Читать книгу "Сбитые с толку - Эндрю Штульман"

Может быть, взрослые знают о болезнях и их передаче больше, чем дети, но понимание механизмов не объясняет причин этого явления, а вопрос «почему?» беспокоит очень многих. Он преследует нас, когда мы сталкиваемся с собственной болезнью или болезнью близких, он заставляет повернуться от науки к миру сверхъестественного. Представители разных культур, независимо от своих биологических познаний, чувствуют потребность в объяснении, выходящем за пределы простой случайности. Иногда проще списать болезнь на завистливую ведьму или мстительного бога, чем не иметь вообще виноватых.

Глава 12. Адаптация

Почему есть столько форм жизни? Как они меняются со временем?

Когда в детстве я узнал, что Исаак Ньютон «открыл гравитацию», я подумал: «Господи, ну и легкая тогда была наука!» Кажется, не надо быть гением, чтобы понять, что предметы без опоры падают. Но, разумеется, Ньютон не просто обнаружил факт гравитации, но и нашел ему объяснение — понял, что она тянет друг к другу два тела с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

То же самое верно для Чарльза Дарвина. Дарвин не просто «открыл» факт эволюции: над ее теоретической возможностью размышляли еще в древности, а как биологическую реальность ее изучали десятки лет до того, как Дарвин появился на свет[302]. Дарвин прославился именно объяснением процесса эволюции — выборочного выживания и размножения наиболее приспособленных представителей вида на протяжении многих поколений.

Открытие Дарвином механизма эволюции — естественного отбора — повлекло за собой цепочку новых идей[303]. Первой из них было то, что популяции организмов обладают потенциалом к экспоненциальному росту численности. Эта истина одновременно и математическая, и биологическая. Если каждый организм в популяции оставит после себя двух потомков, то с каждым следующим поколением размер популяции будет удваиваться и возрастет с двух особей в первом поколении до 32 в пятом и 1024 в десятом.

Сам Дарвин проиллюстрировал эту мысль в своем главном труде — «О происхождении видов» — на примере пары слонов, которая всего за 750 лет породила бы более 19 миллионов потомков[304]. Но поскольку очевидно, что популяции не увеличиваются до таких размеров, планету не заполонили ни слоны, ни любой другой вид организмов: большинство особей не оставляют после себя потомства. Это вторая важная идея Дарвина: рост популяции сдерживается ограниченными ресурсами. В окружающей среде не так много пищи, безопасных мест и половых партнеров, поэтому организмам приходится конкурировать за эти ресурсы даже в рамках своего вида. Все формы жизни вовлечены в борьбу за существование, и лишь малая доля выживает, достигает зрелости и размножается.

Кто побеждает в борьбе? Те, кто родился с признаками, которые помогают добыть ресурсы и не попасться хищникам. В этом заключалась третья идея Дарвина. Борьба за существование неравная. Некоторые организмы появляются на свет с чертами, повышающими вероятность выживания и рождения следующего поколения. Их потомки, в свою очередь, с большой долей вероятности унаследуют признаки, благодаря которым выжили и размножились их родители. Тот факт, что черты наследуются, был четвертым озарением Дарвина. Генетические победители передают свои победы потомкам.

Дарвин понял и то, что этот процесс постоянно повторяется. Все организмы с полезными чертами выживают чаще и размножаются лучше, чем те, кому достались менее полезные черты, поэтому доля особей с полезными чертами растет и эти признаки становятся характерными для популяции в целом. Случайная особенность одного организма — чуть более длинный хобот, твердый панцирь, острый коготь — становится стандартом, если она продолжает быть полезной в бесконечной борьбе за существование.

Подытоживая, ключевые идеи Дарвина заключались в следующем:

1) организмы оставляют больше потомства, чем способна выдержать среда;

2) организмы обречены на борьбу за существование;

3) одни организмы справляются в борьбе лучше других благодаря врожденным особенностям;

4) полезные признаки наследуются;

5) эти признаки со временем становятся более выраженными, так как организмы, родившиеся с менее полезными чертами, вымирают (генетические проигравшие), а с более полезными начинают доминировать в популяции (генетические победители).

Идеи Дарвина привели к качественно иному взгляду на эволюцию, делающему акцент на выбывании неприспособившихся форм, а не на появлении приспособившихся, а также на изменениях популяций, а не отдельных особей. Дарвин не был первым биологом, задумавшимся о причинах адаптации видов к среде: его предшественники и современники выдвинули целый ряд других теорий. Однако эти теории делили биологический мир неправильно. Виды они рассматривали как целостные сущности, а не как совокупность разнообразных особей, а к эволюции относились как к единой адаптации, а не дифференцированному выживанию[305].

Самой знаменитой альтернативой дарвинизму была теория, предложенная французским биологом Жаном-Батистом Ламарком. Он утверждал, что организмы в течение жизни приобретают адаптивные признаки, так как используют или не используют уже имеющиеся черты, а потом передают свои признаки потомству. Например, жираф мог получить такую длинную шею благодаря тому, что много лет тянулся за высокими листьями, а орел стал лучше видеть, потому что фокусировал зрение на отдаленной добыче. Эти изменения передавались потомству, и следующее поколение жирафов рождалось с чуть более длинными шеями, а следующее поколение орлов — с несколько улучшенным зрением.

Ламарк ошибался: потомство не наследует приобретенные родителями особенности. Но теория Ламарка качественно отличается от взглядов Дарвина не этим. Проблема в том, что, если верить ей, все представители вида эволюционируют коллективно: все жирафы стремятся к длинным шеям, а все орлы — к лучшему зрению. В результате следующее поколение любого вида рождается чуть более приспособленным к среде, чем предыдущее.

Однако в реальности не существует биологического механизма, благодаря которому все следующее поколение рождалось бы более адаптированным. Одни организмы оказываются приспособлены лучше, другие хуже. Последние просто удаляются из пула генов, так как умирают, не оставив потомства. Дарвин, в отличие от Ламарка, понял, что биологическая адаптация — не один процесс, а два: изменчивость и отбор. Изменчивость слепа: потомки отличаются от родителей (и друг от друга) непредсказуемым образом. А отбор разборчив. Он «выпалывает» мутации, мешающие приспособлению, меняя общий ландшафт жизнеспособных изменений. В результате получается не популяция более адаптированных особей, а популяция, в которой адаптированных особей больше.