Читать книгу "Сбитые с толку - Эндрю Штульман"

Научному сообществу потребовалось несколько десятилетий, чтобы признать гениальность теории Дарвина. Даже спустя 50 лет после того, как он ее предложил, многие биологи все еще отдавали предпочтение альтернативным теориям, в том числе теории ортогенеза Теодора Эймера, считавшего эволюцию побочным продуктом законов органической материи, или теории ускоренного роста Эдварда Копа, согласно которой эволюция — форма ускоренного эмбрионального развития, и даже теории Ламарка о наследовании приобретенных признаков[306]. Окончательно убедило биологов в правоте Дарвина то, что его принципы сочетаются с генетическим пониманием наследственности, которое сложилось через много лет после смерти ученого. Гены показывают причину разнообразия признаков, которое постулировал, но не мог объяснить Дарвин. Сегодня биологи не только считают естественный отбор причиной эволюции, но и убеждены, что эволюция на базе естественного отбора — это основа, объединяющая биологические науки. Как выразился один современный биолог, «в биологии все имеет смысл исключительно в свете эволюции»[307].

* * *

История повторяется. Биологи начала XX века, не оценившие важности естественного отбора, давно умерли, но школьники, изучающие сегодня биологию, по-прежнему не видят его значения. Многие вообще не верят в существование эволюции и придерживаются креационистских толкований биологической адаптации, к которым мы еще вернемся в последней главе книги. Но даже среди тех, кто принимает эволюцию, далеко не все понимают ее механизмы.

Взгляните на следующую задачу. Допустим, ученые открыли на одиноком острове новый изолированный вид дятлов. Клюв у них в среднем два с половиной сантиметра в длину, а единственный источник пищи — один из видов насекомых, живущих в среднем на глубине почти четырех сантиметров под корой деревьев. Если два дятла спарятся, какой вид клюва, скорее всего, будет у потомства?

1. Длиннее, чем у родителей.

2. Короче, чем у родителей.

3. Либо короче, либо длиннее с одинаковой вероятностью.

Правильный ответ третий, потому что птенцы будут отличаться от родителей случайным образом. В ходе отбора могут оставаться длинные, а не короткие клювы, но источники отличий между поколениями — мутации и генетическая рекомбинация — слепы к потребностям птиц. Большинство людей выбирают не третий вариант, а первый, предполагая, что эволюция гарантирует лучшую адаптацию потомства к среде по сравнению с родителями. Обычно это обосновывают фразами вроде «Им нужен более длинный клюв, чтобы достать до еды», «Это требуется для выживания», «Они адаптируются к своей среде» или просто «Такова эволюция».

Это был один из нескольких вопросов в тесте, который мы с коллегами составили для определения, понимают ли учащиеся роль естественного отбора[308]. Из всех интуитивных теорий, рассмотренных в этой книге, представления об эволюции я знаю лучше всего, так как более десяти лет изучал их содержание, структуру и происхождение. Меня не перестает удивлять, насколько они похожи на теории эволюции, бытовавшие до Дарвина. Задумываясь на эту тему, большинство людей следует по стопам Ламарка, как будто никакого Дарвина не было и концепцию естественного отбора еще не открыли. Люди верят, что организмы наследуют те признаки, которые им нужно унаследовать для процветания в текущей среде, и что этот процесс происходит единообразно во всем виде. Изменчивость и отбор не играют никакой роли в массовом понимании эволюции.

Вот еще один вопрос, на который большинство людей отвечают неправильно: «На протяжении XIX века один вид бабочек в Англии — березовая пяденица (Biston betularia) — эволюционировал и приобрел более темную окраску, чтобы адаптироваться к загрязнению среды в ходе промышленной революции. Представьте себе, что биологи случайным образом собирали коллекцию березовых пядениц каждые 25 лет с 1800 по 1900 год. Какой спектр окраски вы ожидаете увидеть в каждый момент времени?» Участникам давали таблицу с очертаниями бабочек: пять рядов и пять столбиков. Ряды были обозначены годами: 1800, 1825, 1850, 1875 и 1900. Задачей участника было раскрасить насекомых так, чтобы изобразить случайную выборку, собранную в каждый период.

Правильный ответ, который давали далеко не все участники, — это закрашивать все больше бабочек в ряду, чтобы изобразить постепенное распространение в популяции случайной мутации — более темного цвета. В первом ряду может быть всего одна серая бабочка и четыре белых, во втором — три белых и две серых, в третьем — две белых и три серых и так далее. Неправильный, но самый популярный ответ — это единообразно окрашивать насекомых в более темный цвет от ряда к ряду: например, в первом ряду оставить всех бабочек белыми, во втором — закрасить всех светло-серым, в третьем — темно-серым, и так далее.

Рис. 12.1. Эволюцию часто ошибочно представляют не как селективное выживание и размножение некоторой подгруппы вида (таблица слева), а как преобразование всего вида (таблица справа)

Ключевое различие между этими подходами заключается в учете вариабельности (цвета) в рамках одного поколения. В первом случае отличия отражены как внутри, так и между поколениями. Во втором — изменения заметны только между поколениями: все бабочки приобретают более темный оттенок синхронно.

Придумав эту задачу, я быстро понял, что она будет успешно отсеивать людей, которые правильно понимают эволюцию (процесс, приводимый в движение отбором). Это сработало у одной из первых участниц эксперимента. Она закрасила один столбик бабочек от светлого к темному, а потом остановилась. «Мне продолжать?» — спросила она. «Да, конечно», — ответил я, не сообразив, почему она решила, что можно остановиться. Она продолжила и закрасила бабочек в четырех оставшихся столбиках точно так же, как в первом столбце: от белого к светло-серому, потом темнее, еще темнее и черным. Она явно показала эту закономерность в одном столбце. Зачем раскрашивать дальше?

Задача на раскрашивание бабочек проверяет понимание, что внутривидовые вариации — это необходимое условие адаптации. Это один из десятков тестов, которые мы с коллегами придумали, чтобы отличить людей, понимающих эволюцию, от тех, кто ее не понимает. Другие задачи оценивали разные грани эволюции: наследственность, популяционные изменения, одомашнивание, видообразование и вымирание. Оказалось, что участники, придерживавшиеся недарвиновских взглядов в одной теме, обычно заблуждались и почти во всех остальных. В частности, те, кто выбирал в описанном выше вопросе про дятла первый вариант, то есть проявлял веру в направленную изменчивость, обычно раскрашивали бабочек без каких-либо отличий внутри поколения.

Вымирание и видообразование — особенно интересные случаи. С постдарвиновской точки зрения вымирание — это отбор в большом масштабе: когда смертность превышает рождаемость, вид вымирает. Видообразование же с этой точки зрения является отбором, действующим на географически изолированные популяции. Когда части популяций одного вида в разных средах подвергаются разному давлению отбора, из них возникают новые виды. Тем не менее люди, как правило, не рассматривают вымирание и видообразование с таких позиций. Они считают вымирание редким событием, в ходе которого вид стирается с лица планеты каким-то катаклизмом (например, кометой или наводнением), а видообразование — редким событием, в ходе которого эволюция превращает одну популяцию в другую (например, обычных обезьян в человекообразных).