазное яблоко. Раз она открыта миру, значит, открыта любым инфекциям. Следовательно, пещерная саламандра, которая «запечатает» свои глаза, имеет большие шансы выжить, чем особь, которая оставит глаза открытыми.

Есть и еще один способ ответить на этот вопрос, и, что немаловажно, тут не потребуется употреблять слова, указывающие на выгоду, замысел и персонификацию. Говоря о естественном отборе, мы думаем о редких благотворных мутациях, возникающих и закрепляемых. Большинство мутаций, однако, оказываются вредными, поскольку процесс случаен, а способов все испортить гораздо больше, чем улучшить[167]. Вредные мутации быстро устраняются естественным отбором. Особи, их несущие, с большей вероятностью погибнут, не успев размножиться. Это устранит из генофонда вредную мутацию. Геном любого растения и животного постоянно подвергается бомбардировке вредными мутациями. Это своего рода проверка на износостойкость. В сущности, геном похож на лунную поверхность, испещренную кратерами от падения метеоритов. За редкими исключениями, любая мародерствующая мутация, которая нападает на ген, связанный, например, с глазом, делает орган чуть менее функциональным и в целом чуть менее достойным называться «глазом». В популяциях животных, обитающих на свету и пользующихся зрением, такие мутации быстро выводятся из генофонда естественным отбором.

Однако в полной темноте мутации, повреждающие гены, ответственные за зрение, никак не «наказываются»: все равно ничего не видно. Глаз пещерной саламандры подобен луне, испещренной кратерами, которые никогда не сглаживаются. Глаз же обычной саламандры подобен Земле, которая бомбардируется мутациями с той же частотой, что и глаз пещерной саламандры, но мутации (кратеры) сглаживаются естественным отбором (эрозией). Естественно, в этой истории действует еще и позитивный отбор. Он стимулирует рост защитной оболочки поверх уязвимых глазниц с постепенно вырождающимися глазами.

Среди наиболее интересных «реликвий» попадаются признаки, которые так или иначе используются (а значит, не являются рудиментарными), но для выполнения своей функции спроектированы довольно-таки нелепо. Возьмем наилучший вариант глаза позвоночного — например, глаз ястреба или глаз человека. Это невероятно точный инструмент, способный выдавать разрешение не хуже, а даже лучше, чем цейсовский или никоновский объектив. Заметим, что если бы наш глаз не отличался такой точностью, то «Цейс» и «Никон» напрасно тратили бы время. С другой стороны, знаменитый немецкий ученый Герман фон Гельмгольц (физик; хотя его вклад в биологию и психологию крупнее) говорил: «Если бы оптик попытался мне продать прибор, имеющий вышеназванные недостатки, то я абсолютно справедливо подумал бы, что он халатно относится к своей работе, и с протестом вернул бы прибор»[168]. Одна из причин, по которой глаз все же не так плох, такова: мозг успешно обрабатывает получаемые изображения, как сверхсложный самонастраивающийся «Фотошоп». Что касается оптических свойств, то человеческий глаз достигает максимального разрешения только в окрестностях ямки, центральной части сетчатки, которой мы пользуемся при чтении. Когда мы рассматриваем картину, мы передвигаем ямку так, чтобы изучить детали, а «Фотошоп» в нашем мозге обманывает нас, показывая картину целиком. Хороший объектив, напротив, действительно показывает всю картину с практически одинаковой ясностью.

Итак, там, где глазу не хватает возможностей оптики, в игру вступает мозг со своими сложными программами обработки изображений. Но, между прочим, я до сих пор не упомянул о главном несовершенстве глазной оптики. Сетчатка расположена наоборот.

Представим себе Гельмгольца, которому принесли современную цифровую фотокамеру, имеющую тонкий экран из фоточувствительных клеток, улавливающих изображения, попадающие точно на поверхность экрана. Разумно? И, естественно, каждая фоточувствительная клетка будет соединяться с вычислительным центром, в котором происходит обработка информации. Такую машинку Гельмгольц бы оставил себе.

А теперь вообразим, что фоточувствительные клетки расположены задом наперед, то есть развернуты от картины, на которую смотрит глаз. «Провода», соединяющие чувствительные клетки с центром переработки информации, идут по всей поверхности сетчатки, так что световые лучи должны вначале пройти через плотный ковер проводов и только затем попасть на фоточувствительный элемент. Ни малейшего смысла! Но на самом деле все еще хуже. Поскольку фоточувствительные клетки расположены задом наперед, провода, которые передают информацию, должны каким-то образом пройти сквозь сетчатку в мозг. В глазу позвоночных они собираются в одном месте и там проходят через сетчатку. Это отверстие, заполненное нервами, называется слепым пятном. Оно довольно большое, но не доставляет нам неудобств — снова благодаря встроенному графическому редактору. Куда это годится? К черту такой прибор! Он не просто дурен. Это произведение полного идиота.

Человеческий глаз. Справа: фоторецепторы

Или нет? Будь это так, глаз видел бы плохо. Однако он видит превосходно. А все потому, что после совершения большой ошибки, то есть установки сетчатки задом наперед, за дело взялся естественный отбор, который путем множества мелких дополнений и усовершенствований превратил глаз в высококачественный оптический прибор. Мне это напоминает историю орбитального телескопа «Хаббл». Вы, возможно, помните, что в 1990 году при его запуске обнаружился серьезный конструктивный изъян. Из-за пропущенной ошибки калибратора в процессе полировки главное зеркало существенно деформировалось. Телескоп был выведен на орбиту, и только тогда обнаружился дефект. И было принято непростое и смелое решение: к телескопу отправились космонавты, и им удалось установить на него нечто наподобие гигантских очков. После этого телескоп работал превосходно, а качество изображений в дальнейшем улучшалось небольшими изменениями, которые внесли три последующих ремонтных группы. Подчеркиваю: существенная, даже катастрофическая ошибка проекта может быть исправлена дополнениями, хитроумие и тонкость которых могут идеально компенсировать изъяны. Как правило, крупные мутации, даже вносящие улучшения в нужном направлении, требуют последующих исправлений и дополнений — «генеральная уборка», производимая множеством мелких мутаций, которые отбираются, сглаживая острые углы, оставленные начальной кардинальной мутацией. Вот почему, несмотря на грубейшие упущения в конструкции, у людей и ястребов превосходное зрение. Но вернемся к Гельмольцу:

Глаз имеет все мыслимые дефекты, которые можно обнаружить в оптическом инструменте, и даже некоторые, характерные только для него; однако они настолько хорошо уравновешены, что неточность изображения, ими вызываемая, в условиях нормальной освещенности практически не выходит за пределы чувствительности глаза, установленные размером колбочек сетчатки. В других условиях, однако, мы начинаем замечать хроматические аберрации, астигматизм, слепые пятна, венозные тени, непрозрачность внутренней среды и прочие упомянутые мной дефекты.[169]

Неразумный дизайн

Будь у нас проектировщик, мы вряд ли увидели бы эту цепь ошибок проектирования, кое-как исправленных. В этом случае вполне возможны случайные ошибки, как, например, не предусмотренная проектом сферическая аберрация зеркала телескопа «Хаббл», но не такая явная глупость, как сетчатка, приделанная задом наперед. Такие просчеты не случаются даже в самых неудачных проектах. Они могут сложиться только исторически.

Мой любимый пример «глупостей» такого рода, подсказанный моим преподавателем профессором Джон Д. Карри, — возвратный гортанный нерв[170]. Это ветвь одного из черепных нервов, идущих непосредственно от головного мозга. Один из них, имеющий очень подходящее название «блуждающий», разделяется на несколько ветвей, две из которых идут к сердцу, а еще две — к гортани, голосовому аппарату млекопитающих. С каждой стороны шеи к гортани подходит одна из ветвей блуждающего нерва, как и задумал бы любой разумный дизайнер. Но другая идет к гортани удивительным путем: ныряет в грудную клетку, обходит крупную артерию (точнее, две артерии слева и справа, но маршрут нервов с обеих сторон остается принципиально сходным) и только потом возвращается в шею, к гортани.

Если относиться к телу как к проекту, то возвратный гортанный нерв — настоящий позор проектировщика. Гельмгольц нашел бы куда больше поводов его отвергнуть, чем в отношении глаза. Однако положение возвратного гортанного нерва, как и глаза, становится понятным и естественным, если забыть о проектировщике и задуматься об истории. Для этого нам придется вернуться в эпоху, когда наши предки были рыбами. У рыб двухкамерное сердце, в отличие от нашего четырехкамерного. Оно посылает кровь в большую центральную артерию под названием «брюшная аорта». Затем кровь поступает к жабрам, где насыщается кислородом. Брюшная аорта перед жабрами делится на шесть пар сосудов, ведущих к шести отделам жабр с каждого бока. На выходе из жабр кровь собирается в другие шесть пар сосудов, которые соединяются в спинную артерию. Оттуда кровь поступает к органам тела. Шесть пар жаберных артерий — наследие сегментации тела позвоночных, которая куда более очевидна в строении тела рыб, чем человека. Удивительно, что и у людей она также видна, но лишь на стадии эмбриона, когда можно по деталям строения различить жаберные дуги — очевидное наследие предков. Они, конечно, не действуют, но пятинедельный эмбрион вполне можно считать маленькой розовой рыбкой. Я не перестаю удивляться, почему дельфины, киты, дюгони и ламантины снова не обзавелись функционирующими жабрами. У них, как и у всех млекопитающих, имеется хороший эмбриональный задел, который, казалось бы, упрощает задачу. Однако они этого не сделали. Этому, конечно, должна быть причина, известная какому-либо зоологу (или, если не причина, то хотя бы способ ее найти).

Тело всех позвоночных имеет сегментированный план строения, но у взрослых млекопитающих, в отличие от эмбриона, эта сегментированность очевидна только в спинном отделе, в котором позвоночник, ребра, кровеносные сосуды, мышечные сегменты (миотомы) и нервы образуют следующие друг за другом модули. Каждый отдел позвоночного столба снабжен двумя большими нервами, отходящими по сторонам спинного мозга (так называемые передний и задний корешки). Основные функции этих нервов сосредоточены вблизи позвоночника, но некоторые из них дотягиваются до ног или рук.

Голова и шея также организованы посегментно, но их трудно различить даже у рыб, потому что, в отличие от аккуратно выстроенного ряда позвоночных сегментов, за время эволюции они перемешались. Обнаружение следов сегментации головы — один из триумфов сравнительной анатомии и эмбриологии XIX–XX веков. Например, первая жаберная дуга бесчелюстных рыб, таких как миноги (и эмбрионов челюстных позвоночных), точно соответствует челюстям у челюстноротых позвоночных (то есть всех современных позвоночных, кроме миног и миксин).

Тело насекомых и других членистоногих животных, например, ракообразных, о которых мы говорили в главе 10, также сегментировано. И опять-таки триумфально звучало доказательство того, что голова любого насекомого состоит из шести сегментов (конечно, перемешанных), которые у отдаленных предков были организованы, как остальные части тела, в виде модулей. Триумфом эмбриологии и генетики конца XX века стало доказательство того, что сегментная организация насекомых и позвоночных далеко не независима, как меня когда-то учили: она строится под управлением сходных наборов генов (Hox-генов), а эти гены у насекомых и позвоночных (и других животных) на хромосомах даже расположены сходным образом. Никто из моих преподавателей, рассказывавших о физиологии насекомых и позвоночных, и не помышлял об этом! Оказалось, что такие разные животные, как позвоночные и насекомые, значительно ближе друг к другу, чем мы думали. И причина этого, конечно, — общие предки. План, заложенный в Hox-генах, был намечен еще в общем предке всех животных с двусторонней симметрией. И все они оказались куда более близкими родственниками, чем можно было представить.

Возвратимся к голове позвоночных. Черепные нервы считаются хорошо замаскированными потомками сегментных, с которых у наших примитивных предков начиналась череда передних и задних корешков спинного мозга, подобных тем, что растут из нашего позвоночника. А основные кровеносные сосуды нашей грудной клетки — это реликты когда-то отчетливо сегментированной системы кровеносных сосудов, питающих жабры. Можно сказать, что в грудной клетке млекопитающих смешалась сегментированная жаберная система предков-рыб так же, как в голове рыбы перепутаны сегменты еще более далеких позвоночных предков.

Кровеносная система человеческого эмбриона также обслуживает «жабры», очень похожие на рыбьи. Она включает две брюшные аорты, по одной с каждой стороны, дуги аорты (посегментно, по одной на каждую «жабру» с каждой стороны), которые соединяются с парными спинными аортами. Большая часть этой реликтовой кровеносной системы исчезает к концу эмбрионального развития, однако видно, что кровеносная система взрослых происходит от эмбриональной. Кровеносная система эмбриона на 26 день подает кровь к «жабрам» точно так же, как у рыб. Далее кровеносная система утрачивает сегментацию и исходную симметрию, а к моменту рождения кровеносная система уже обладает ярко выраженной левосторонней асимметрией, совсем не похожей на стройную симметрию эмбриона-рыбки.

Жаберные дуги человеческого эмбриона

Не будем углубляться в то, наследием каких шести жаберных артерий являются наши грудные артерии. Все, что нам нужно для понимания истории возвратного гортанного нерва, — что у рыб блуждающий нерв посылает ветви к трем задним жабрам, и для них вполне естественно проходить под соответствующими жаберными артериями. У этих нервов нет никакой возвратности, они идут к своим органам-целям кратчайшим и самым естественным путем.

Однако в ходе эволюции млекопитающие обзавелись шеей (у рыб она отсутствует) и расстались с жабрами, которые частично превратились в такие полезные органы, как щитовидная, паращитовидная железы и другие составляющие гортани. Все эти детали снабжались кровью и соединялись нервами, которые в прошлом обслуживали жабры. По мере того как предки млекопитающих, эволюционируя, удалялись от рыб, нервы и кровеносные сосуды вытягивались и удлинялись в самых неожиданных направлениях, что изменило их первоначальное расположение. Грудная клетка и шея высших позвоночных превратились в мешанину, мало напоминающую симметричное упорядоченно сериальное строение рыбьих жабр. И возвратные нервы гортани — составная часть, более чем просто несуразная, этого искажения.

Гортанный нерв у жирафа и акулы

На рисунке из учебника Берри и Холлема 1986 года видно, что у акулы возвратность гортанного нерва отсутствует. В качестве иллюстрации этого долгого вояжа у млекопитающих они выбрали… жирафа.

У людей лишний путь возвратного нерва не превышает десяти сантиметров. Для жирафа же это нешуточное (измеряется метрами) дело: у взрослого животного нерв бежит лишних четыре метра. В 2009 году, назавтра после празднования Дня Дарвина (двухсотая годовщина со дня его рождения), группа анатомов и ветеринаров из лондонского Королевского ветеринарного колледжа пригласила меня принять участие во вскрытии трупа молодого жирафа, погибшего в зоопарке. Это было очень похоже на театр, в котором сцена отделялась стеклянной стеной от зала. Целый день студенты (очень необычно для студентов), а также я сам и съемочная группа Четвертого канала наблюдали за операцией, ход которой анатомы комментировали в микрофон. Тело жирафа лежало на большом секционном столе, одна нога была поднята специальной растяжкой, а огромная шея — ярко освещена. Все участники представления, находящиеся около жирафа, надели оранжевые комбинезоны и белые тапочки. Это подчеркнуло фантастичность сцены.

В доказательство длины обходного пути гортанного нерва замечу, что анатомы, работавшие над разными его участками — около головы, у обхода возле сердца, на остальных участках, — не мешали друг другу. Они не торопясь прошли вдоль всего возвратного нерва. Эта непростая задача не давалась никому со времен великого анатома Ричарда Оуэна, который решил ее в 1837 году. Сложность задачи связана еще и с тем, что нерв очень тонок, а на обходе вообще толщиной с нитку (я это знал, но, увидев, все-таки удивился), и его легко потерять в сплетении пленок и мышц, окружающих дыхательное горло. Спускаясь, нерв, упакованный на этом отрезке вместе с блуждающим, проходит в нескольких дюймах от гортани — конечного пункта маршрута. Тем не менее нерв спускается дальше, поворачивает и проделывает обратный путь. Меня впечатлило мастерство профессоров Грэма Митчелла, Джой Райденберг и других специалистов, проводивших вскрытие, а мое уважение к Оуэну, язвительному критику Дарвина, заметно выросло. Правда, креационист Оуэн упустил очевидное: любой разумный дизайнер отделил бы гортанный нерв, заменив несколькими сантиметрами путешествие в несколько метров.

Помимо бессмысленных затрат ресурсов на столь длинный нерв, я не могу не удивляться также тому, что у жирафа нет задержки вокализации, подобно тому, как бывает у корреспондента, передающего сообщение по спутниковому каналу. Один авторитет, правда, заявил, что «несмотря на хорошо развитую гортань и стадный образ жизни, жираф ограничивается мычанием и блеянием»[171]. Жираф-заика? Интересно. Впрочем, я не настаиваю. Однако подчеркну важный факт, на который указывает пример жирафа: устройство живых существ далеко от рационального. А для эволюциониста важно задать вопрос: почему естественный отбор ведет себя иначе, чем грамотный инженер, который вернулся бы к изначальному проекту и привел его в соответствие с техзаданием? Этот вопрос звучал в этой главе, и я по-разному отвечал на него. Возвратный ход гортанного нерва позволяет дать еще один ответ. Он связан с тем, что в экономике называют предельными издержками.

Обходной путь гортанного нерва у жирафа

По мере того как с течением эволюции шея жирафа удлинялась, издержки — в обычном экономическом смысле или в смысле заработать заикание — постепенно росли (это уточнение очень важно). Предельные издержки каждого нового миллиметра пути были невысоки. Когда длина шеи достигла нынешнего размера, общие издержки достигли предела, где мутантная особь без обхода гипотетически была бы лучше приспособлена к выживанию. Однако мутация, необходимая для того, чтобы «срезать путь», потребовала бы кардинальных изменений в эмбриональном развитии. Возможно, она просто никогда бы не произошла, а если и произошла бы, то могла вызвать нежелательные побочные эффекты, как любая существенная перестройка. И даже если эти побочные эффекты были бы впоследствии компенсированы экономией от сокращения пути нерва, альтернатива — постепенное его удлинение на лишний миллиметр — заметно дешевле. Я предполагаю, что она всегда была намного дешевле большой перестройки и поэтому выиграла у куда более элегантного решения. Но эти рассуждения не должны отвлекать нас от сути: возвратный нерв у млекопитающих — хороший аргумент против «разумного дизайна», а маршрут этого нерва у жирафа превращает довод из хорошего в превосходный. Эта бессмысленная петля вдоль всей шеи жирафа — как раз то, чего мы ожидаем от эволюции, совершающейся посредством естественного отбора, и совсем не то, чего следует ждать от разумного Создателя.

Джордж К. Уильямс, один из самых уважаемых американских биологов-эволюционистов (чья спокойная мудрость и крупные черты лица напоминают одного из самых уважаемых американских президентов, родившегося, кстати, в один день с Дарвином и также славившегося спокойной мудростью), привлек мое внимание к другому маршруту, очень похожему на путешествие гортанного нерва.

Семявыводящий проток служит для вывода спермы из яичек в пенис. Его самый естественный (и вымышленный) маршрут показан на схеме, как и тот, действительный. Совершенно непонятно, зачем он обходит уретру (канал, по которому моча из почек поступает в мочевой пузырь). Если это спроектировано, то проектировщик снова сильно ошибся. Однако, как и в случае гортанного нерва, все становится на свои места, если посмотреть на историю эволюции этих органов. Примерное начальное положение яичек показано на рисунке штриховой линией. Когда по ходу эволюции млекопитающих они переместились вниз, в мошонку (причины этого перемещения неизвестны, но скорее всего связаны с терморегуляцией), проток оказался гуляцией), проток оказался не с той стороны уретры. Вместо того чтобы (как поступил бы инженер) отправить его заново по правильному пути, эволюция предпочла просто понемногу удлинять его, поскольку предельные издержки небольшого удлинения несопоставимы со стоимостью радикальной перестройки системы. И снова мы видим тот же принцип дешевой коррекции ошибки вместо перепроектирования. Примеры такого сорта должны, безусловно, подорвать позиции пламенных поклонников концепции «разумного дизайна».

Путь семявыводящего протока от яичек до пениса

Человеческое тело изобилует, так сказать, несовершенствами, которые являются следствием неизбежных компромиссов в ходе эволюции длинной цепи наших животных предков. Несовершенства такого рода неизбежны, когда вариант «переделать с нуля» неприемлем. Только представьте себе, как выглядел бы реактивный двигатель, если бы его изобретателям Фрэнку Уиттлу или доктору Гансу-Иоахиму Пабсту фон Охайму предложили начать с винтового мотора с условием менять только по одной детали. И хуже того, все промежуточные модели должны работать, причем каждая следующая — хоть немного лучше предыдущей! Понятно, что получившийся в таких условиях реактивный двигатель был бы начинен реликтами винтовой эпохи и полон недостатков. И каждый из недостатков устранялся бы незначительными компенсирующими поправками, лучшими из возможных, без полного перепроектирования.

Думаю, смысл понятен, но на самом деле при более пристальном взгляде на биологические инновации возникает другая аналогия. Важные нововведения, такие как реактивный двигатель, вероятно, возникают не в результате эволюции старого органа, выполнявшего те же функции, а из чего-то совершенно иного, игравшего совсем другую роль. Например, наши предки рыбы, выбравшись на сушу, не стали заниматься приспособлением жабр к дыханию воздухом (что, кстати, делают некоторые современные рыбы, например рыба-ползун Anabas) — они воспользовались для этого выростом кишки. Впоследствии, кстати, костистые рыбы (а это почти все современные рыбы, кроме акул и им подобных) воспользовались легкими, которыми иногда дышали их предки, чтобы произвести на свет другой орган, не имеющий никакого отношения к дыханию: плавательный пузырь.

Плавательный пузырь — возможно, ключевой фактор успеха костистых рыб и, как таковой, заслуживает отступления. Это внутренний мешок, заполненный газом, объем которого может меняться так, чтобы рыба на любой глубине находилась в состоянии гидростатического равновесия. Принцип Архимеда вам должен быть хорошо знаком, но костистые рыбы придумали интересную вариацию. Плавательный пузырь работает как пузырек газа, однако объем его не фиксирован. Когда рыбе нужно подняться выше, часть молекул газа из крови поступает в пузырь, увеличивая его объем. Удельный вес рыбы уменьшается, и она всплывает. Если ей, напротив, нужно опуститься, часть молекул газа из пузыря забирается в кровь, уменьшая объем пузыря. Плавательный пузырь позволяет рыбе оставаться в неподвижности на любой глубине без мышечных усилий, которые требуются, например, акуле, чтобы удерживаться на нужной глубине. Гидростатическое равновесие восстанавливается без малейших усилий со стороны рыбы. За счет того, что вся работа достается плавательному пузырю, мышцы освобождаются для активных сокращений. Акуле же приходится все время двигаться — иначе она утонет (хотя, следует признать, что не сразу, поскольку ее ткани включают некие вещества с низкой плотностью, которые сообщают акуле кое-какую подъемную силу). Таким образом, плавательный пузырь представляет собой видоизмененное легкое, которое, в свою очередь, есть видоизмененный кишечный мешок (а не жаберная полость, как можно было бы ожидать). Более того, у некоторых видов рыб плавательный пузырь видоизменился дальше, став еще и органом слуха наподобие барабанной перепонки в человеческом ухе. Все тело животных — это летопись эволюции, записанная бесчисленными слоями, один на другом.

Мы являемся наземными животными уже четыреста миллионов лет, но всего около 1 % этого времени ходим на задних ногах. Остальное время у нас был горизонтальный позвоночник, и передвигались мы на четырех конечностях. Мы не знаем, какие преимущества получил первый предок, вставший на задние конечности, так что пока оставим этот вопрос. Джонатан Кингдон написал на эту тему целую книгу («Низкое происхождение»), некоторые аспекты которой обсуждаются в моей книге «Рассказ прародителя». Когда это случилось, перемены могли показаться не слишком важными: ведь другие приматы, такие как шимпанзе и вообще многие обезьяны, даже очаровательный лемур-сифака, время от времени встают на задние лапы. Однако постоянное прямохождение, присущее человеку, имеет далеко идущие последствия для всего тела, повлекшие за собой массу компенсирующих «исправлений». Можно даже сказать, что ни одна кость или мышца не избежала изменений, необходимых для компенсирования разных последствий прямохождения. Такие же повсеместные переделки должно вызывать любое резкое изменение способа существования: из воды на сушу, с суши в воду, в небо или под землю. Нельзя выделить какие-то очевидные изменения и ограничиться ими. Мало сказать, что у любой перемены есть последствия: последствий сотни и тысячи. Естественный отбор все время подправляет, приводит все в порядок или, как сказал великий французский молекулярный биолог Франсуа Жакоб, «все время латает дыры».

На это можно взглянуть иначе. Когда случается значительное изменение климата, например, в ледниковом периоде, мы вправе ожидать, что естественный отбор подготовит к нему животных, например заставив отрастить более густую шерсть. Однако изменение климата — не единственный фактор в этой игре. Любая существенная мутация, удачная с точки зрения естественного отбора, безо всякого изменения внешних условий приведет к тому, что остальные гены почувствуют на себе изменение внутреннего генетического «климата». И они должны будут адаптироваться к нему точно так же, как к изменению погоды. Естественный отбор, компенсируя сдвиги генетического «климата», подключится к работе обязательно, но немного позднее, подобно тому, как это происходит с переменами во внешней среде.

Возможно, переход от передвижения на четырех конечностях к передвижению на двух был вызван внутренним, а не внешним изменением. Однако какой бы ни была причина, она повлекла за собой цепочку компенсирующих «поправок».

«Неразумный дизайн» — неплохое название для главы. На самом деле так стоило бы назвать целую книгу о несовершенстве живого как убедительнейшем доказательстве отсутствия какого бы то ни было плана творения. Эту возможность не упустили сразу несколько авторов. Мне мила здоровая простота австралийского варианта английского языка («Ну и откуда взялся этот „разумный дизайн“? Возник как прыщ на ровном месте?»), и я выбрал отличную книгу Робина Уильямса, патриарха сиднейских популяризаторов науки. Начав с жалобы на неприятности, которые доставляет ему спина по утрам, Уильямс неожиданно переходит к вопросу о гарантийных обязательствах проектировщика, к которому у него есть масса претензий: «Если Он и вправду проектировал мою спину, то это явно не лучшее из Его творений, оно наверняка доделывалось в жуткой спешке, чтобы уложиться в шесть дней». Дело, конечно, в том, что наши предки большую часть своей истории провели в горизонтальном положении, и наш позвоночник, внезапно выпрямившийся, отнесся к переменам последних нескольких миллионов лет не слишком благожелательно. Гипотетический проектировщик должен был вернуться к чертежной доске.

После Уильямс переходит к символу Австралии — коале. Сумка этого животного открывается вниз, а не вверх, как у кенгуру, что довольно странно для животного, всю жизнь перемещающегося вверх-вниз по деревьям. Дело в том, что коалы ведут свою родословную от вомбатоподобного предка. Вомбаты — чемпионы по копанию:

Большущими лапами они, словно экскаватор, отгребают почву назад, прокапывая туннели. Если бы сумка вомбата открывалась сверху, его детеныши всегда были бы в грязи. Снизу сумка и открывалась, когда зверюшка решила залезть на дерево, вероятно, в поисках нового источника пищи. На дерево переместился целиком план строения, слишком сложный, чтобы начинать все с нуля.

Как и в случае с возвратным гортанным нервом, теоретически эмбриологию коалы можно было бы изменить в пользу открывания сумки вверх. Но я подозреваю, что этот эмбриологический переворот вызовет к жизни такие ненормальные промежуточные формы, что лучше уж коалы с их неудобными сумками.

Еще одно следствие нашего перехода от четырех конечностей к двум относится к носовым пазухам, доставляющим многим (включая меня) массу неприятностей, поскольку отверстие для вытекания из них жидкости дизайнер расположил в самом неприспособленном для этого месте. Уильямс цитирует моего австралийского коллегу профессора Дерека Дентона[172]: «Большие гайморовы пазухи находятся под щеками по обеим сторонам лица. Отверстия для вытекания жидкости расположены сверху, а не снизу, что, очевидно, не самая блестящая идея, так как для оттока жидкости проще было бы воспользоваться естественной силой притяжения». Ничего удивительного: у ходящего на четырех лапах наш верх — вовсе не верх, а перед, и местонахождение отверстий куда более осмысленно. Здесь снова следы истории, следы на всем нашем теле.

Уильямс цитирует другого австралийского коллегу, не чуждого национальной склонности к сильным выражениям: наездников семейства Icnheumines спроектировал «садист-ублюдок». Дарвин, посетивший в молодости Австралию, сформулировал ту же мысль более уравновешенно: «Я не могу убедить себя в том, что милосердный и всемогущий Творец создал ихнемонид с явным намерением заставить их искать пропитание внутри живых гусениц»[173]. Легендарная жестокость этих и родственных им ос — лейтмотив следующих двух глав.

Мне сложно сформулировать то, что я собираюсь сказать, но я все-таки попробую выразить словами давнюю мысль, которая пришла мне в голову в день, ознаменовавшийся вскрытием погибшего жирафа. Когда мы смотрим на животных, то восхищаемся утонченной иллюзией проекта. Грация жирафа, полет альбатроса, скорость стрижа, точность атакующего сокола, незаметность морского дракона среди водорослей, бег гепарда за безнадежно пытающейся ускользнуть газелью — иллюзия проекта настолько привлекательна, что требуется осознанное усилие, чтобы отказаться от соблазнов безыскусной интуиции и включить критическое мышление. Но это ощущение возникает только при взгляде на экстерьер животного. Если мы заглянем внутрь, это ощущение кардинально изменится. Возможно, впечатление продуманного плана создают аккуратные схемы в учебниках, похожие на чертежи. Однако реальность, с которой сталкиваешься, видя животное на секционном столе, иная. Я думаю, было бы интересно попросить инженера оптимизировать сердечные артерии. Скорее всего получится нечто вроде выпускной системы современного автомобиля — элегантной системы упорядоченных труб, — вместо той жуткой мешанины, которая встречает анатома, вскрывающего грудную клетку.

Цель, ради которой я провел целый день с анатомами, вскрывающими жирафа, состояла в изучении возвратного гортанного нерва в качестве примера эволюционно обусловленного несовершенства. Но вскоре я осознал, что с этой точки зрения возвратность гортанного нерва — только верхушка айсберга. Длина петли лишь рельефно выделяет данный пример. Именно это заставило бы Гельмгольца «завернуть» проект. Но на какую часть внутренностей животного ни взгляни, первая и всепоглощающая мысль — это: какая же там мешанина! Ни один проектировщик не сделал бы ошибки с возвратной петлей. Ни один умелый инженер никогда не опустился бы до этого месива артерий, вен, нервов, кишок, комков жира, мышц и прочего. Цитируя американского биолога Колина Питтендрая, все это не более чем «лоскутное одеяло, сшитое без всякого плана из того, что случайно оказалось под рукой, и задним числом одобренное естественным отбором»[174].

Глава 12

Гонка вооружений и «эволюционная теодицея»

Глаза и нервы, семенные протоки, синусы и позвоночник могут быть спроектированы с несовершенством, непозволительным с точки зрения качества жизни особи, однако становятся объяснимы с позиций эволюционизма. То же касается и природной «макроэкономики». От разумного Творца можно было бы ожидать создания не просто тел животных и растений, но и видов, даже экосистем. Можно было бы предположить существование в природе «плановой экономики», чтобы избежать бессмысленной траты ресурсов. Однако это не так.

Место под солнцем

«Экономика» природы зиждется на солнечной энергии. Фотоны, испускаемые Солнцем, в течение дня изливаются на земную поверхность. Большинство из них не нагревают без толку какой-нибудь камень или полоску пляжа. Немногие фотоны доходят до глаза — вашего, моего, сложного глаза креветки, параболической линзы глаза морского гребешка. Другие же попадают на солнечные батареи — либо искусственные, вроде тех, которые я в порыве экологического энтузиазма установил на крыше своего дома, чтобы нагревать воду для душа, либо природные, каковыми являются зеленые листья. Растения пользуются солнечной энергией, чтобы запустить энергозатратный («восходящий») химический синтез и в результате получить органическое топливо, в первую очередь сахара. Этой монетой можно после расплатиться за работу. Расщепляя сахара, можно получить энергию и использовать ее, например, для мышечных усилий или «возведения» древесного ствола. Реакции расщепления я здесь называю «нисходящими». Аналогия проста: вода течет вниз, выполняя работу (например, вращает колесо), но чтобы закачать ее обратно, нужен насос и затраты энергии. На каждой стадии цикла (как «восходящей», так и «нисходящей») теряется некоторая часть энергии: ее невозможно передавать со стопроцентной эффективностью. Именно поэтому в патентных бюро на заявки об изобретении вечного двигателя даже не смотрят: и так понятно, что его постройка невозможна. Нельзя за счет энергии падающей воды закачать наверх такое же ее количество. Водяное колесо не будет работать само по себе. Некоторое, пусть небольшое, количество энергии всегда должно поступать извне, чтобы компенсировать потери. Для этого нам и нужно Солнце. В главе 13 я вернусь к этому вопросу.

Немалая часть поверхности суши покрыта листьями зеленых растений, образующих многослойную ловушку для фотонов. Даже если какой-то лист не поймал пролетавший мимо фотон, это с высокой вероятностью удастся соседу снизу. В густом старом лесу редкий фотон достигает земли, поэтому там темно. Большая часть солнечных лучей, которая переходит в наше, земное, пользование, падает на поверхность океанов. Их поверхностные слои кишат одноклеточными зелеными водорослями. Задача этих организмов — улавливать фотоны. Процесс улавливания фотонов, использование их в «восходящих» химических реакциях с запасанием энергии, производство энергоемких молекул (таких как сахара и крахмал) называется фотосинтезом. Он был изобретен бактериями более миллиарда лет назад, и до сих пор зеленые бактерии берут на себя большую часть фотосинтеза. Хлоропласты (крошечные моторчики, проделывающие всю фотосинтетическую работу во всех листьях) являются потомками зеленых бактерий. Поскольку хлоропласты автономно размножаются внутри растительной клетки, их можно уподобить бактериям, хотя они и зависят от жизнедеятельности листа, попутно окрашивая его в зеленый цвет. Оказалось, что когда-то живущие свободно зеленые бактерии внедрились в растительную клетку, где эволюционировали до структуры, которую мы называем хлоропластом.

Строго симметрична ситуация с «нисходящими» реакциями. Если «восходящими» реакциями занялись бактерии, устроившиеся в растительных клетках, то «нисходящие» (то есть экономичное сжигание сахаров и другого топлива, необходимого для жизнеобеспечения растительных и животных клеток) обслуживают специалисты из другой группы бактерий — митохондрии, также некогда вольные, а теперь живущие внутри клеток и автономно размножающиеся. Митохондрии и хлоропласты, потомки различных групп бактерий, изготовили свои взаимосопряженные чудесные химические инструменты за миллиарды лет до того, как появились привычные и видимые невооруженным глазом иные обитатели нашей планеты. И те и другие поплатились за свое искусство и были захвачены для работы внутри более крупных и сложных клеток, из которых построены те самые видимые невооруженным глазом живые обитатели: растительные клетки с хлоропластами и митохондриями, животные клетки с митохондриями.

В основании пищевых цепей лежит солнечная энергия, запасенная хлоропластами. Далее эта энергия переходит от растений к травоядным, в том числе насекомым, от них — к хищникам (к ним отнесем и насекомых, и насекомоядных, и волков, и леопардов), от хищников — к падальщикам, таким как стервятники или жукинавозники, от них — к грибам и бактериям, конечным деструкторам, разлагающим органику. На каждом отрезке пищевой цепи часть энергии рассеивается в виде тепла, часть уходит на полезную работу, например на мышечные сокращения. Но никакой новой энергии кроме солнечной, усвоенной растениями, в пищевую цепь не поступает. Иначе говоря, все земная жизнь держится на энергии солнца — за любопытным, но несущественным исключением экосистем «черных курильщиков», существование которых зависит от энергии вулканических процессов.

Взглянем на одинокое дерево, гордо стоящее на открытой поляне. Почему оно выросло таким высоким? Уж точно не для того, чтобы быть ближе к солнцу! Было бы дешевле укоротить ствол и распластать ветви широко по земле: солнечного света попадет столько же, но можно сэкономить за счет исключительно дорогостоящего ствола. Зачем же идти на траты, поднимая крону как можно выше? Чтобы ответить на этот вопрос, следует вспомнить, что естественной средой обитания деревьев является лес. Деревья тянутся ввысь, чтобы перерасти конкурентов, будь они того же или иного вида. И пусть вас не одурачит вид растущего в саду или парке дерева с пышными ветвями снизу доверху. Какая у него роскошная, идеально круглая крона! Настоящее украшение сада. Но дело в том, что именно сада, а не леса: в лесу в окружении других деревьев ствол дерева выпрямляется, ветки собираются у верхушки, где крона улавливает интенсивный фотонный дождь. Однако если деревья смогли бы договориться не расти, например, выше трех метров (нечто вроде профсоюзного соглашения), то все оказались бы в выигрыше. Вся экосистема смогла бы избавиться от затрат энергии, которая расходуется на стволы.

Сложность достижения таких согласований известна всем. Она касается даже отношений между людьми, в которых, казалось бы, мы можем предвидеть результат. Вот неплохой пример: на скачках зрители обычно сидят, а не стоят, поскольку и в этом случае высокие люди получают преимущество, так же, как если бы все стояли. А вот если человек небольшого роста, сидящий за верзилой, встает, чтобы ему было лучше видно, начинаются проблемы. Тот, кто сидел за ним, немедленно встает также, чтобы видеть хоть что-нибудь; и по стадиону идет волна, оканчивающаяся тем, что все стоят. В конце концов все оказываются в худшем положении по сравнению с исходным.

Полог зрелого леса — своеобразная поднятая в воздух лужайка, прерия на ходулях. Он собирает энергию солнечных лучей примерно с той же эффективностью, что и участок прерии. Однако существенная часть энергии тратится на «ходули», то есть стволы, которые ни на что другое не годны, кроме как поднимать древесные лужайки, где те собирают точно такой же урожай фотонов, какой достался бы им, находись они на земле.

Таким образом, мы сталкиваемся с необходимостью различать плановую экономику и эволюционную экономику. Если бы экономика живой природы была плановой, никаких деревьев (по крайней мере, высоких) не было бы. Деревья дорогостоящи. Деревья расточительны. Их стволы — живые памятники конкуренции, бессмысленной с точки зрения плановой экономики. Но экономика природы — не плановая. Каждое растение самостоятельно, в одиночку, конкурирует с другими растениями, своего и других видов. В результате они вырастают выше, чем рекомендовал бы любой экономист. Но, заметим, их рост не бесконечен. Есть граница, за которой прирост на один метр вверх, приносящий, естественно, преимущество в отборе, обходится так дорого, что это дерево проигрывает конкурентам, не потратившимся на лишний метр. Высоту, на которую вырастут все близлежащие деревья, в конце концов определяет именно равновесие между затратами и преимуществами отдельных деревьев, а не общее благо группы деревьев, которым, вероятно, озаботился бы проектировщик. Вдобавок, конечно же, равновесные значения различаются от леса к лесу. Секвойные леса Тихоокеанского побережья Северной Америки (уверяю, на них стоит посмотреть), по всей вероятности, не превзойдены по этому параметру.

Представим себе гипотетический Лес дружбы. Пусть неизвестным нам способом деревья смогли договориться между собой и опустить уровень полога до трех метров. Он выглядит так же, как обычно, однако расположен на высоте не тридцати, а всего трех метров. С точки зрения плановой экономики Лес дружбы более эффективен как лес, чем известные нам высокие леса: ресурсы на строительство высоких стволов, необходимых только для конкуренции с соседними деревьями, не расходуются.

Предположим теперь, что посередине Леса дружбы внезапно появилось мутантное дерево. Этот изменник вырастет выше, чем положено, и получит конкурентное преимущество. Безусловно, ему придется потратиться на ствол, длиннее, чем у прочих. Однако пока остальные деревья подчиняются общим ограничениям, это дерево будет процветать. Таким образом, естественный отбор станет поощрять выход из соглашения и небольшую прибавку в росте, например до 3,5 метра. В каждом поколении все новые и новые деревья будут нарушать договоренность. В конце концов все деревья в лесу обзаведутся стволом длиной 3,5 метра и окажутся в положении худшем, чем вначале: все платят стоимость дополнительного роста ствола, но не получают от этого дополнительные фотоны. И, что еще хуже, теперь естественный отбор будет благосклонен к четырехметровым мутантам. Почему эта бессмысленная гонка к солнцу заканчивается? Почему на свете нет деревьев с километровым стволом? Предел установлен просто: это высота, после которой стоимость приращения дополнительного метра не окупается полученными за счет этого фотонами.

Напомню, мы говорили об индивидуальных преимуществах и издержках. Будь «экономика» леса подчинена именно общему благу, а не благу отдельных экземпляров, леса выглядели бы совсем по-другому. Более того, леса, которые мы видим вокруг, состоят из деревьев, предки которых эволюционировали под воздействием естественного отбора, предпочитавшего экземпляры, способные успешно конкурировать со всеми другими деревьями, будь они из своего или чужого вида. Все известные нам данные о деревьях противоречат тому, что деревья были сотворены (если только они не были созданы специально для того, чтобы снабжать нас древесиной и осенними пейзажами). К сожалению, мир видел множество людей, готовых поверить в последнее. Поэтому перейдем к случаю, в котором преимущества для человечества не заметны: гонке вооружений между хищником и жертвой.

Бег на месте

Пять лучших бегунов среди млекопитающих — это гепарды, вилороги (иногда называемые антилопами, но в действительности не их родственники), антилопы гну (настоящие антилопы, хотя по виду не скажешь), львы и газели Томпсона (также настоящие антилопы)[175]. Обратите внимание, что в этой пятерке и хищники, и их жертвы. Это, по-моему, не случайно.

Считается, что гепарды способны разгоняться с места до 60 км/ч за три секунды (результат, сопоставимый с «Феррари», «Порше» и «Теслой»[176]). Львы также разгоняются быстрее газелей. Но газели выносливее и увертливее. В целом тело крупных кошек прекрасно подходит для спринта и напрыгивания на неосторожную добычу. Псовые — гиеновые собаки и волки — загоняют жертву, превосходя ее в выносливости. Газелям и антилопам приходится подстраиваться под оба типа хищников и, следовательно, искать компромисс. Они ускоряются не так быстро, как большие кошки, но зато они выносливее. Иногда газель, уклоняясь и прыгая из стороны в сторону, может сбить гепарда с бега, переводя погоню из оптимального для гепарда разгона к неудобным для него уверткам, утомляя его, и тогда сказывается недостаточная выносливость кошек. Удачная для гепарда охота заканчивается почти сразу же: они берут скоростью и скрытностью. Неудачная охота кончается так же быстро: гепард, не добившись успеха сразу, прекращает преследование, чтобы сэкономить силы.

Итак, среди лучших бегунов есть те, кто охотится, и те, на кого охотятся. Естественный отбор толкает хищников к выработке новых приспособлений, которые позволят еще лучше ловить добычу. Он же заставляет жертву вырабатывать новые приемы спасения от хищника. Хищники и жертвы втянуты в бесконечную «гонку вооружений», разворачивающуюся в эволюционном времени. Результатом этой гонки является устойчивый рост объема экономических ресурсов, которые тратят обе стороны, за счет других «отраслей». Охотники и жертвы постоянно совершенствуют оснащение для того, чтобы обогнать (обхитрить, застать врасплох) другую сторону. Заметим, однако, что новое такое приспособление не обязательно позволит обогнать (или убежать) просто потому, что противник тем временем также совершенствуется. Таковы свойства любой гонки вооружений. Мы можем только согласиться с Королевой из «Алисы в Зазеркалье»: «Приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте».

Об эволюционной «гонке вооружений» было прекрасно известно Дарвину, хотя он не употреблял этот термин. В 1979 году Джон Кребс и я опубликовали статью[177], посвященную этому вопросу, в которой сослались в качестве первоисточника термина на книгу британского биолога Хью Котта. Может быть, не случайно Котт выпустил свою «Приспособительную окраску животных» в 1940 году[178], во время Второй мировой войны:

Прежде чем утверждать, что обманчивая наружность кузнечика или бабочки излишне совершенна, мы должны сначала удостовериться, каковы острота зрения и способность опознавания их естественных врагов. [Мы не стали бы утверждать, что броня линейного крейсера слишком тяжела или что его пушки слишком дальнобойны, не потрудившись предварительно проанализировать вооружение противника. В первобытной борьбе джунглей, как и в цивилизованной войне[179],] мы наблюдаем непрерывное совершенствование и эволюцию как способов защиты, так и способов нападения. Их результаты в области обороны проявляются в таких средствах, как быстрота, бдительность, панцирь, защита шипами, инстинкт рытья, ночной образ жизни, выделение яда, отвратительный запах, защитно-криптическая, отпугивающая и миметическая окраски. В то же время у хищников развиваются быстрота и внезапность нападения, засады, приманки, острота зрения, когти, зубы, жала, ядовитые укусы, агрессивно-криптическая и приманивающая окраски. Соответственно возрастающей быстроте преследователя развивается большая быстрота преследуемого, защитная броня развивается в соответствии с оружием нападения; точно так же совершенство маскировки развивается в ответ на совершенствование органов зрения[180].

Отметим, что гонка вооружений протекает в эволюционном времени. Не следует ее путать с преследованием определенным гепардом определенной газели. Гонка в эволюционном времени — это соревнование за лучшее снаряжение в гонках во времени реальном. На самом деле это означает, что гены, позволяющие обогнать или обмануть врага, накапливаются в генофондах обеих сторон. Кроме того, как было известно и во времена Дарвина, оснащение для быстрого бега позволяет обогнать соперников своего вида, убегающих от того же хищника. (Здесь очень к месту известная шутка про медведя и кроссовки[181].) Если гепард преследует стадо газелей, каждой газели важнее обогнать сородичей, а не гепарда.

Теперь, вооружившись терминологией, вернемся в лес и увидим, что деревья также вовлечены в своеобразную гонку. Они гонятся за фотонами и поэтому тянутся к солнцу, пытаясь обогнать соседей. Особенно острой гонка становится после смерти старого дерева, которая освобождает свободное место в пологе. Треск ломающегося сухого дерева сродни звуку стартового пистолета в гонке, которая идет в реальном времени (хотя и существенно более медленном, чем время, к которому привыкли животные, в том числе мы). С высокой вероятностью выиграет хорошо подготовленное дерево, обладающее генами, процветавшими в прошлых раундах и позволившими своим обладателям вырасти быстро и высоко.

Гонка между видами в лесу симметрична. Все деревья пытаются добиться одного и того же — места под солнцем. Гонка с участием хищника и жертвы асимметрична: средства нападения соревнуются со средствами защиты. Это же справедливо и для гонки вооружений между паразитом и его хозяином. Более того, как бы странно это ни звучало, идет гонка вооружений между самцами и самками внутри вида, даже между родителями и потомством[182].

Апологетов креационизма должна серьезно беспокоить одна особенность таких гонок. Они, как правило, бессмысленны. Если мы представим себе проектировщика, создававшего гепарда, у нас не останется сомнений в том, что он желал заполучить идеальную машину для убийства (достаточно одного взгляда на этого прекрасного охотника и бегуна). Более того, если говорить о дизайне, то гепард наилучшим образом «сконструирован» для охоты на газелей. Однако тот же конструктор зачем-то снабдил газелей всем необходимым для того, чтобы избежать смерти в когтях гепарда. Черт возьми, на чьей же тогда стороне этот загадочный проектировщик? Стоит посмотреть на роскошные мышцы и подвижный позвоночник гепарда, чтобы понять: Творец ставил на гепарда. Но — один взгляд на легкую и ловкую газель, и складывается обратное мнение.

Выходит, левая рука этого проектировщика не ведает, что творит правая? Или же он — садист, которому просто нравится любоваться погоней, и поэтому он непрерывно повышает ставки? Он ли Тот, Кто сотворил Агнца?

Или же, в соответствии с божественным замыслом, «барс будет лежать вместе с козленком», а «лев, как вол, будет есть солому»? Но тогда зачем этим хищникам клыки и когти? Зачем зебрам и антилопам поражающая воображение скорость и способность уходить от преследования? Эволюционное объяснение происходящего, напротив, лишено этих изъянов. Каждая из сторон пытается победить, поскольку особи, которым это удастся, передадут потомкам гены, приведшие их к успеху. Мысли о «бесполезности» и «пустой трате энергии» приходят нам в голову потому, что мы, люди, способны оценить благо целой экосистемы. А естественный отбор заботится только о сохранении и репродукции генов особи. И больше ни о чем.

В лесу мы видим то же самое. Если дерево тратит всю энергию на ствол, ему не хватает на плоды и листья. У гепардов и газелей собственная «экономика». Способность быстро бегать обходится недешево, причем требует не только расхода энергии (которая в конечном счете поступает от Солнца), но и материалов, которые необходимы для строительства мышц, костей и связок — аппарата, обеспечивающего скорость и ускорение. Газель способна съесть ограниченную массу травы. Следовательно, любые дополнительные материалы, которые будут потрачены на быстрый бег и маневренность, придется заимствовать откуда-то еще, например у департамента фертильности, на которую животное должно тратить большую часть ресурсов. Настоящий свод тонких компромиссов. Не зная всех подробностей, мы тем не менее можем сказать, что всегда есть возможность потратить на какой-то отдел тела слишком много (это непреложный закон экономики), отбирая, таким образом, ресурсы у других отделов. Животное, которое вложило в способность быстро бегать больше, чем нужно, может спасти свою шкуру. Однако в результате эволюционные перспективы этого животного могут оказаться хуже, чем у другой особи, которая бегает медленнее (и, стало быть, сильнее рискует быть съеденной), но зато поддерживает энергетический баланс и в конечном счете имеет больше потомков, способных репродуцировать гены.

Помимо энергии и материалов в уравнение следует включить еще один хорошо известный экономистам параметр — риск. Длинные и тонкие ноги быстро бегут. Но, к сожалению, они еще и легко ломаются. Нередко скаковые лошади ломают ноги прямо во время гонки и заканчивают жизнь на живодерне. Вспомните главу 3 — причина этого дефекта проста: их выводили специально для того, чтобы быстро бегать, в ущерб всему остальному. Газели и гепарды также отбирались на скорость, однако естественным путем, и, переусердствуй природа в погоне за скоростью, их ноги были бы столь же непрочны. Но природа никогда не переусердствует: она всегда стремится к равновесию. В мире много генов, приводящих к равновесию — именно потому они и уцелели! Это означает, что особи, обладающие более длинными и тонкими ногами, безусловно весьма пригодными для быстрого бега, в среднем с меньшей вероятностью передадут свои гены потомству, чем особи, менее подверженные переломам. Пусть это всего лишь гипотетический пример сотен и тысяч компромиссов, на которые идут все животные и растения. Эволюция, по сути, и есть нахождение экономических компромиссов. Конечно, этим занимаются не отдельные особи: сам естественный отбор управляет балансом, контролируя соотношения альтернативных вариантов генов в генофонде.

Оптимального компромисса для любого набора требований и уступок быть в принципе не может. Равновесие между скоростью бега и прочими потребностями тела у газелей будет смещаться в зависимости от численности хищников в районе обитания. Эта ситуация по существу та же, что и разобранная нами в главе 5 история гуппи. Если вокруг мало хищников, оптимальная длина ног газелей будет уменьшаться: наиболее успешными будут особи, гены которых перераспределяют часть энергии и материалов, предназначающихся для ног, в другие части тела, например, в репродуктивную систему или накопление жира на зиму. Эти особи, кстати, будут реже страдать от переломов. Верно и обратное: если количество хищников возрастет, оптимум сместится в сторону более длинных конечностей, большей опасности переломов, меньшего количества энергии и материалов на отделы тела, не связанные с быстрым бегом.