Читать книгу "Слепой часовщик. Как эволюция доказывает отсутствие замысла во Вселенной - Ричард Докинз"

По-видимому, изобретение эукариотической клетки сделало возможным целый ряд новых планов строения. Теперь, и это для нас интереснее всего, смогли появиться крупные организмы, состоящие из многих миллиардов клеток. Все клетки размножаются делением надвое, причем каждая половинка получает полный набор генов. Как мы уже видели на примере бактерий на булавочной головке, путем последовательных удвоений может образоваться очень большое число клеток за довольно короткий срок. Все начинается с одной клетки, которая разделяется на две. Каждая из этих двух делится, и получается четыре. С каждым делением количество клеток удваивается: из 8 их становится 16, затем 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192… Спустя каких-то 20 делений, которые займут совсем немного времени, счет идет уже на миллионы. А по прошествии всего лишь 40 делений у нас будет больше триллиона клеток. В случае бактерий все клетки, в огромных количествах образующиеся следующим друг за другом делениям, расходятся и живут сами по себе. То же самое справедливо и для многих эукариотических клеток, в частности для простейших животных — например, для амеб. Когда клетки, образованные путем таких последовательных делений, не разошлись каждая своей дорогой, а остались склеенными друг с другом, был сделан важнейший эволюционный шаг. Тогда стало возможным появление структур более высокого порядка, как мы могли это видеть в неизмеримо более скромном масштабе на примере разветвляющихся надвое компьютерных биоморф.

Впервые в истории появилась возможность увеличивать размеры тела. Организм человека — это в полном смысле слова колоссальное множество клеток; все они происходят от общего предка — оплодотворенного яйца — и, таким образом, приходятся другим клеткам организма двоюродными сестрами, дочерьми, внучками, тетками и прочей родней. Те 10 трлн клеток, из которых состоит каждый из нас, образовались всего-навсего за несколько десятков последовательно удваивающихся клеточных поколений. Клетки эти принято подразделять на 210 (чуть больше или чуть меньше, в зависимости от вкуса того, кто классифицирует) различных типов, построенных одним и тем же набором генов. Однако в клетках разного типа включаются разные гены из этого набора. Выше уже упоминалось, что именно здесь кроется причина того, почему клетки печени отличаются от клеток мозга, а клетки костной ткани непохожи на мышечные клетки.

Воздействуя на органы и поведенческие схемы многоклеточных организмов, гены могут распространять себя такими способами, какие недоступны обособленным клеткам, функционирующим самостоятельно. Многоклеточные тела открывают генам возможность манипулирования миром при помощи инструментов, величиной на многие порядки превосходящих клеточные масштабы. Эти крупномасштабные косвенные манипуляции производятся посредством более прямых воздействий на микроскопическом клеточном уровне. Например, за счет изменения свойств клеточной мембраны. Взаимодействие клеток в составе гигантских популяций приводит в результате к таким макроскопическим образованиям, как рука, или нога, или (более косвенно) бобровая плотина. Большинство тех качеств организма, что мы можем видеть невооруженным глазом, являются так называемыми эмерджентными свойствами. Даже у компьютерных биоморф с их девятью генами есть эмерджентные свойства. У животных из реального мира эти свойства, присущие организменному уровню, возникают благодаря взаимодействиям между клетками. Организм работает как единое целое, и мы можем сказать, что гены влияют на весь организм, однако каждая копия каждого отдельно взятого гена оказывает свое непосредственное влияние только на ту клетку, внутри которой находится.

Итак, важнейшей частью окружающей среды гена являются другие гены, которые с высокой вероятностью могут встречаться ему в телах, сменяющих друг друга из поколения в поколение. Все это те гены, которые объединяются и перетасовываются в пределах одного и того же вида. В самом деле, вид, размножающийся половым путем, можно представить себе как аппарат по перемешиванию определенного набора приспособленных друг к другу генов, комбинирующий их то так то сяк. В соответствии с этой точкой зрения виды являются непрерывно тасуемыми “колодами” генов, регулярно встречающихся друг с другом и никогда — с генами других видов. Но, даже не встречаясь лицом к лицу внутри клеток, гены разных видов в каком-то смысле тоже формируют важную часть окружающей среды друг для друга. Правда, тут речь идет чаще о вражде, чем о сотрудничестве, но это просто обратная сторона медали. И вот мы подходим ко второй из двух основных тем этой главы — к “гонке вооружений”. Существуют гонки вооружений между хищниками и их добычей, паразитами и их хозяевами и даже — хотя это материя тонкая, и я не буду обсуждать ее здесь — между мужскими и женскими особями одного и того же вида.

Гонка вооружений происходит в эволюционном масштабе времени, а не на протяжении жизни отдельных особей. Суть ее сводится к тому, что в каком-то ряду поколений (скажем, у добычи) идет усовершенствование оснащения, необходимого для выживания, и происходит это как прямое следствие эволюции оснащения в другом ряду поколений (скажем, у хищников). Гонка вооружений начинается всегда, когда животным приходится иметь дело с противниками, тоже способными улучшаться в ходе эволюции. Я считаю гонку вооружений явлением исключительной важности, потому что во многом именно она добавляет эволюции столь присущий ей элемент “прогрессивности”. Вопреки застарелым предрассудкам прогресс не является неотъемлемым свойством эволюции. Чтобы в этом убедиться, достаточно представить себе, что было бы, если бы все проблемы, с которыми сталкиваются животные, были связаны только с погодой и с другими проявлениями неживой природы.

По прошествии многих поколений накапливающего отбора на какой-либо конкретной территории тамошние животные и растения становятся хорошо приспособленными к местным условиям — например, к погодным. Если климат холодный, то животные обзаводятся теплой шубой из меха или перьев. Если он засушливый, кожа их уплотняется или покрывается воском, становясь водонепроницаемой, чтобы удержать то небольшое количество влаги, какое есть. Приспособления к локальным условиям затрагивают весь организм: форму и окраску тела, внутренние органы, поведение и клеточную биохимию.

Если условия, в которых обитают животные, остаются неизменными — допустим, постоянно сухо и жарко, и так на протяжении 100 поколений, — тогда эволюция данной ветви организмов прекратится. По крайней мере в том, что касается приспособления к температуре и влажности. Животные настолько приспособятся к местным условиям, насколько сумеют. Это не означает, что они не могут быть и еще более приспособленными, если их полностью для этого переконструировать. Это значит лишь то, что никакой маленький (и следовательно, возможный) эволюционный шажок их уже не усовершенствует: ни один из их ближайших соседей в данном аналоге “пространства биоморф” не будет лучше.

В результате начнется эволюционный застой, который будет продолжаться до тех пор, пока не произойдет какое-либо изменение условий: наступление ледникового периода, сдвиг годовой нормы осадков, смена господствующего ветра. Такие изменения действительно происходят, если смотреть на крупномасштабной эволюционной шкале времен. Вот почему обычно эволюция не стоит на месте, а постоянно “следует по пятам” за изменениями среды. Если средняя температура в какой-то местности неуклонно понижается в течение столетий, то устойчивое “давление” отбора будет стимулировать животных к тому, чтобы из поколения в поколение отращивать, скажем, все более длинную шерсть. Если после такого продолжавшегося несколько тысяч лет похолодания тенденция изменится на противоположную и средняя температура вновь начнет постепенно повышаться, животные окажутся под влиянием нового давления отбора, которое вызовет укорочение мехового покрова.