Предназначение человека. От Книги Бытия до «Происхождения видов»

Сэмюэл Уилкинсон (2024)

Вы когда-нибудь задумывались о том, почему из всех живых существ именно нашему виду удалось заполонить всю Землю и буквально подчинить ее себе? Произошло ли это из-за человеческого эгоизма или, наоборот, альтруизма вплоть до самопожертвования? Руководила ли историей нашего развития некая невидимая сила или же все это — лишь невероятная череда случайностей? И в чем же, в таком случае, заключается смысл нашей жизни? Развенчивая распространенные заблуждения и сводя воедино данные различных дисциплин (эволюционной биологии, психологии, социологии), доцент кафедры психиатрии Йельского университета Сэмюэл Уилкинсон не только отвечает на эти и многие другие вопросы, но и выдвигает сенсационную гипотезу: сама эволюция человечества может свидетельствовать о существовании Высшей силы, направляющей Вселенную. А стало быть, и о существовании особого предназначения человека.

Глава 2

Эволюция: случайность или направленный процесс?

Один раз — это случайность. Два — возможно, совпадение. Но три и более — уже закономерность^[37].

Еще со времен Дарвина некоторые биологи учат нас, что эволюция была совершенно случайным и бессистемным процессом. Некоторым из нас, особенно тем, кто верит в Бога, трудно принять это, ведь случайный процесс не согласовывается с представлениями о Творце, создавшем нас с определенной целью. В этом и состоит дилемма доктрины случайности. По своей сути традиционный подход к эволюции предполагает, что, если запустить ее заново, отмотав время на несколько миллиардов лет назад, природа породит нечто совершенно иное^[38]. Но не так давно возникло еще одно мнение, согласно которому эволюция не полностью случайна и непредсказуема, и хотя начаться она может со случайных мутаций, к финальной точке ее, по всей видимости, направляют естественные законы и ограничения. Главной причиной возникновения этой (до сих пор дополняющейся) картины стал феномен, известный как конвергентная эволюция. Конечно, аргументы, приведенные в этой главе, не доказывают, что у нашего существования есть универсальная цель, и все же они дают этому предположению право на жизнь.

Дивергенция? Нет, конвергенция!

Один из краеугольных камней теории Дарвина состоит в убеждении, что все виды живых существ произошли от единого предка. С течением времени эти виды все больше отдалялись от первоисточника под влиянием различных сил, связанных с окружающей средой и выживанием. Так родилось великое разнообразие, которое столь радостно наблюдать сегодня. Изображения эволюционного древа жизни, подобные тому, что приведено на рис. 2.1, показывают, каким образом различные широкие группы животных произошли от общего предка. Например, млекопитающие, рептилии, рыбы и птицы известны как хордовые и являются частью широкой группы животных, именуемой Chordata phylum. Таким образом, предполагается, что все млекопитающие (включая нас с вами), а также рептилии, рыбы и птицы произошли от общего, более примитивного вида. Хордовые, в свою очередь, равно как и другие группы животных, вроде артроподов (крабов, лобстеров, насекомых) и моллюсков (осьминогов, улиток, кальмаров), являются частью еще более крупного царства животных и, следовательно, имеют общего, еще более древнего и примитивного предка.

Наконец, царство животных, а наряду с ним и другие царства (в число которых, среди прочего, входят растения, грибы, бактерии, слизевики и многие другие чудесные организмы) произошли от общей и единственной простой клетки^[39]. Эта первая клетка появилась из первичного бульона, который, как говорят нам ученые, существовал на Земле четыре миллиарда лет назад.

По мере разветвления древа структуры видов начинают различаться все больше, их представители занимают разные экологические ниши и идут по разным эволюционным путям. Однако еще во времена Дарвина биологи подметили одну любопытную деталь: даже с учетом разветвления внутри разных видов часто можно наблюдать схожие структуры, позволяющие решать схожие проблемы. Другими словами, несмотря на различные отправные точки, эволюция подталкивает виды к развитию одних и тех же структур или функций^[40]. Это называется конвергентной эволюцией. Прежде ученые считали, что примеры такой эволюции исключительны, сейчас же их признают чрезвычайно частыми.

Рис. 2.1. Картина эволюционного дерева

Обратите внимание на крылья птиц, летучих мышей и бабочек (рис. 2.2). Они довольно похожи по внешнему виду и функциям. Похоже и их строение: туго натянутая мембрана, прикрепленная к твердому каркасу. Общий предок этих крылатых созданий (живший примерно 550 млн лет назад) не летал, а значит, птицы, летучие мыши и бабочки отрастили крылья и научились летать независимо друг от друга. Другими словами, эти виды не унаследовали способность к полету от общего предка — все они развили ее независимо друг от друга^[41].

Рис. 2.2. Графическое представление конвергентной эволюции крыльев. Последний общий предок птиц, летучих мышей и бабочек не обладал крыльями и не умел летать. Крылья сформировались независимо друг от друга как минимум у трех видов (к ним по порядку ведут литеры А, Б и В)

Рассмотрим также пример дельфина и акулы. Дельфин — млекопитающее с костным скелетом, а акула — рыба с хрящевым скелетом. Последний их общий предок ничем не напоминал их сегодняшний облик, и все же современные акулы и дельфины чрезвычайно похожи друг на друга (рис. 2.3). Хотя акулы никогда не выходили из воды, а предки дельфинов обитали на суше, каким-то образом и у тех, и у других независимо друг от друга сформировалось тело обтекаемой формы, а также спинные и грудные плавники, позволяющие быстро плавать. Для многих типов акул, как и для дельфинов, также характерны темно-серый цвет спины и светлое подбрюшье. Благодаря такой защитной окраске их труднее заметить и сверху, и снизу, что помогает им незаметно приближаться к добыче или скрываться от хищников^[42].

Кроме того, некоторые животные обладают эхолокацией — способностью перемещаться в пространстве, ориентируясь на звук. Этот поразительный дар — еще один пример конвергентной эволюции, произошедшей у летучих мышей^[43], зубатых китов, дельфинов^[44], птиц^[45] и даже у некоторых видов креветок^[46]. Эти животные могут посылать звуковые сигналы и интерпретировать их паттерны по мере того, как звуковые волны отражаются от физических структур, свойственных местной окружающей среде. Некоторые животные так хорошо овладели этой способностью, что могут с их помощью обнаруживать такие маленькие объекты, как москит, и такие тонкие, как человеческий волос.

Рис. 2.3. Конвергентная эволюция у дельфинов и акул

Представьте, как появляется шелковая нить. Ее производят несколько видов насекомых, в том числе пауки, определенные типы мотыльков и муравьи-портные. Поразительно и само вещество, и процесс его возникновения. Например, паучий шелк изначально представляет собой жидкую тягучую смазку. За то время, пока смазка выходит из тела паука, ее белки должны быстро перестроиться и трансформироваться в шелк, причем время, которое занимает процесс, выверено до невозможности точно: если бы смазка трансформировалась прежде, чем покинуть тело, паучьи железы оказались бы забиты шелком. При этом, если бы она трансформировалась хоть на мгновение позже, вместо шелковой нити паук бы выплевывал жидкость^[47]. И все же биологи утверждают, что различные формы этого удивительно тонкого процесса развились независимо по крайней мере у двадцати трех разных типов животных^[48].

Возможно, самый удивительный и наиболее часто упоминаемый пример конвергентной эволюции — глаз камерного типа. Такой глаз — которым, среди прочих видов, обладаем и мы, — состоит из нескольких элементов: внешней прозрачной оболочки, способной отражать свет; линзы, способной к переменному фокусированию света; диафрагмы, диаметр которой подгоняется под уровень яркости, а также мышц, которые движутся в точной гармонии с мышцами другого глаза и мгновенно приспосабливаются к тонкой настройке гироскопа внутреннего уха. Ученые Пол Блум и Стивен Пинкер писали: «Чрезвычайно маловероятно, что материя может образовывать структуры, способные на то, на что способен глаз»^[49]. И все же в результате эволюции глаз камерного типа развился у шести (если не больше) представителей различных видов, в том числе у группы морских животных, являющихся близкими родственниками дождевых червей^[50]. У кальмара тоже есть камерный глаз, развившийся независимо и поразительно похожий на наш (рис. 2.4).

По утверждению ученых, последний общий предок людей и кальмаров жил приблизительно 500 миллионов лет назад. Именно тогда наши виды пошли разными путями, что, однако, не помешало глазам камерного типа развиться и у них, и у нас.

Конечно, есть и другие типы глаз. Фасеточные глаза также развились независимо у организмов, не связанных тесным родством; среди них — насекомые и один из видов креветок. В отличие от камерного, фасеточный глаз имеет множество линз, каждая из которых развивается почти поверх предыдущей. С эволюционной точки зрения фасеточным глазам сформироваться в какой-то мере легче, чем глазам камерного типа, и все же их строение остается невероятно сложным^[51].

Рис. 2.4. Конвергентные формы глаз у людей и кальмаров

В целом, согласно оценкам экспертов, в той или иной форме глаза независимо развились по крайней мере у сорока различных видов^[52]. Каким-то образом они развиваются у сложных видов, живущих там, где есть свет. Вот что сказал об этом Ричард Докинз: «По-видимому, жизнь, по крайней мере в известном нам виде, до неприличия желает иметь глаза… Если она есть на других планетах нашей Вселенной, можно ручаться, что глаза появятся и там, и работать они будут по тем же оптическим принципам, что и здесь, на Земле. Существует не так много способов создать глаз, и вполне возможно, что жизнь в известном нам виде знает их все»^[53].

Конвергенцию можно наблюдать и на гораздо меньших уровнях. Существует множество примеров конвергентной эволюции, происходящей внутри клетки. Например, ее можно наблюдать в фотосинтезе — необычайном процессе, в ходе которого растения поглощают солнечную энергию и запасают ее в форме сахара. Сегодня ученые утверждают, что определенный тип фотосинтеза (C₄-фотосинтез) развился независимо по меньшей мере у шестидесяти различных видов наземных растений^[54].

Конвергенция: правило, а не исключение

Биологи все отчетливей понимают, что конвергентная эволюция — это правило, а не исключение^[55][56]. Саймон Конвей Моррис, палеобиолог из Кембриджа, отмечает: «Конвергенция повсеместна. Я не могу представить ничего, что эволюционировало бы лишь раз — помимо очень, очень редких исключений»^[57]. Похожим образом выражается и Ричард Докинз: «Необычайно сложно представить что-либо, эволюционировавшее лишь однажды». Докинз сделал на этой мысли особый акцент, попросив своего коллегу Джорджа Макгэвина назвать несколько эволюционных адаптаций, произошедших однократно, и Макгэвин смог перечислить не так уж много^[58].

Мы обнаруживаем все больше примеров конвергенции и постепенно понимаем, что эволюция — не случайный процесс. «Видимые результаты естественного отбора и других формообразующих процессов, — пишет Конни Барлоу, — ни в коем случае не следует воспринимать как случайный карнавал форм и функций»^[59]. Исследуя повторение одних и тех же скелетных форм у представителей разных видов, биологи Роджер Томас и Вольф-Эрнст Райф приходят к выводу: «Хотя случайность играет исключительную роль в направлении течения эволюции, на ее исход она влияет в куда меньшей степени»^[60].

Обратим внимание на рис. 2.5. Предположим, нам нужно добраться из точки А в точку Б. Для этого есть четыре возможных пути, и чтобы выбрать из них один, нужно бросить игральный кубик. Таким образом, наш путь определит случайность, но независимо от пути исход будет одним и тем же: мы придем в точку Б. Данный пример хорошо описывает новое представление об эволюции, к которому за последние несколько десятилетий привела нас конвергенция. Некоторые ученые даже говорят о «глубинных организационных принципах, лежащих в основе эволюции»^[61], и признают, что даже если ее течение случайно, мы не можем сказать того же о ее результатах^[62].

В чем же причина столь широкой распространенности конвергенции, особенно с учетом предположения, что в основе эволюционных изменений лежат генетические мутации? Весьма вероятно — и это бросает вызов традиционному научному мышлению, — что не все мутации были случайны^[63]. Столь смелое допущение в одном из основополагающих утверждений дарвинизма не опровергает теорию эволюции. Даже Ричард Докинз, сегодня являющийся одним из самых ревностных защитников теории Дарвина, признает это: «Для естественного отбора нет необходимости в том, чтобы мутация непременно была случайной. Отбор продолжает делать свою работу независимо от того, направлена мутация или нет»^[64].

Рис. 2.5. Четыре пути, сходящиеся в одной точке

Но давайте пока оставим в стороне возможность того, что Божественное участие направляло генетические мутации (посредством естественных законов и процессов), и согласимся с общепринятой наукой, предположив, что мутации были случайными. Если это действительно так, то почему конвергентная эволюция получила настолько широкое распространение? Хотя многое в данной области до сих остается неясным, можно предположить, что все дело в ограничениях, которые несет на себе эволюция. Существуют определенные законы и принципы, ограничивающие число возможных исходов, к которым она может привести. Поскольку естественный отбор проходит принужденно, количество вариантов исхода эволюции остается ограниченным. Следовательно, когда мы сталкиваемся с проблемами, которые ставит перед нами жизнь (как найти пищу, как передвигаться, как воспринимать окружающий мир, как сделать так, чтобы тебя не съели, и как воспроизвести себе подобных), эволюция неизменно предлагает одни и те же варианты решения.

Существует по меньшей мере две основные причины, ограничивающие количество направлений, в которых может двигаться эволюция. Во-первых, она не извлекает никакой пользы из умозрительных форм и структур — она «предпочитает» лишь те, которые дают ей какое-то преимущество. Во-вторых, многие ограничения, наложенные на эволюцию, связаны с законами физики и химии (например, геометрические и материальные аспекты, с которыми она сталкивается). Даже если какая-либо структура способна дать особи преимущество, строительные блоки, которыми располагает природа, просто не смогут сочетаться таким образом, чтобы ее создать^[65].

Музей всех возможных животных

Ричард Докинз описывает различные формы жизни, возникшие в результате эволюции, через метафору Музея всех возможных животных^[66]. В нем все животные располагаются бок о бок, так что по мере нашего продвижения по одному из коридоров музея отдельно взятая структура разве что самую малость отличается от тех, что стоят рядом. Например, если пойти на восток, шеи животных будут становиться все длиннее, а если повернуться и пойти на запад — все короче. Представим, что мы решили двинуться в ином направлении: если идти на север, длина шеи остается прежней, но меняется нечто иное — скажем, удлиняются рога; если же мы развернемся и направимся на юг, рога, наоборот, будут становиться короче. Наконец, если мы воспользуемся лифтом и поднимемся на верхний этаж, рога и шея останутся прежними, но станут острее зубы. Путешествуя по такому музею, мы быстро понимаем, что каждый экспонат обладает намного бóльшим числом характеристик, чем длина шеи, длина рогов и острота зубов. По сути, в каждой форме есть тысячи деталей, способных незначительно меняться. Так мы приходим к отрезвляющему выводу, что пространства, ограниченного лишь тремя измерениями, никоим образом недостаточно, чтобы описать Музей всех возможных животных, и если мы хотим сделать это, нам понадобится пространство с десятками (или даже сотнями) тысяч измерений. Представить себе музей в таком виде уже невозможно (если вы, конечно, не математик и не физик). Нам также придется признать, что подобный музей должен быть неизмеримо велик. По сути, число находящихся в нем животных будет в разы превышать число атомов в нашей Вселенной.

Чтобы воспользоваться преимуществами этой картины, но сделать ее более легкой для понимания, представим Музей всех возможных раковин^[67]. Раковины — это окаменевшие и затвердевшие наружные скелеты, дающие защиту и укрытие улиткам, моллюскам и другим подобным животным. Если мы немного все упростим и обратимся к работе биолога Дэвида Раупа^[68], написанной в 1960-х годах, то сможем воссоздать подобный музей с учетом трех факторов развития раковин: размера, спирализации и удлинения^[69]. Из всех теоретически возможных раковин в природе встречается лишь очень малая их часть. Но если в теории возможно существование настолько огромного количества форм, то почему в действительности их оказывается так мало? Возможно, дело в том, что естественный отбор в них не нуждается — или же законы природы просто не дают их создать.

Те же принципы проявят себя, если мы попадем в Музей всех возможных скелетов. Роджер Томас и Вольф-Эрнст Райф воспроизвели такой музей^[70] и обнаружили, что, несмотря на теоретическую возможность существования множества костных систем, в природе мы сможем найти лишь несколько. Они также пришли к выводу, что формы и модели известных скелетов «в значительной степени ограничены геометрическими правилами, процессами роста и свойствами материалов». «При условии достаточного запаса времени и экстремально большого количества эволюционных экспериментов, — пишут они, — открытие организмов, обладающих “хорошей” структурой, то есть отличающихся жизнестойкостью и способных появиться на свет из доступных материалов, было бы неизбежным и в принципе предсказуемым»^[71].

Теперь давайте вернемся к Музею всех возможных животных. Как мы уже отметили, в нем невероятно много экспонатов — так много, что наш разум не в состоянии представить их все. Но доля животных, существующих в действительности, представляет собой лишь крошечную часть от общего числа теоретически возможных и представленных в нашем музее. Почему? Дело в том, что ход эволюции направлялся в соответствии с высшими законами, принципами и сдерживающими факторами (хотя мы до сих пор очень смутно понимаем, как именно это происходило). Эти «пограничные условия», как могли бы назвать их физики и математики, руководят процессом мутаций и формируют биологический мир, частью которого мы являемся и в котором живем. С этой точки зрения эволюция определенно не кажется случайным процессом, и с этим не спорит даже Ричард Докинз. Он сам пишет, что «эволюция не является теорией случайности. Это теория случайных мутаций, а также неслучайного накапливающего процесса естественного отбора»^[72].

Не так уж просто понять, как процесс может быть одновременно случайным и направленным. Некоторые свидетельства, обнаруженные на микроскопическом уровне, позволяют предположить, что эволюционными изменениями управляет случайность. но когда мы вновь возвращаемся на макроуровень, у нас возникает чувство, что сам процесс, воспринимаемый как целое, был направленным.

Возможно, будет полезно сравнить этот процесс с распространенной технологией производства, известной как литье под давлением. В технологическом плане все сводится к тому, что твердый материал (как правило, одна из разновидностей пластмассы) нагревается до тех пор, пока не расплавится; затем его переливают в полую литьевую форму с заранее определенной структурой и в конце, убрав форму, получают материал, принявший ее очертания. Подобным образом производятся самые разнообразные предметы: ручки зубных щеток, детали машин, пластиковые бутылки и игрушки вроде кирпичиков LEGO™(рис. 2.6).

Рис. 2.6. Литьевая форма и кирпичики LEGO

Если бы мы наблюдали процесс литья под давлением на микроскопическом уровне, то движение молекул действительно могло бы показаться случайным. Но, сделав от микроскопа шаг назад, мы бы увидели, что случайное движение молекул ограничено формой. Следовательно, с макроскопической точки зрения это определенно не случайный процесс. Генетические мутации, направляющие процесс, вблизи могут показаться случайными, но на самом деле ими руководят сдерживающие факторы — законы химии, биологии и физики (в данной аналогии — физические границы литьевой формы). Эти сдерживающие факторы направляют мутации и формируют биологический мир, частью которого являемся мы с вами. Глядя на эволюцию с высоты птичьего полета, мы понимаем, что она не была случайной.

Эволюция: немыслимая или неизбежная?

Со времен Дарвина и серьезные ученые, и ревнители веры, скептически воспринимавшие эволюцию, пытались понять, как организмы, обладающие невероятно сложным устройством (подобным тому, что имеют люди, тигры или даже сравнительно простые бактерии), могли развиться вследствие простой генетической случайности. Физик Фред Хойл вспоминал: «Меня непрестанно терзала мысль, что число условий, при которых конструкция даже простого фермента могла оказаться неправильной, превышало число всех атомов во Вселенной. Спустя долгое время я до сих пор считаю, что даже целой Вселенной недостаточно, чтобы жизнь возникла в результате случайности, известной как слепые силы природы». Хойл, вовсе не входивший в ряды сторонников религии^[73], пришел к следующему выводу: «Если интерпретировать факты исходя из здравого смысла, можно заключить, что сверхразум забавлялся с физикой, а также с химией и биологией, и что в природе нет слепых сил, о которых стоило бы говорить. Вычисления, основанные на голых фактах, кажутся мне столь исчерпывающими, что дальнейшую дискуссию по этому поводу я считаю излишней»^[74].

Альберт Сент-Дьёрдьи, биохимик, получивший Нобелевскую премию, высказывал похожие мысли:

«Я никогда не мог в полной мере принять идею, что адаптация и гармоничное построение… сложных биологических систем, подразумевающие одновременные изменения в тысячах генов, возникли вследствие молекулярных случайностей… Вероятность того, что совместное изменение всех этих генов произошло в ходе случайных вариаций, практически равна нулю, даже если учесть, что изменения могли происходить на протяжении миллионов или миллиардов лет. Я всегда искал некий высший организационный принцип, ведущий живую систему к улучшению и адаптации»^[75].

Думаю, что и Хойл, и Сент-Дьёрдьи оправданно сомневались в предположении, что эволюция случайна. Случайность действительно была частью процесса, но, по-видимому, ее роль была намного меньше, чем многие думали изначально.

В надежде помочь и ученым, и широкой публике понять, как природа создала сложную и упорядоченную биологическую жизнь, действуя случайно и постепенно, Ричард Докинз прибегает к аналогии. Представьте, что мы с вами находимся на невообразимо высоком пике так называемой горы Невероятности^[76]. Одна из сторон горы представляет собой поразительно высокие отвесные скалы, глядя на которые сверху, мы видим, откуда начинался подъем. Могли ли мы взобраться по таким скалам? Сейчас нам кажется, что это нереально. Но Докинз говорит нам, что все зависит от перспективы. Если перевести взгляд на другую сторону нашей горы, мы увидим длинный и отлогий склон, позволяющий путешественнику медленно, методично, порой даже слишком короткими шажками, но все же подняться на гору. Впрочем, данная аналогия упускает из виду одну важную деталь — конвергентную эволюцию. Другими словами, даже по отлогой стороне горы мы поднимались неисчислимое количество раз, следуя одними и теми же путями. Пожалуй, гору Невероятности также можно назвать горой Неизбежности.

Теперь мы начинаем подозревать, что глубинные и высшие силы, направляющие организмы к независимому развитию сходных структур и функций, действительно существуют. Когда Дарвин впервые представил миру эволюционную теорию, эти сдерживающие факторы еще не были осознаны в полной мере. В отличие от физики и химии, биология не нуждается в принципах высшего порядка. Если бы вы попали на другую планету, физик, знающий ее массу и размер, мог бы предсказать точную траекторию брошенного вами мяча. С другой стороны, биолог — так было принято считать раньше — не может заранее ничего сказать о какой-либо предполагаемой внеземной форме жизни, и лишь недавно эта точка зрения была признана ошибочной. Более того, в биологии могут действовать высшие принципы и естественные законы, управляющие развитием жизненных форм, даже если мы не до конца их понимаем.

Конец ознакомительного фрагмента.

Примечания

37

Существуют различные версии этой цитаты, которые не раз повторялись в литературе, и установить изначальный источник мне не удалось. Я цитирую по книге: Diane Ackerman, A Natural History of Love (New York: Vintage Books, 1995), 260.

38

Принято считать, что именно покойный биолог Стивен Джей Гулд предложил мысленный эксперимент, в ходе которого требовалось представить, что случится, если мы отмотаем время назад и вновь посмотрим, как будет разворачиваться эволюция. Согласно Гулду, процесс эволюции был настолько сложен и столь подвержен неожиданным изменениям, что, если бы она началась заново, вероятность того, что она пришла бы в ту точку, где оказалась теперь, была бы крайне мала. По сути, Гулд предполагает, что люди почти определенно не смогли бы существовать. См. его книгу: Stephen Jay Gould. Wonderful Life: The Burgess Shale and the Nature of History (New York: W.W. Norton & Company, 1989).

39

С моей точки зрения, то, что вся жизнь произошла от одной-единственной клетки — это вовсе не данность. Установлено, что основные строительные блоки клеток (аминокислоты, полинуклеотиды) довольно легко спонтанно формируются в подходящих условиях. Это было ясно продемонстрировано в эксперименте Стэнли Миллера и при исследовании Мурчисонского метеорита. Если учесть повсеместную распространенность конвергенции даже среди внутриклеточных механизмов, возможно, что изначальных клеток было много. Вот что отмечает один ученый: «Очевидно, что вследствие особенностей своего атомного строения материя склонна, можно сказать, “предпочитает” при любой возможности соединяться в сложные структуры, которые со временем стали известны нам под названием “молекулы жизни”. Их спонтанное зарождение уже не скрыто завесой тайны; с учетом влияния естественных законов, управляющих поведением материи, появление жизни, судя по всему, видится необходимым и неизбежным. Следует немедленно отметить, что это ни в коем случае не делает весь процесс менее чудесным. Тайна до сих пор остается, ведь как иначе мы смогли бы хоть когда-нибудь объяснить, почему материя устроена так, что неминуемо создает химические условия, требуемые для возникновения жизни?» Hoimar von Ditfurth, Origins of Life: Evolution as Creation, transl. Peter Heinegg (San Francisco: Harper & Row, 1981), 46. Об эксперименте Стэнли Миллера см.: Stanley L. Miller, “A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions,” Science 117, No. 3046 (May 15, 1953), 528–529. О Мурчисонском метеорите см.: Philippe Schmitt-Kopplin, Zelimir Gabelica, Regis D. Gougeon, Agnes Fekete, Basem Kanawati, Mourad Harir, Istvan Gebefuegi, Gerhard Eckel, and Norbert Hertkorn, “High Molecular Diversity of Extraterrestrial Organic Matter in Murchison Meteorite Revealed 40 Years After Its Fall,” Proceedings of the National Academy of Sciences 107, No. 7 (February 2010): 2763–2768.

40

Ученые все чаще и чаще обнаруживают развивающиеся независимо сходства (включая генетические последовательности) даже на уровне клеточных и молекулярных процессов.

41

Здесь мне следует указать, что у птиц и летучих мышей гомологические крылья, а это означает, что их структуры имеют общее эмбриональное происхождение. Впрочем, их общий предок не использовал конечности для полета. В дальнейшем, в ходе эволюционного времени, птицы и летучие мыши независимо трансформировали свои конечности в крылья, которые позволили им летать. А вот крылья птиц и бабочек аналогичны, и это означает, что они, несмотря на сходные функции, имеют разное по существу происхождение. Общая вершина на рис. 2.2, из которой исходят линии, графически представляющие собой «линию наследования» птиц, летучих мышей и бабочек — это упрощенная и не до конца точная демонстрация, призванная лишь внести ясность. Птицы и летучие мыши эволюционно ближе друг к другу, и поэтому точка пересечения их «линий наследования» находится ближе к сегодняшнему дню.

42

Вот как говорит об этом биолог Джордж Макги: «Эволюцию… [формы тела дельфинов] никак нельзя назвать тривиальной. Лишь слово “поразительный” не меньше подходит для того, чтобы верно судить о том, как группа сухопутных животных, четвероногих и хвостатых, смогла произвести обратную эволюцию своих конечностей и хвостов в плавники, напоминающие рыбьи. Маловероятно? Невозможно? И тем не менее это случилось дважды, конвергентно у рептилий и млекопитающих — у двух групп животных, не связанных между собой тесным родством». Здесь Макги ссылается не только на тот факт, что не одни лишь морские свиньи произошли от сухопутных животных и стали похожими на акул (предки которых никогда не выходили на сушу), но и на то, что ихтиозавры (рептилии, похожие на дельфинов и жившие в эпоху динозавров), видимо, прошли тот же эволюционный путь. George McGhee, “Convergent Evolution: A Periodic Table of Life?” in The Deep Structure of Biology, ed. Simon Conway Morris (West Conshohocken, Penn.: Templeton Press, 2008), 19.

43

Simon Conway Morris, Life’s Solution: Inevitable Humans in a Lonely Universe (Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2003), 181.

44

Travis Park, Erich M. G. Fitzgerald, and Alistair R. Evans, “Ultrasonic Hearing and Echolocation in the Earliest Toothed Whales,” Biology Letters 12 (April 1, 2016), https://doi.org/10.1098/rsbl.2016.0060.

45

Conway Morris, Life’s Solution, 181.

46

Thomas E. Tomasi, “Echolocation by the Short-Tailed Shrew Blarina brevicauda,” Journal of Mammalogy 60, No. 4 (Nov. 20, 1979), 751–759.

47

Katherine J. Wu, “Spider Silk is Stronger Than Steel. It Also Assembles Itself,” New York Times, Nov. 4, 2020, https://www.nytimes.com/2020/11/04/science/spider-silk-web-self-assembly.html. Дата обращения: 22.09.2021.

48

Tara D. Sutherland, James H. Young, Sarah Weisman, Cheryl Y. Hayashi, and David J. Merritt, “Insect Silk: One Name, Many Materials,” Annual Review of Entomology 55 (Jan. 1. 2010), 171–188.

49

Steven Pinker and Paul Bloom, “Natural Language and Natural Selection,” Behavioral and Brain Sciences 13 (1990), 709–710.

50

Они известны как многощетинковые черви, или полихеты.

51

См.: Simon Conway Morris, Why Are We Here? Дата обращения: 23.09.2021, расшифровка доступна в сети по адресу: https://www. whyarewehere.tv/people/simon-conway-morris/.

52

Russell D. Fernald, “Evolving Eyes,” International Journal of Developmental Biology 48 (2004), 701–705. Более того, информация о том, что глаза развились независимо от сорока до шестидесяти пяти раз, — оценка, которая довольно часто приводится в литературе, — обычно восходит к более давней статье, которую в 1977 году написали Луитфрид фон Сальвини-Плавен и Эрнст Майр, и, вероятно, эта статья уже устарела (а это означает, что примеров конвергентной эволюции структур глаза может оказаться больше).

53

Richard Dawkins, Ancestor’s Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Evolution, (Boston and New York: Houghton Mifflin, 2004), 588.

54

Процесс фотосинтеза — серия невероятно сложных химических реакций, в ходе которых углекислый газ (под воздействием солнечного света) преобразуется в кислород и сахар. Обычный процесс называется С3-фотосинтезом. Но в ответ на изменения в окружающей среде, произошедшие за последние несколько миллионов лет, растения изобрели другой хитроумный способ — С4-фотосинтез. С3-фо-тосинтез получил свое название, поскольку первая сложная структура, сформированная в процессе, в своей основе имеет три атома углерода (фосфоглицерат). С4-фотосинтез назван так, потому что у первой структуры, возникшей в его процессе, присутствует четыре атома углерода (оксалоацетат, или щавелевоуксусная кислота). Ben P. Williams, Iain G. Johnston, Sarah Covshoff, and Julian M Hibberd, “Phenotypic Landscape Inference Reveals Multiple Evolutionary Paths to C4 Photosynthesis,” eLife (Sept. 28, 2013), https://elifesciences.org/ articles/00961. Некоторые ученые полагают, что общая эволюция фотосинтеза неизбежна в условиях, подобных тем, какие существовали на Земле. Нобелевский лауреат Джордж Уолд, рассуждая о возможности жизни на других планетах, отметил, что как только для любой жизненной формы приходит время извлекать энергию из света, излученного ближайшей звездой, «кажется вероятным, что под воздействием одних и тех же факторов… фотосинтез на Земле мог оказаться столь же неизбежным где угодно». Другими словами, если мы обнаружим жизнь на других планетах (или если бы мы, в качестве альтернативы, каким-то образом смогли вновь перезапустить эволюционный «фильм» на нашей планете), природа, возможно, развила бы те же самые пути фотосинтеза, которые мы изучали у различных растений, произрастающих на Земле. См.: George Wald, “Fitness in the Universe: Choices and Necessities,” Origins of Life 5, No. 1 (Jan. — April 1974), 13–14.

55

Выше я привожу лишь несколько примеров конвергентной эволюции. Другие ученые составили намного более пространные и всеобъемлющие перечни. Например, эволюционный биолог Саймон Конвей Моррис — вероятно, ведущий мировой эксперт по вопросам, связанным с конвергентной эволюцией, — создал сайт, на котором документируются новые примеры конвергенции. В своем перечне он приводит свыше 1500 ее примеров, начиная с защитных механизмов (например, способность к маскировке или к выделению ядовитых веществ [тетродотоксина]) и заканчивая биохимическими процессами (такими, как возникновение натриевых потенциал-зависимых ионных каналов и конвергенция нескольких биокаталитических процессов или развитие фунгицидной или гербицидной устойчивости) и процессами метаболизма (к ним относятся, к примеру, дыхание, производство гемоглобина [миоглобина] у животных или ферменты лизосом). Другие любопытные примеры — это конвергентное развитие яда и ядовитых клыков у ящериц, змей и синапсид; люциферины (группа ферментов, благодаря которым становится возможной биолюминесценция); появление плотоядных растений (их как минимум шесть); защитный механизм «натирания» (одни животные начинают пахнуть ядом других, отпугивая потенциальных хищников), который независимо развился у грызунов, ежей и тенреков; формирование млечного сока у растений и грибков; развитие иммунной системы у растений и животных; развитие прозрачных тканей. Другие любопытные примеры приведены на сайте www.mapoflife.org.

56

По крайней мере несколько ученых признали, что распространенность конвергенции ставит под угрозу нашу уверенность в целостности филогенетических деревьев, составленных эволюционистами. Более того, было бы гораздо легче и проще составить великое древо жизни, если бы конвергенции не существовало. Филогенетическое дерево развивается по мере того, как ученые осознают, что группы тех или иных организмов имеют больше общих черт, чем группы других организмов. Чем больше схожих характеристик у двух видов, тем ближе их родство. Проблема возникает, если организмы, которые приходятся друг другу дальними родственниками, развивают сходные свойства или функции. Вот что говорит об этом Саймон Конвей Моррис: «Полагаю, что тема конвергенции важна по двум главным причинам. Одна широко признается… [и] связана с филогенезом, с очевидной “зацикленностью” на двух вопросах: доверяем ли мы нашему филогенезу и тем самым устанавливаем, как шла конвергентная эволюция (как делают все) — или полагаемся на то, что наши отличительные признаки развились в ходе конвергентной эволюции (по какой угодно причине), и пытаемся определить, как проходил наш филогенез? Поскольку филогенез зависит от отличительных признаков, два вопроса неотделимы друг от друга… Даже если и так, ни один филогенез не свободен от конвергенций, и часто бывает так, что биолог верит в правдивость филогенеза, поскольку в его представлении определенные конвергенции просто слишком невероятны, чтобы оказаться правдой… За все то время, что я провел в библиотеках, меня особенно поражали прилагательные, при помощи которых описывалась конвергентная эволюция. Такие слова, как “замечательный”, “изумительный”, “необычайный” или даже “ошеломительный” или “необъяснимый”, встречаются повсеместно… частота этих определений, призванных выразить удивление, позволяет предположить, что эти сходства вызывают у нас чувство, близкое к трепету. Более того, я подозреваю, что некоторые из этих биологов чувствуют, как призрак телеологии заглядывает им через плечо». По источнику: Conway Morris, Life’s Solution, 127–128. В настоящее время с нашим пониманием генетики и генетических мутаций как движущей силы, лежащей в основе эволюционных изменений, эта схожесть в последовательностях генов может помочь нам воссоздать филогенетические деревья жизни. Проблема в том, что случаев конвергенции становится все больше в молекулярной биологии и даже в генетических последовательностях. Как утверждают Раф, Маршалл и Тёрбевилл: «С учетом трудностей, связанных с группировкой и установлением условий согласованности и конвергенции, очевидно, что результаты, полученные благодаря молекулярной филогенетике, не стоит принимать без критики и считать их точной репрезентацией степени родства между организмами». По источнику: Rudolph Raff, Charles R. Marshall, and James M. Turbeville, “Using DNA Sequences to Unravel the Cambrian Radiation of the Animal Phyla,” Annual Review of Ecology and Systematics 25 (1994), 355. См. также: Uwe-G Maier, Stefan Zauner, Christian Woehle, Kathrin Bolte, Franziska Hempel, John F. Allen, and William F. Martin, “Massively Convergent Evolution for Ribosomal Protein Gene Content in Plastic and Mitochondrial Genomes,” Genome Biology and Evolution 5, No. 12 (2013), 2318–2329. В данном случае мой тезис не в том, что эволюция не соответствует истине; напротив, огромное множество данных позволяет утверждать, что многие базовые принципы, лежащие в основе теории эволюции, неопровержимы. Но остается открытым вопрос, была ли эволюция случайной (даже на генетическом и молекулярном уровнях), и все яснее кажется, что ответом будет решительное «нет».

57

Conway Morris, Why Are We Here? Дата обращения: 23.09.2021.

58

Dawkins, Ancestor’s Tale, 592. 56 Connie Barlow, “Let There Be Sight! A Celebration of Convergent Evolution,” April 2003, http://www.thegreatstory.org/convergence.html.

59

Конвергенция наблюдается и на уровне генов. Другими словами, последовательность аминокислот, создающая тот или иной протеин (кодируемый геном), также может быть конвергентной. В некотором роде данное наблюдение пошатнуло принципы воссоздания древа жизни и прослеживания его корней в биологии. Если конвергенция генов существует (а это так), и мы все чаще убеждаемся в ее повсеместности, тогда откуда нам знать, какие существа на самом деле связаны родством и произошли от одного более древнего предка? Краткий ответ состоит в том, что мы не можем знать этого наверняка, учитывая ограниченность современной системы взглядов, на основании которой применяется научный метод.

60

R.D.K. Thomas and W. E. Reif, “The Skeleton Space: A Finite Set of Organic Designs,” Evolution 47, No. 2 (April 1993), 342.

61

Conway Morris, “The Predictability of Evolution,” 1326.

62

См.: Pascal-Antoine Christin, Daniel M. Weinreich, and Guillaume Besnard, “Causes and Evolutionary Significance of Genetic Convergence,” Trends in Genetics 26, No. 9 (Sept. 2010), 400–405. См. также: Rudolph Raff, Charles R. Marshall, and James M. Turbeville, “Using DNA Sequences to Unravel the Cambrian Radiation of the Animal Phyla,” Annual Review of Ecology and Systematics 25 (1994), 351–375.

63

Существует внушительный корпус литературы, которая принимает во внимание эту возможность и косвенно поддерживает представление о том, что мутации не были случайными (по крайней мере не все). Все больше ученых понимают, что эволюционные деревья, основанные на генетических мутациях (в молекулярной филогенетике), не согласуются друг с другом. Например, в 1997 году ученые Джеймс Браун и Форд Дулитл опубликовали обзор, в котором рассматривали эволюционные деревья более шестидесяти белков, невероятно важных для всей жизни. Было принято считать, что роль этих белков в создании жизни столь велика, что эволюция строго их бережет, поэтому они почти не меняются в различных организмах. Но, возможно, то малое изменение, которое они демонстрируют, откроет нам путь к реконструкции эволюционного дерева. Чем сильнее у двух организмов различаются молекулярные белки, тем дальше были эти организмы друг от друга на древе жизни. Напротив, чем больше у двух организмов сходных белков, тем ближе друг к другу они располагались на этом древе. Браун и Дулитл построили отдельное древо жизни для каждого из этих шестидесяти шести важнейших белков. Удивительным было то, что деревья в итоге не совпали. Было очень много несоответствий, и ветви деревьев были раскиданы в самых разных местах. (См.: James R. Brown and W. Ford Doolittle, “Archae and the Prokaryote-to-Eukaryote Transition,” Microbiology and Molecular Biology Reviews 61, No. 4 (1997), 456–502.) Стандартное объяснение этих данных (которое пытается сохранить предпосылку, что мутации были случайны) — это феномен, известный как горизонтальный перенос генов. Он происходит, когда генетическая информация (то есть ДНК) не переносится вертикально (другими словами, посредством наследования), а уходит «в сторону» и передается организму-непотомку. Горизонтальный перенос генов — это реально наблюдаемое явление среди таких одноклеточных организмов, как бактерии. Но лично я склонен считать, что эта попытка злоупотребляет доверчивостью, потому что внушает мысль о том, что горизонтальный перенос генов виновен в любом явном генетическом родстве между крупными многоклеточными организмами, такими как мы сами (во что приходится верить, если считать мутации случайностью). Есть замечательная книга, в которой объясняется принцип горизонтального переноса генов и говорится о том, как поразительно он распространен, согласно нынешним воззрениям (это схоже с феноменом эволюционной конвергенции), см.: David Quammen, The Tangled Tree: A Radical New History of Life (New York: Simon & Schuster, 2018).

64

Richard Dawkins, Climbing Mount Improbable (New York and London: W.W. Norton & Company, 1996), 70.

65

Ученые не всегда согласны в том, какие из этих причин наиболее важны, но на самом деле во многих случаях, вероятно, имеет место сочетание обоих вариантов.

66

Dawkins, Climbing Mount Improbable.

67

Эта аналогия Музея всех возможных раковин также заимствована из источника: Dawkins, Climbing Mount Improbable.

68

David M. Raup, “Geometric Analysis of Shell Coiling: General Problems,” Journal of Paleontology 40, No. 5 (Sept. 1966), 1178–1190.

69

Рауп использует термины T (преобразование), W (степень расширения) и D (расстояние от оси); Ричард Докинз — термины расширение, червячность и конусность. Я полагаю, что термины размер, спирализация и удлинение, взятые из объяснения этого феномена, которое дал Николас Христакис, позволяют гораздо яснее представить, о чем идет речь. См.: Christakis, Blueprint: Evolutionary Origins of a Good Society (New York: Little, Brown Spark, 2019), 113–114. См. также: Dawkins, Climbing Mount Improbable, 184–189.

70

Важно отметить, что рудиментарное множество из семи переменных, разработанное Томасом и Райфом, описывает лишь общую форму скелетных структур. Оно ничего не говорит о сложных деталях скелетных форм. В теории, если учесть все теоретические геометрические возможности, количество детализированных скелетных форм практически бесконечно. См.: Thomas and Reif, “The Skeleton Space,” 341–356.

71

Thomas and Reif, “The Skeleton Space,” 342.

72

Dawkins, Climbing Mount Improbable, 66. 70 Fred Hoyle, “The Universe: Past and Present Reflections,” Engineering and Science (Nov. 1981), 12. Идеи насчет урагана и Вселенной, полной слепцов, принадлежат Фреду Хойлу: Fred Hoyle, The Intelligent Universe (New York: Holt, Rinehart, and Winston, 1983).

73

Как известно, Хойл презирал организованную религию. Интересно, что с неприятием он относился и к теории Большого взрыва (хотя сам нарек ее этим симпатичным именем), поскольку она, по его мнению, подразумевает божественное происхождение Вселенной.

74

В другой раз Хойл сказал, что вероятность возникновения столь сложной жизни, какую можно наблюдать на Земле, близка к вероятности, что в результате урагана, пронесшегося по свалке металлолома, возникнет самолет, или что 2000 слепых людей одновременно соберут кубик Рубика. Я вновь соглашаюсь с Хойлом в том, что эволюция — не результат действия «слепых сил природы». Другими словами, она не была случайной. Ее ограничивали и сдерживали естественные законы и высшие принципы.

75

Albert Szent-Gyorgyi, “What is Life?” In Biology Today (Del Mar, Calif.: CRM Books, 1972), xxix–xxxi.

76

См.: Dawkins, Climbing Mount Improbable.