Готовый перевод Climbing Mount Improbable / Поднимаясь на пик невероятного: CHAPTER 3 The Message from the Mountain. \ ГЛАВА 3 Сообщение с горы.

ГЛАВА 3
Сообщение с горы.

Гора Невероятности вздымается над равниной, устремляя свои пики на головокружительную высоту в разреженное небо.

На возвышающиеся отвесные утёсы Горы Невероятности, кажется, никогда не взобраться.

Крошечные как насекомые, упрямые альпинисты ползают и карабкаются у подножия, безнадёжно взирая на абсолютно недосягаемые высоты.

Они качают своими маленькими озадаченными головами и объявляют нависшую вершину вечно неприступной.

Наши альпинисты слишком амбициозны.

Они так поглощены драматическим зрелищем отвесных скал, что даже не думают посмотреть вокруг с другой стороны горы.

Там они бы обнаружили не вертикальные скалы и гулкие каньоны, а плавно спускающиеся зелёные луга, снижающиеся легко и равномерно, уходящие к дальним плоскогорьям.

Время от времени постепенный подъём перемежается небольшими каменистыми утёсами, но обычно можно найти обходной путь, не слишком крутой для здорового человека, гуляющего по холмам в прочной обуви и располагающего свободным временем.

Абсолютная высота пика не имеет значения, если вы не пытаетесь одолеть его одним махом.

Найдите умеренно наклонную тропу и, если вы не ограничены временем, подъём окажется ровно настолько труден, насколько труден очередной шаг.

История о Горе Невероятности, разумеется, аллегория.

Мы выясним её смысл в этой и последующих главах.

Ниже отрывок из письма, которое было опубликовано в лондонской газете "The Times" несколько лет назад.

Автор, чьё имя я утаил, чтобы никого не смущать, физик, так высоко ценимый своими коллегами, что был избран "Членом Королевского общества", наиболее выдающегося британского учёного сообщества.

«Сэр, я один из тех учёных-физиков ... кто сомневается в Дарвиновской теории эволюции.

Мои сомнения возникают не из-за каких-либо религиозных мотивов и не из желания подлить масла в огонь какой-либо противоборствующей стороне, но просто из-за того, что я считаю дарвинизм научно несостоятельным...

У нас нет выбора, кроме как принять эволюцию — все ископаемые свидетельства указывают на неё.

Спор идёт только из-за причины.

Дарвин утверждает, что причиной была случайность: по мере того, как поколение следовало за поколением, могли быть небольшие случайные вариации. Те, которые давали некоторое преимущество, сохранялись, а те, которые нет, исчезали.

Таким образом, живые существа постепенно становились лучше, например, повышались способности добычи еды или уничтожения врагов.

Этот процесс Дарвин назвал естественным отбором.

Как физик, я не могу это принять.

Для меня кажется невероятным, чтобы случайные отклонения произвели такую замечательную машину, как человеческое тело.

Возьмите только один пример — глаз.

Дарвин признал, что это ставит его в тупик — он не видел пути, как глаз мог эволюционировать из простого светочувствительного органа ...

Лично я не вижу другой альтернативы, кроме гипотезы, что живая материя была спроектирована.

Стандартная наука не может объяснить ни происхождения жизни, ни удивительной чреды смены живых существ, сформированной на протяжении тысяч миллионов лет существования нашей планеты.

Но кто же был Дизайнером?

Искренне ваш, ...»

Автор очень старался дать нам понять, причём дважды, что он физик, что придаёт его взглядам особый вес.

Другой учёный естественных наук, профессор химии из Государственного Университета Сан-Хосе, Калифорния, ворвался в биологию с публикацией под названием "Смирнский инжир требует Бога для своего производства".

Он описывает поразительную сложность отношений между инжиром и его осиными опылителями, и приходит к следующему заключению: "Молодая оса лежит в каприфиге в спячке всю зиму, и выбирается точно вовремя, чтобы отложить свои яйца в летний урожай инжира, что необходимо, чтобы опылить плоды.

Это всё требует точной синхронности, что означает, этим управляет Бог"! (Восклицательный знак мой.)

"Мысль о том, что вся эта точная схема стала результатом эволюционной случайности, просто нелепость.

Без Бога ничего подобного смирнскому инжиру не могло бы существовать...

Эволюционисты притворяются, что вещи возникают случайно, без предопределённой цели или полностью продуманного плана."

Один из наиболее известных британских ученых физиков, сэр Фред Хойл (кстати автор "Черного Облака", который, вероятно, является одним из лучших, когда-либо написанных, научно-фантастических романов), часто выражает подобное мнение относительно больших молекул, таких как ферменты, присущая 'невероятность' которых — то есть вероятность того, что они могли спонтанно возникнуть случайно - легче вычислить, чем такую вероятность возникновения глаза или инжира.

Ферменты работают в клетках скорее как многочисленные станки для массового производства молекул.

Их эффективность зависит от их трехмерной формы, их форма зависит от скручивания, а их скручивание зависит от последовательности аминокислот, соединенных в цепочки и формирующих их.

Как раз эта последовательность непосредственно контролируются генами, и она действительно важна.

Могла ли она возникнуть случайно?

Хойл говорит нет, и он прав.

Существует определенное количество доступных аминокислот, двадцать.

Типичный фермент - это цепочка в несколько сотен звеньев, набранных из этих двадцати.

Элементарный расчет показывает, что вероятность того, что любая конкретная последовательность, скажем в 100, аминокислот спонтанно сформируется, составляет один к 20 × 20 × 20... 100 раз, или 1 к 20 в 100 степени.

Это невообразимо большое число, гораздо большее, чем число элементарных частиц во всей вселенной.

Сэр Фред, сдавая назад (излишне, как мы увидим), чтобы быть справедливым к тем, кого он рассматривает как своих дарвинистских оппонентов, великодушно сокращает шансы 1 к 10 в 20 степени.

Безусловно, более скромное число, но все еще с ужасно низкой вероятностью.

Его соавтор и коллега астрофизик, профессор Чандра Викрамасингх, цитирует его слова о том, что «случайное», спонтанное образование рабочего фермента - это как если ураган, пронесшийся через свалку, удачно спонтанно собрал бы Боинг 747.

В чем промах Хойла и Викрамасингха, так это в том, что дарвинизм не является теорией случайной удачи.

Это - теория случайной мутации плюс неслучайного кумулятивного естественного отбора.

Интересно, почему даже искушенным ученым так трудно понять эту простую мысль?

Сам Дарвин вынужден был спорить с более ранним поколением физиков, выкрикивающих "случайность" как предполагаемый фатальный недостаток в его теории.

Уильям Томсон, лорд Кельвин, был, возможно, самым великим физиком своего времени и самым выдающимся научным оппонентом Дарвина.

Среди своих многочисленных достижений он рассчитал возраст Земли на основе скорости охлаждения, при условии, что она когда-то была частью "пламени" Солнца.

Он пришел к выводу, что Земле несколько десятков миллионов лет.

Современные оценки поднимают ее возраст до миллиардов лет.

Нельзя считать позором для лорда Кельвина то, что его оценка давала величину всего в одну сотую от правильного ответа.

В его время методы датирования, использующие радиоактивный распад, не были доступны, а ядерный синтез, истинный 'огонь' Солнца, был неизвестен, поэтому его расчет охлаждения был обречен с самого начала.

Менее простительно его отвержение ‘как физика’ биологических доказательств Дарвина: Земля не достаточно стара; было недостаточно времени для дарвиновского процесса эволюции, чтобы достичь результатов, которые мы видим вокруг; доказательства биологии должны быть, вероятно, просто ошибочными, будучи побиты превосходящими доказательствами физики.

Дарвин мог бы с тем же успехом возразить (он этого не сделал), что биологичские свидетельства ясно указывают на эволюцию, следовательно должно было быть время, чтобы эволюция произошла, и следовательно свидетельства физиков, видимо, ошибочны.

Возвращаясь к вопросу о случайности, лорд Кельвин использовал влиятельную трибуну своего Президентского обращения к Британской ассоциации, чтобы процитировать, с его согласия, слова другого выдающегося физика, сэра Джона Гершеля, который также, между прочим, именовал дарвинизм "законом полного беспорядка":
"Мы не можем согласиться с принципом произвольных и случайных вариаций и естественного отбора как с удовлетворительным объяснением, по сути, прошлого и нынешнего органического мира, не больше, чем признать лапутанский метод сочинять книги (в крайней форме) достаточным для объяснения Шекспира и "Начал" Ньютона.

Гершель намекал на Путешествия Гулливера, в котором Свифт насмехался над Лапутанским методом написания книг, комбинируя слова наугад.

Гершель и Кельвин, Хойл и Викрамасингх, анонимно цитируемые мною ученые-физики и любая из брошюр Свидетелей Иеговы, все делают ошибку, рассматривая дарвиновский естественный отбор, как если бы он был равносилен лапутианскому писательству.

По сей день, среди тех, кто по-хорошему должен был бы кое-что понимать, дарвинизм зачастую рассматривается как теория «случайности».

Очевидно до треска, скрипа и хруста что, будь дарвинизм действительно теорией случайности, он не мог бы работать.

Вам не нужно быть математиком или физиком, чтобы подсчитать, что потребуется ждать до бесконечности, чтобы самостоятельно по чистой беспорядочной случайности собрались глаз или молекула гемоглобина.

Вовсе не являясь трудностью для дарвинизма, астрономическое неправдоподобие глаз и коленей, ферментов и локтевых суставов и других чудес живого - это, на самом деле, именно та задача, которую необходимо решить любой теории живого, и которую один только дарвинизм и решает.

Он решает ее, разбив невероятность на небольшие, посильные части, размывая требующуюся удачу, обходя Гору Невероятности сзади и проползая вверх пологими склонами дюйм за дюймом, в миллионы лет каждый.

Только Бог пытался бы решить безумную задачу запрыгнуть на отвесный утёс одним махом.

И если мы постулируем его как нашего космического дизайнера, мы остались в том же положении, с которого начали.

Любой дизайнер, способный к строительству великолепного множества живых существ, должен был бы быть умным и сложным вне всякого воображения.

И сложный - просто другое слово для невероятного, и поэтому требует объяснения.

Богослов, который ответил, что его бог возвышенно прост (не очень), аккуратно уклонился от вопроса, поскольку достаточно простой бог, безотносительно других имеющихся достоинств, был бы слишком простым, чтобы быть способным к проектированию вселенной (не говоря уже о прощении грехов, ответах на молитвы, благословении браков, превращений с вином и множестве других достижений, ожидаемых от него).

Сразу и то и то не получится.

Либо ваш бог способен проектировать мир и делать все другие богоподобные вещи, и в этом случае он нуждается в собственном объяснении.

Или он не таков, и в этом случае он не может являться объяснением.

Бог должен видеться Фреду Хойлу Боингом-747, доведенным до крайности.

Высота Горы Невероятности символизирует комбинацию совершенства и невероятности, которая воплощена в глазах и молекулах ферментов (и богах, способных их спроектировать).

Сказать, что такой объект как глаз или белковая молекула невероятны, означает кое-что весьма конкретное.

Такой объекты составлен из большого количества частей, упорядоченных очень особым образом.

Число возможных способов, которым эти части могли бы быть упорядочены, чрезвычайно велико.

В случае белковой молекулы мы можем действительно вычислить это большое число.

Айзек Азимов вычислил его для конкретного белка — гемоглобина, и назвал это "Гемоглобиновое число".

В нём 190 нулей.

Это число способов перестановок частей гемоглобина, при которых в результате получается не гемоглобин.

В случае с глазом мы не можем провести эквивалентные вычисления, если не введем множество допущений, но мы интуитивно видим, что оно станет ещё одним ошеломительно огромным числом.

Действительная, наблюдаемая компоновка частей невероятна в том смысле, что эта компоновка единственная из триллионов возможных компоновок.

Далее, ретроспективно, в одном неинтересном смысле любая конкретная комбинация частей так же невероятна, как любая другая.

Даже свалка металлолома так же невероятна, ретроспективно, как и боинг 747, поскольку её части могли бы быть свалены огромным числом способов.

Но проблема в том, что в большинстве этих способов она бы осталась свалкой металлолома.

Вот где вступает в игру идея качества.

Бесчисленное множество комбинаций частей на свалке боингов не могло бы летать.

Ничтожное меньшинство могло бы.

Среди всех триллионов возможных сочетаний частей глаза, только крошечное меньшинство могло бы видеть.

Человеческий глаз формирует резкое, чёткое изображение на сетчатке, скорректированное с учётом сферической и хроматической аберрации; автоматически уменьшает или увеличивает диафрагму радужной оболочки, чтобы сохранить внутреннюю интенсивность света сравнительно постоянной в связи с широкими флуктуациями в интенсивности внешнего освещения; автоматически изменяет фокусное расстояние линзы в зависимости от расстояния до рассматриваемого объекта;вычисляет цвет путём сравнения уровня возбуждения трёх различных видов светочувствительных клеток.

Почти любые случайные перестановки частей глаза нарушили бы решение любой из этих деликатных и трудных задач.

Есть что-то очень особенное в этом конкретном сочетании, которое существует.

Каждое конкретное сочетание так же невероятно, как любое другое.

Но из всех конкретных сочетаний, бесполезные подавляюще превосходят численностью полезные.

Полезные устройства невероятны и нуждаются в особом объяснении.

Рональд Фишер, великий математический генетик и основатель современной статистической науки, выразил это в 1930 году в своем обычном дотошном стиле (я никогда не встречал его, но можно почти услышать его привередливо правильную диктовку своей многострадальной жене):

Организм рассматривается адаптированным к конкретной ситуации, или ко всей совокупности ситуаций, которые составляют его среду, и только настолько, насколько мы можем представить набор немного различающихся ситуаций, составляющих его окружающую среду, к которой животное было бы в целом менее хорошо приспособлено;

и в равной мере только настолько, насколько мы можем представить себе наборы слегка различных органических форм, которые были бы менее хорошо адаптированы к этой среде.

Глаза, уши и сердца, крыло стервятника, паутина паука, все они производят на нас впечатление своим очевидным совершенством проработки, независимо от того, где мы их видим: нам не нужно, чтобы они были представлены нам в их естественной среде обитания, чтобы увидеть, что они хороши для некоторых целей, и что, если бы их части были перестроены или изменились почти любым способом, они были бы хуже.

У них есть "невероятное совершенство", написанное повсюду в них.

Инженер может признать их вещью такого рода, которую бы он спроектировал, если бы был призван решить конкретную проблему.

Это другой способ сказать, что возникновение объектов, таких как эти, нельзя объяснить случайностью.

Как мы видели, ссылаться на одну только случайность в качестве объяснения - все равно что запрыгнуть с подножья на вершину крутого склона Горы Невероятного одним прыжком.

Но что же соответствует постепенному дюйм-за-дюймом подъему по поросшим травой склонам обратной стороны горы?

Это неспешное, кумулятивное, пошаговое, неслучайное выживание случайных вариантов, которое Дарвин назвал естественным отбором.

Метафора Горы Невероятного наглядно демонстрирует ошибку скептиков, цитируемую в начале этой главы.

Их ошибка в том, что их глаза оставались прикованными к отвесному обрыву и его впечатляющей высоте.

Они полагают, что этот отвесный склон был единственным путем к вершине, на которой громоздятся глаза, белковые молекулы и другие в высшей степени невероятные структуры тела.

Великим достижением Дарвина было открытие пологого уклона, вьющегося по другой стороне горы.

Но был ли это один из тех редких случаев, когда действительно правда, что нет дыма без огня?

Многие неправильно понимают дарвинизм как теорию чистой случайности.

Должно быть, он сделал что-то, чтобы спровоцировать такие выдумки?

Что ж, да, за этой ошибочной молвой кое-что есть, слабенькое основание для искажения.

Один этап в дарвиновском процессе — это действительно случайный процесс, мутация.

Мутация является процессом, благодаря которому новая генетическая вариация предлагается для естественного отбора, и она обычно описывается как случайная.

Но дарвинисты поднимают шумиху вокруг "случайности" мутаций только в порядке противопоставления её неслучайности отбора, другой стороны этого процесса.

Мутация не обязательно должна быть случайной, чтобы работал естественный отбор.

Отбор может все еще выполнять свою работу, независимо от того, является ли мутация направленной или нет.

Подчеркивание того, что мутация может быть случайной — это наш способ обратить внимание критиков на тот факт, что, в отличие от нее, отбор по своей сути - совершенно не случайный процесс.

По иронии, такое подчеркивание различия между мутацией и неслучайностью отбора заставляет людей думать, что вся теория является теорией случайности.

Даже мутации, на самом деле, неслучайны в некоторых смыслах, хотя эти смыслы не имеют отношения к нашему обсуждению, потому что они конструктивно не способствуют невероятному усовершенствованию организмов.

Например, мутации имеют широко распространенные физические причины, и в этом отношении они не случайны.

Причины, по которым операторы рентгеновских аппаратов отступают на шаг, прежде чем нажать на пуск, или носят свинцовые передники, в том, что рентгеновские лучи вызывают мутации.

Мутации также вероятнее возникают в одних генах, чем в других.

Есть "горячие точки" на хромосомах, где частота мутаций заметно выше, чем обычно.

Это неслучайность другого рода.

Могут происходить мутации в сторону исходного состояния ("обратные мутации").

Для большинства генов мутации в любом направлении одинаково вероятны.

Для некоторых мутация в одном направлении происходит чаще, чем обратная мутация, в обратном направлении.

Это приводит к возникновению так называемого "мутационного давления" — тенденции эволюционировать в определенном направлении, независимо от отбора.

Это еще один смысл, в котором мутация может быть описана как неслучайная.

Заметьте, что мутационное давление не ведет систематически в направлении усовершенствования.

Как не ведут и рентгеновские лучи.

Совсем наоборот: подавляющее большинство мутаций, чем бы они ни были вызваны, случайны в отношении свойств, а это значит, что они обычно вредны, поскольку есть больше способов стать хуже, чем способов стать лучше.

Можно умозрительно представить себе мир, в котором мутации смещены в сторону усовершенствования.

Мутации в этом гипотетическом мире были бы неслучайны не просто в том смысле, в котором неслучайны мутации, вызванные рентгеновскими лучами: эти гипотетические мутации были бы систематически смещены так, чтобы быть на шаг впереди отбора и предвосхищать нужды организма.

Но эта такой род неслучайности, который вопреки многочисленным желаниям теоретиков, на самом деле почти наверняка не имеет под собой оснований: мутации, предвидящие нужды организма, систематически не более вероятны, и не ясно, как такое предвидение могло бы работать.

Что могло бы означать предвидение?

Предположим, ужасный ледниковый период наступает в регионе с ранее мягким климатом, и местные олени погибают в своей легкой шерсти.

Большинство особей все равно умрут, но вид выживет, только если у него моментально не эволюционирует густая шерсть, как у мускусного быка.

В принципе, можно представить себе механизм, настроенный включать желательные мутации, если и когда они нужны.

Мы знаем, что рентгеновские лучи увеличивают общую скорость мутаций, без разбора делая покров более тонким или более густым.

Что, если сильный холод мог бы каким-то образом увеличить частоту мутаций только в одном направлении, к более густому покрову?

И, симметрично, что, если сильная жара могла бы вызвать мутации в другом направлении, к более тонкому покрову?

Дарвинисты не возражали бы, если бы такие чудесные мутации были обеспечены.

Это не подорвало бы дарвинизм, хотя положило бы конец его претензиям на исключительность: попутный ветер на трансатлантическом перелете может ускорить ваше прибытие приятным образом, и это не подрывает вашу уверенность, что основная сила, которая доставила вас домой, — это реактивный двигатель.

Но дарвинисты по-настоящему были бы сильно удивлены (а также заинтригованы), если бы какой-нибудь такой благотворный мутационный механизм был бы обнаружен, по трем причинам.

Во-первых, несмотря на энергичные поиски, такой механизм до сих пор не обнаружен (по крайней мере у животных и растений: есть совершенно особый, и в целом не относящееся к делу, возможный пример у бактерий, и даже у тех это все еще спорно).

Во-вторых, не существует теории, которая смогла бы объяснить, каким образом тело может «знать», какой вид мутации вызвать.

Я полагаю, можно было бы представить, что, если десятки циклов ледникового периода простирались назад на миллионы лет, образуя своего рода ‘опыт поколений’, некий еще ​​не открытый вид естественного отбора высшего порядка мог встроить свойство мутировать в правильном направлении при первых признаках очередного ледникового периода.

Но я повторяю, что нет никаких свидетельств такого эффекта и, более того, ни одна существующая теория не может с этим справиться.

Третье - и это возвращение к моему предыдущему тезису - некоторые дарвинисты, включая меня, считают предложенный механизм направленной мутации неизящно избыточным.

Это в основном эстетическая реакция, которую нельзя поэтому рассматривать как главенствующую.

Но если мы действительно без симпатии реагируем на предположения о направленной мутации, то потому, что такие предположения часто делаются людьми, которые по ошибке считают, что такая теория необходима: которые не понимает, что отбор, достаточно силен сам по себе, чтобы выполнить работу, даже если мутация случайна.

Один из способов дать наглядное представление о достаточности неслучайного отбора состоит в том, чтобы подчеркнуть, что теория позволяет мутации быть случайной.

Но, как я уже говорил, для теории не критично, чтобы мутации были случайными, и это, безусловно, не служит оправданием, когда кистью случайности замазывают дегтем всю теорию.

Мутация может быть случайной, но отбор, безусловно, нет.

Прежде чем мы оставим нашего оленя во все усиливающемся холоде, есть один вариант теории предвидящей мутации, который мог прийти вам в голову, когда вы читали последних три абзаца.

Допустим тяжело понять, как тело может "знать", что холодная погода требует мутацию в направлении густой шерсти, а жаркая погода - мутацию в обратном направлении.

Но немного легче представить, что частота мутаций могла бы быть запрограммирована, чтобы резко возрастать, во всех подряд направлениях, в продолжение времени, когда становится туго.

Интуитивное разумное объяснение могло бы быть, к примеру, таким.

Новый кризис, такой как ледниковый период или период сильной жары, тело испытывает в виде стресса.

Сильный стресс, будь то от холода, жары, засухи или некой другой причины, указывает мне, что что-то не так с оснащенностью моего тела для нынешних условий.

Для меня может быть слишком поздно, но, вероятно, можно было бы улучшить жизнь некоторых моих детей, если бы в моих половых органах бесконтрольно мутировали гены, во всевозможных случайных направлениях.

Каким бы ни был экологический кризис (холод, жара, засуха, наводнение), те из моих мутировавших детей, которые содержат мутации в неверном направлении (вероятно, большинство), погибнут.

Но они погибли бы так или иначе, если кризис достаточно суров.

Вероятно, производя на свет выводок мутантных урудцев и монстров, животное увеличивает свои шансы произвести одного детеныша, который справился бы с новым кризисом лучше, чем оно само.

Действительно, есть гены, эффект которых - управление частотой мутаций в других генах.

Теоретически можно согласиться, что стресс мог бы запускать эти "гены-мутаторы", и такой тенденции мог бы благоприятствовать какой-нибудь высокоуровневый естественный отбор.

Но увы, оказалось, что эта теория подтверждается не больше, чем предыдущая теория мутации в полезном направлении.

Во-первых, в ее пользу нет никаких свидетельств.

Что еще хуже, есть глубокие теоретические трудности при любом взгляде, включающем увеличенную частоту мутаций, чтобы ей благоприятствовал естественный отбор.

Эта линия рассуждений общая и она приводит к заключению, что гены-мутаторы всегда будут иметь тенденцию исчезать из популяции, и это будет относиться и к нашим гипотетическим животным, подвергающимся стрессу.

Вкратце, общая форма рассуждения здесь следующая.

Любое животное, успешно достигшее детородного возраста, уже должно быть достаточно хорошим.

Если вы начнете с чего-то достаточно хорошего и измените его случайным образом, есть большая вероятность, что вы сделаете его хуже.

И в самом деле, значительное большинство мутаций действительно вредят.

Верно, что небольшое меньшинство мутаций направлены на улучшение - именно поэтому, в конечном итоге, эволюция с помощью етсественного отбора вообще возможна.

Также верно, что ген-мутатор, увеличивая общую частоту мутаций, может помочь своему владельцу родиться с ценной редкостью, мутацией, которая является улучшением.

Когда это случается, данная конкретная копия этого самого гена-мутатора будет временно процветать, поскольку она будет в теле с улучшающей мутацией, которое та помогла создать.

Вы могли бы подумать, что это представляет собой положительный естественный отбор, благоприятствующий гену-мутатору, и таким образом, частота мутаций должна возрастать.

Увы, обратите внимание на продолжение.

В будущих поколениях половое размножение произведёт свои перетасовки, перестановки и рекомбинации генов, совместно проживающих в индивидуальных телах.

По мере смены поколений, нет ничего такого, что помешало бы отцеплению гена-мутатора от хорошего гена, который он создал: некоторые индивиды родятся только с полезным геном, а другие — только с геном-мутатором.

Полезный ген сам по себе будет продолжать вознаграждаться естественным отбором и может более-менее распространиться в будущих популяциях.

Но несчастный ген-мутатор, который его создал, будет отброшен из-за перестановок, возникающих при половом размножении.

Как и для любого другого гена, судьба гена-мутатора в долгосрочной перспективе зависит от средних эффектов, усреднённых по всем различным телам, в которых он оказывается на протяжении длительного срока.

Средние эффекты полезного гена, который создал ген-мутатор, хороши, и он будет выживать во всё большем числе тел популяции.

Но средние эффекты самого гена-мутатора, вредны, и, несмотря на случающиеся время от времени вспышки преимуществ, в среднем гену-мутатору суждено быть наказанным естественным отбором.

Большинство тел, в которых он окажется, станут уродами или умрут.

Этот аргумент против возможности гена-мутатора положительно отбираться основан на предположении, что размножение половое.

Если размножение бесполое, то шаг «тасования» в аргументе отсутствует.

Естественным отбор может благоприятствовать генам-мутаторам долговременно, потому что, когда нет полового процесса, они не отделяются от изредка возникающих хороших генов, которые они создают, и могут путешествовать "автостопом" из поколения в поколение на спинах хороших генов.

Когда размножение бесполое, новая хорошая мутация начнет новый клон процветающих индивидов.

Новая плохая мутация быстро исчезнет, и утянет с собой свой уродливый субклон.

Если полезная мутация будет достаточно хороша, то клон продолжит процветать, и все гены в нем будут в выигрыше — даже плохие.

Плохие гены процветают, потому что, несмотря на их вредные воздействия, среднее качество генов в клоне положительно.

И среди этих процветающих генов, уцепившихся за хвост, будет ген-мутатор, ответственный за первоначальное создание хорошей мутации.

Что касается хорошей мутации, то она будет "желать" возможности избавиться от мертвого груза плохих генов, и мутатор, который ее создал не является исключением.

Хорошая мутация, если бы она могла думать, тосковала бы по некоторому хорошему, очистительному половому размножению.

Если бы только мои тела могли заниматься каким-либо сексом, сказала бы она, я могла бы избавиться от этой толпы неприятных автостопщиков.

Меня бы оценивали только за мои достоинства.

Некоторые тела, в которых я окажусь, будут плохи, другие хороши, но в среднем я имела бы возможность извлекать выгоду из своих собственных хороших эффектов.

У плохих генов, с другой стороны, нет 'желания' полового размножения: они находятся в благоприятной среде.

Если бы им пришлось действовать в одиночку в той генетической схватке, где каждый за себя, которой явялется половое размножение, они бы скоро исчезли.

Этот аргумент сам по себе не объясняет почему существует само половое размножение, хотя он может быть основой для такого объяснения.

Сказать, хорошие гены могут выиграть от существования полового процесса, тогда как плохие гены могут выигрывать от его отсутствия, это не то же самое, что объясненить, почему вообще существует половое размножение.

Есть много теорий, почему существует половое размножение, и ни одна из них не является безусловно убедительной.

Одно из первых предположений, "храповик Мюллера" - более строгая версия этой теории, которую я неофициально выражал в форме "желаний" хороших и плохих генов.

Мое обсуждение генов-мутаторов может выглядеть как дополнительный толчок к теории храповика Мюллера.

Бесполое размножение не просто допускает, чтобы плохие гены накапливались в популяции.

Оно оказывает активную поддержку генам-мутаторам.

Этим оно, видимо, форсирует вымирание бесполых клонов или, другими словами, ускоряет действие храповика Мюллера.

Но вся проблема полового размножения и почему оно существует, храповика Мюллера и всего остального - это другая история, которую не просто рассказать.

Может быть, когда-нибудь я наберусь смелости, чтобы заняться им вплотную, и напишу целую книгу об эволюции полового размножения.

Но это было отступление.

Итог таков: где есть половое размножение, явление мутации штрафуется естественным отбором, даже если отдельным мутациям (малой их части) может иногда благоприятствовать естественный отбор.

Это верно даже в обстановке стресса, когда вы можете привести на первый взгляд правдоподобные доводы в пользу увеличения частоты мутаций.

Склонность к мутациям всегда вредна, даже если отдельные мутации иногда, изредка, приносят пользу.

Лучше, хоть это и немного парадоксально, представлять себе естественный отбор как благоприятствующий нулевой частоте мутаций.

К счастью для нас, и для продолжения эволюции, эта генетическая нирвана никогда полностью не достигается.

Естественный отбор, второй этап в дарвиновском процессе - неслучайная сила, толкающая в направлении улучшения.

Мутация, первый этап процесса, случайна, в том смысле, что не толкает в направлении улучшения.

Отсюда следует, что все улучшения изначально — результат случайной удачи, из-за чего люди ошибочно считают дарвинизм теорией случайности, слепого шанса.

Но они заблуждаются.

Убеждение, что естественный отбор благоприятсвует нулевой частоте мутаций, и что мутации ненаправляемы, не исключает интригующей возможности, которую я назвал "эволюцией способности эволюционировать" и защищал в очерке под таким названием.

Я объясню новую версию этой идеи - калейдоскопической эмбриологии - в Главе 7.

А пока, давайте вернемся к самому естественному отбору, второй половине дарвиновской пары.

Хотя мутация допускает случайность, и в одном важном смысле, несомненно, всегда случайна, вся суть естественного отбора в том, что он не случаен.

Из всех волков, которые могли бы выжить, неслучайная выборка - наиболее быстроногие, с самым коварным умом, самыми острыми чувствами и зубами - это те, которые выживают и передают дальше свои гены.

Поэтому гены, которые мы видим в настоящее время - это копии неслучайной выборки генов, существовавших в прошлом. Каждое поколение является генетическим ситом.

Гены, которые все еще существуют после миллионов поколений просеивания, обладают способностью проходить через сита.

Они приняли участие в эмбриональном строительстве миллионов тел, не потерпев ни одной неудачи.

Каждое из этих миллионов тел выжило до взрослого возраста.

Ни одно из них не было слишком непривлекательным, чтобы найти себе партнера - непривлекательным означает что-угодно, что кажется непривлекательным потенциальному партнеру данного вида.

Все они без исключения доказали свою способность выносить или родить по крайней мере одного детеныша.

Сито требовательно.

Гены, которые проникают в будущее - не случайная выборка, они элитные.

Они пережили ледниковые периоды и засухи, эпидемии и хищников, снижение и рост популяции.

Они пережили изменения климата не просто в традиционном смысле дождей, ледников и засух.

Они пережили изменения климата компании генов, поскольку участь гена там, где есть половое размножение - это менять партнеров в каждом поколении; выжившие гены - это те, что процветают, когда сталкиваются со сменяющими друг друга выборками генов всего вида, а это значит, с другими генами, которые хороши в сотрудничестве с остальными генами вида.

Главная деталь климата, в котором выжил ген - это другие гены вида: его компаньоны в "Реке из Рая", текущей сквозь последовательные тела через поколения.

Мы можем представить себе разные виды, когда они раскалываются в ветвлениях реки, как отдельные микроклиматы, в которых приходится выживать различным наборам генов.

Для простоты мы говорим о мутации как о первом этапе дарвиновского процесса, а о естественном отборе - как о втором этапе.

Но это вводит в заблуждение, если предполагает, что естественный отбор находится поблизости, ожидая мутацию, которую затем либо отвергает, либо подхватывает, и начинает ждать снова.

Нечто подобное могло бы иметь место: естественный отбор подобного рода, вероятно, работал бы, и, может быть, действительно работает где-то во Вселенной.

Но вообще-то на нашей планете это обычно не так.

Фактически есть большой пул вариаций, первично подпитываемый горсткой мутаций, но, важно отметить, перетряхиваемый и перемешиваемый в большие вариации половым размножением.

Вариации первично появляются из-за мутаций, но мутация может быть довольно старой к тому моменту, когда естественный отбор доберется, чтобы ее обработать.

Например, мой оксфордский коллега, покойный Бернард Кеттлуэлл, как известно, исследовал эволюцию темных, почти черных мотыльков у видов, которые прежде были светлоокрашенными.

У вида, который он изучал особо, Biston betularia, темные особи обычно немного выносливее, чем светлые, но в незагрязненных сельских районах они редки, поскольку заметны для птиц и быстро вылавливаются.

В промышленных районах, где стволы деревьев сделались черными от загрязнения, они менее заметны, чем светлоокрашенные формы, и поэтому их поедают с меньшей вероятностью.

Это также позволяет им пользоваться дополнительным преимуществом своей природной выносливости.

Результирующее увеличение численности темных форм, ошеломляющих численным превосходством в промышленных районах с середины девятнадцатого века, было драматичным и является одним из наиболее задокументированных примеров естественного отбора в действии.

И теперь мы подошли к причине, по которой здесь приведен этот случай.

Часто ошибочно думают, что после Промышленной революции естественный отбор обрабатывал одну совершенно новую мутацию.

Напротив, мы можем быть уверенными, что темные особи должны были быть всегда - они просто не могли прожить достаточно долго.

Как большинство мутаций, эта должна повторяться время от времени, но темных мотыльков всегда быстро расхватывали птицы.

Когда после Промышленной революции условия изменились, естественный отбор нашел уже существующее меньшинство темных генов в генофонде, чтобы над ними поработать.

Мы определили элементы, которые должны присутствовать, прежде чем может произойти эволюция: мутация и естественный отбор.

Они последуют автоматически на любой планете, если имеется более фундаментальная составляющая, которую трудно, но, очевидно, не невозможно обеспечить.

Эта трудная базовая составляющая - наследственность.

Чтобы произошел естественный отбор, где-угодно во Вселенной, должен быть ряд поколений существ, которые схожи со своим ближайшим предком больше, чем с предстаителем популяции в целом.

Наследственность и воспроизводство - не одно и то же.

Может быть воспроизводство без наследственности.

Огонь при кустарниковом пожаре воспроизводится без наследственности.

Представьте себе сухой луг, протянувшийся на многие километры в разные стороны.

Теперь, в определенном месте, небрежный курильщик бросает горящую спичку, и в один миг трава вспыхивает быстрым огнем.

Наш курильщик сбежал оттуда так бысро, насколько позволили его прокуренные легкие, но нас больше интересует то, как распространяется пожар.

Он не просто равномерно раздувается в стороны от начальной отправной точки.

Он также посылает искры вверх по воздуху.

Эти искры, или горящие клочки сухой травы, переносятся ветром далеко от исходного огня.

Когда, в конце концов, искра падает, она запускает новый огонь где-нибудь еще в сухой как спичка степи.

А позже новый огонь посылает искры, которые зажигают еще более новые огни где-то в другом месте.

Можно сказать, что огни предаются своего рода воспроизводству.

У каждого нового огня есть один родительский огонь.

Это тот огонь, который выбросил запустившую его искру.

И у него есть огонь-прародитель, огонь-прапрародитель и так далее назад к предковому огню, зажженному своенравной спичкой.

У нового огня может быть только одна мать, но больше чем одна дочь, поскольку он может разослать множество искр в разных направлениях.

Если бы вы наблюдали весь процесс сверху и могли бы записать историю каждого пламени, вы могли бы нарисовать полное родословное дерево огней в степи.

Так вот, суть истории в том, что хотя среди огней есть воспроизводство, нет настоящей наследственности.

Чтобы была настоящая наследственность, каждый огонь должен быть похож на своего родителя больше, чем в целом на другие огни.

Нет ничего неправильного в мысли, что огонь похож на своего родителя.

Такое может случаться.

Огни действительно разные, действительно обладают индивидуальными свойствами, почти как люди.

У огня может быть свой собственный характерный цвет пламени, свой цвет дыма, размер пламени, уровень шума и т.д.

Он может быть похож на своего родителя любой из этих особенностей.

Если бы огни были как правило похожи на своих родителей этими особенностями, можно было бы сказать, что мы имеем настоящую наследственность.

Но в действительности огни не похожи на родителей, не больше, чем на любые огни, усеявшие степь.

Отдельное пламя получает свои характерные особенности, свой размер, цвет дыма, громкость потрескивания и т.д, от своей окружающей среды; от разновидности травы, оказавшейся растущей там, где очутилась искра; от сухости травы; от скорости и направления ветра.

Все это качества окрестного района, куда попала искра.

Они не являются качествами родительского огня, от которого произошла искра.

Для того, чтобы была истинная наследственность, каждая искра должна переносить с собой некоторые качества, некоторую характерную сущность родительского огня.

Например, предположим, что некоторые огни имют желтое пламя, другие красное, иные синее.

Так вот, если огни, горящие желтым выбрасывают искры, которые порождают новые желтые огни, в то время как огни, горящие красным, выбрасывают искры, порождающие новые красные огни, и т.д, у нас будет истинная наследственность.

Но это не то, что происходит.

Если мы видим синее пламя, мы говорим: "В этом районе, должно быть, соли меди".

Мы не говорим: "Этот огонь, должно быть, порожден искрой от другого синего огня где-то в другом месте".

И в этом, конечно, кролики, люди и одуванчики отличаются от огня.

Кстати, не будьте обмануты тем фактом, что у кроликов двое родителей и четверо бабушек с дедушками, тогда как у огня один родитель и один прародитель.

Это важная разница, но в данный момент мы говорим не об этом.

Если это поможет, подумайте не о кроликах, а о палочниках или тлях, у которых самки могут рождать дочерей, внучек и правнучек, вовсе без участия самцов.

На форму, цвет, размер и темперамент палочника, несомненно, влияет место и климат, в котором он вырос.

Но на них влияет также искра, которая летит только от родителя к детенышу.

Так что же это, что за таинственная искра, которая летит от родителя к потомку, но не от огня к огню?

На нашей планете это ДНК.

Самая удивительная молекула в мире.

Легко думать о ДНК как об информации, по которой одно тело строит другое тело, такое же как оно само.

Было бы правильнее представлять себе тело как транспортное средство, используемое ДНК для создания еще больше такой же ДНК.

Вся ДНК в мире в каждый момент времени, такой, например, как сейчас, прошла через неразрывную цепь успешных предков.

Нет двух особей (кроме однояйцевых близнецов) с абсолютно одинаковой ДНК.

Различия между ДНК особей действительно вносят вклад в их выживание и возможности воспроизвести ту же самую ДНК.

Повторюсь, поскольку это так важно, эта ДНК, которая смогла пройти вдоль реки времени - это та ДНК, которая жила, в течение сотен миллионов лет, в телах успешных предков.

Многие потенциальные предки умерли в детстве или не смогли найти партнера.

Однако в мире больше нет их ДНК.

В этом месте было бы легко сделать ошибку, подумав, что нечто, какой-то эликсир успеха, какой-то запах святости хороших, успешных тел предков втирается в ДНК, когда та через них проходит.

Ничего подобного не происходит.

Река ДНК, текущая через нас в будущее - это просто река, которая (если не считать мутаций) покидает нас точно такой же, как тогда, когда она нас породила.

Разумеется, она непрерывно перемешивается в половой рекомбинации.

Половина ДНК в вас происходит от вашего отца, а половина - от матери.

Каждый из ваших сперматозоидов или яйцеклеток будет содержать различные смеси, составленные из генных ручейков, пришедших от вашего отца и вашей матери.

Но суть, которую я отмечал, остается верной.

Ничто в удачливых предках не втирается в наши гены, когда те проходят через них по пути в далекое будущее.

Дарвиновское объяснение, почему животные столь хороши как они есть, очень простое.

Они хороши потому, что накопили мудрость своих предков.

Но это не та мудрость, котоой они научились или приобрели.

Это мудрость на которую они наткнулись удачными случайными мутациями, мудрость, которая была затем выборочно, неслучайно записана в генетическую базу данных вида.

В каждом поколении количество удачи было не очень велико: достаточно небольшое, чтобы в него мог поверить скептический физик, которого я цитировал ранее.

Но поскольку эта удача накапливалась в течение многих поколений, нас, в конечном счете, поражает кажущаяся невероятность конечного продукта.

Весь дарвинистский сыр-бор является следствием - зависит от - существования наследственности.

Когда я называл наследственность основным компонентом, я имел в виду, что более или менее неизбежно, на любой планете во Вселенной, где возник какой-то аналог наследственности, за ней последует дарвинизм, а стало быть и жизнь.

Мы вернулись с Горы Невероятного назад к "разделению" удачи: взяв то, что выглядит огромной удачей - скажем, удачей, которая потребовалась бы, чтобы создать глаз там, где его раньше не было - и объяснить ее разделением на множество маленьких частей удачи, каждая кумулятивно добавлялась к тем, что возникли ранее.

Мы теперь видим, как это работает на самом деле, благодаря накоплению множества маленьких фрагментов удачи предков в той ДНК, которая выживает.

Наряду с меньшинством выживших особей, хорошо одаренных генетически, есть большое количество менее удачливых особей, которые погибли.

В каждом поколении есть свои дарвинистские неудачи, но каждая особь происходит только от успешного меньшинства предыдущего поколения.

Послание с горы тройное.

С первым посланием мы уже познакомились: не может быть неожиданных скачков вверх - не может быть резкого увеличения упорядоченной сложности.

Второе, мы не можем спускаться вниз - виды не могут становиться хуже, предваряя улучшение.

Третье, может быть несколько пиков - несколько решений одной и той же проблемы, процветающих в мире.

Возьмем любую часть любого животного или растения. Разумно спросить, как эта часть была сформирована постепенными преобразованиями из какой-то другой части более древнего предка.

Иногда мы можем проследить этот процесс последовательно через всё более поздние ископаемые.

Знаменитый пример - постепенное образование у нас слуховых косточек млекопитающих - трех косточек, передаютщих звук (с тонким согласованием импедансов, если вы случайно знаете этот технический язык) от барабанной перепонки ко внутреннему уху.

Ископаемые свидетельства ясно показывают, что эти три косточки, называемые молоточек, наковальня и стремечко, происходят по прямой линии от трех соответствующих косточек, которые у наших предков-рептилий формировали челюстной сустав.

Часто ископаемая летопись менее любезна к нам.

Нам приходится догадываться о возможных промежуточных звеньях, иногда нас немного вдохновляют другие современные животные, которые могут быть родственными, а могут быть не родственными.

Хоботы слонов не содержат костей и не превращаются в окаменелости, но нам не нужны окаменелости, чтобы понять, что хобот слона начался с простого носа.

Сейчас это... что ж, позвольте мне процитировать книгу, которая заставила меня стыдливо сдерживать слезы, когда я ее читал: "Битва за слонов", написанная парой героев, Иэном и Орией Дуглас-Гамильтон.

Они поочередно писали главы, и здесь, на стр. 220, есть ужасающее описание Орией "отбраковки" слонов, свидетельницей которой она была в Зимбабве:


Я смотрела на один из сваленных хоботов и задавалась вопросом, сколько миллионов лет должно было потребоваться, чтобы создать такое чудо эволюции.

Оснащенный пятьюдесятью тысячами мускулов и управляемый мозгом соответствующей сложности, он может дергать и толкать с силой в одну тонну.

Но в то же время он способен выполнять наиболее тонкие операции, например, сорвать маленький стручок, чтобы положить его в рот.

Этот универсальный орган является сифоном, способным удерживать 4 литра воды для питья или разбрызгивания по телу, как и вытянутым пальцем, и как трубой или громкоговорителем.

Хобот имеет также социальные функции; ласки, сексуальные ухаживания, успокаивание, приветствия и взаимно переплетающиеся объятия; у самцов он может стать оружием, которым они бьют и борются, как рестрлеры, сталкиваясь хоботами, и каждый слон пытается добиться превосходства, играючи или всерьез.

И все же он лежит там ампутированный, как очень многие слоновьи хоботы, которые я видела повсюду в Африке.

Этот абзац действовал на меня всегда одинаково...

В данном случае, послание от горы заключается в том, что среди предков слонов должны были быть непрерывные ряды промежуточных форм с более или менее длинными носами, как у тапира, слоновой землеройки, носача или морского слона.

Ни одно из этих животных не состоит в близком родстве со слонами (или друг с другом).

У всех у них длинные носы эволюционировали независимо от других и, вероятно, по разным причинам (рисунок 3.1).

В эволюции слона от коротконосого предка должен был быть плавный, последовательный ряд постоянно удлинняющихся носов, скользящий градиент наращиваемых мускулов и более сложно переплетенных нервов.

Должно было быть так, что при добавлении каждого дополнительного дюйма длины среднестатистического хобота он должен был становиться лучше в работе.

Никогда нельзя было сказать что-то вроде: "Этот хобот средней длины бесполезен, поскольку он - ни то ни сё, сидит между двумя стульями, но не стоит расстраиваться, дайте ему еще несколько миллионов лет, и он будет в порядке".

Ни одно животное никогда не зарабатывало на жизнь тем, что находится на эволюционном пути к чему-то лучшему.

Животные живут за счет поедания, избегания быть съеденными и размножения.

Если бы хобот промежуточного размера был бы всегда менее эффективным для этих целей, чем маленький нос или большой хобот, большой хобот никогда бы не эволюционировал.

Одно лишь то, что хобот должен был быть полезен во всех промежуточных стадиях, не означает, что он должен был использоваться в одних и тех же целях в течение всех этих промежуточных стадий.

Сначала удлиннение могло обеспечиваться преимуществом, которое не было связано с собиранием объектов.

Возможно, нос стал длиннее сначала чтобы повысить чувство обоняния, как у слоновой землеройки; или в качестве резонатора криков, как у морского слона; или для украшения, чтобы привлечь партнера, как у носача (каким бы удивительным это ни показалось для нашего чувства эстетики).

С другой стороны, возможно также, что его применимость в качестве "руки" возникла в эволюции слонов довольно давно, когда он был еще совсем коротким.

Это предположение стало возможным благодаря сравнению с тапирами, использующими свой нос, чтобы хватать листья и тянуть их в рот.

Независимая эволюция схожих инструментов у различных животных может пролить свет на наше понимание каждого из них.

В конкретном случае с хоботом слона, есть наводящие на размышления свидетельства от твердых частей окаменелого черепа, особенно бивней и связанных с ним костей.

Нынешние два вида слонов - единственные выжившие слоны из богатого разнообразия бивневых животных, процветавших на всех континентах.

Современные бивни слонов - сильно удлинненные верхние резцы, но у многих ископаемых форм, таких как некоторые мастодонты, были более выступающие нижние резцы, также направленные вперед.

Иногда они были большими и заостренными, как бивни, которые мы теперь видим только в верхней челюсти.

У других разновидностей они были плоскими, так что два верхних зуба вместе образовывали широкий совок или лопату из слоновой кости, продолжающую линию нижней челюсти, которая, вероятно, использовалась для выкапывания корней и клубней.

Совок простирался так далеко впереди нижней челюсти, что верхняя губа не могла достать пищу, которую он выкапывал.

Кажется вполне вероятным, что зачаточный хобот увеличивался сначала, чтобы противопоставляться совку и хватать пищу, которую откапывал совок.

Позже, можно предположить, образующийся хобот стал так хорош в этом, что начал использоваться сам по себе, без совка.

Позже, по крайней мере в наследственных линиях, которые выжили, сам совок стал уменьшаться, в то время как хобот остался, как будто выброшенный на берег отступающим морским приливом.

Нижняя челюсть вернулась приблизительно к своим первоначальным пропорциям, оставив теперь совершенно независимый хобот в качестве наследства.

Широкое описание эволюции слоновьего хобота есть в великолепной книге Джона Мейнарда Смита "Теория эволюции", стр. 291 - 4.

Слово "предадаптация" используется в случаях, когда орган сначала используется в одних целях, а затем, позже в эволюции применяется в других целях.

Это озаряющее понятие, ибо оно часто спасает нас от недоумения по поводу эволюционных происхождений.

Иглы дикобраза сейчас представляют
собой грозное оружие.

Они возникли не на пустом месте, а являются измененной шерстью, приспособленной для совершенно другой цели - сохранять тепло.

У многих млекопитающих есть высокоразвитые, специализированные пахучие железы.

То, откуда они возникли, может показаться загадкой, пока вы не посмотрите на них поближе под микроскопом, и не увидите, что они были преобразованы из меньших желез с совершенно другой задачей - выделение пота для охлаждения тела.

Неперестроенные потовые железы все еще широко распространены в других частях того же животного, поэтому их легко сравнить.

Другие пахучие железы, похоже, эволюционировали от сальных желез, первоначальной задачей которых было защищать шерсть восковидным секретом.

Часто предадаптация и ее современная замена взаимосвязаны.

Пот бывает пахнет, и бывает выделяется, когда животное эмоционально возбуждено (в народе полагают, что люди обливаются потом от страха, и я знаю, что потею, когда важная лекция идет не по плану).

Поэтому для древней предадаптации естественно было смещаться к своей специализированной версии.

Порой не очевидно, что возникло первым - что явяется ранней предадаптацией, а что более поздней специализацией.

Дарвин, задаваясь вопросом об эволюционным происхождении легкого, искал ответ в плавательном пузыре рыб.

Это наполненная газом камера, которую костистые рыбы используют для регулирования своей плавучести по принципу Ныряльщика Декарта (того маленького человечка в бутылке, которого можно заставить тонуть или всплывать посредством легкого давления на пробку).

Используя мускулы для регулирования объема плавательного пузыря, рыба способна изменять глубину, на которой она может покоиться в равновесии.

Это относится только к обычным костистым рыбам.

Акулы (которые, несмотря на свою рыбью форму, на самом деле состоят в более дальнем родстве с костистыми рыбами, чем мы) лишены плавательного пузыря и в результате должны выполнять больше плавательной работы, чтобы остаться на желаемой глубине в воде.

Плавательный пузырь похож на легкое, и Дарвин считал, что он мог быть предадаптацией, от которой эволюционировали наши легкие.

Современные зоологи в большинстве переставляют эту лошадь и телегу наоборот, подозревая, что плавательный пузырь является поздней модификацией примитивного легкого (рыбы, дышащие воздухом, до сих пор довольно распространены).

Что бы ни было более примитивным, нам нужно думать о том, что (еще раньше) этому предшествовало.

Возможно, легкое/плавательный пузырь возникло из кармана в кишечнике и выполняло примитивную пищеварительную функцию.

На каждом этапе своей эволюции, с каждым шагом вверх по склону Горы Невероятного, карман/полость/легкое должно было быть полезным для животного, которое им обладало.

Мог хобот слона вырасти за один гигантский шаг?

Почему у потомка не мог быть хобот, как у слона, когда у его родителей был хобот как у тапира?

На самом деле здесь три вопроса.

Во-первых, вопрос, могут ли происходить мутации большой величины (макромутации).

Во-вторых, вопрос, при условии, что они произошли, благоприятствовал ли бы им естественный отбор.

Третий более тонкий вопрос о том, что мы подразумеваем под большим, когда говорим о большом мутационном изменении.

Я вернусь к разнице, которую я проводил в более ранней книге, между "макромутациями Боинга 747" и "макромутациями Дугласа DC8".

Ответ на первый из трех вопросов - да.

Макромутации действительно случаются.

Потомство иногда рождается радикально, чудовищно отличающимся и от обоих родителей, и от других представителей вида.

Жаба на рисунке 3.2, как утверждал фотограф из "Hamilton Spectator" Скотт Гарднер, была найдена двумя девочками в их саду в Гамильтоне, Онтарио.

Он сказал, что они посадили ее на кухонный стол, чтобы он ее сфотографировал.

У нее совсем не было глаз на внешней стороне головы.

Когда она открывала рот, говорил м-р Гарднер, она, похоже, становилась более осведомленной о своей окружающей обстановке.

Он сказал, что ее взяли для исследований на кафедру ветеринарии Университета Гуэльфа, но я пока не обнаружил об этом никакого полного отчета.

Такие несчастные уродцы интерестны, поскольку они часто дают нам намеки о том, как эмбриональное развитие происходит нормально.

Не все врожденные дефекты человека генетические, например, есть те, что вызваны талидомидом, но многие.

Скромный доминантный ген вызывает ахондроплазию, сильное укорачивание костей конечностей, приводящее к низкому росту и необычным пропорциям.

Мутации с крупными эффектами, подобные этой - "макромутации" - иногда называют сальтациями.

Ген ахондроплазии обычно наследуется от одного родителя, но очень редко он может возникать спонтанно, благодаря мутации, и именно так он должен был возникнуть первоначально.

Столь же драматичная мутация могла бы (теоретически, хотя я очень сомневаюсь, что практически) вызвать неожиданное и внезапное вытягивание носа длиной с нос тапира до длины носа слона в одном поколении.

Подойдя ко второму вопросу о том, что если бы большая "уродливая" макромутация однажды возникла, благоприятствовал бы ей хотя бы когда-нибудь естественный отбор, вы, конечно, думаете, что это не тот вопрос, на который есть общий ответ.

Разве он не меняется в зависимости от конкретных случаев, скажем, да для ахондроплазии и нет для двухголовых телят?

Собачему эквиваленту гена ахондроплазии, по сути, собаководы благоприятствовали положительным искусственным отбором, не только чтобы обслуживать праздные прихоти, но и чтобы произвести полезных служебных собак.

Таксы были разведены, чтобы преследовать в норах барсука, и значительной частью генетического ваяния, которое привело к породе, было включение гена ахондроплазии.

Возможно, в природе иногда случается так, что крупные мутации, такие как ахондроплазия, внезапно открывают новый образ жизни или новую диету: хотя карликовое животное и оказывается в большом убытке, когда преследует добычу на открытой местности, оно внезапно обнаруживает, что, в отличие от большинства своих коллег, может преследовать добычу в норе.

Эволюционные теоретики иногда высказывают мнение, что крупные скачки встраиваются в эволюционное изменение в природе.

Известный немецко-американский генетик Рихард Голдшмидт защищал теорию под незабываемо броским названием теории ‘обнадеживающего монстра’.

Я упомяну один из возможных примеров в Главе 7.

Но теория Голдшмидта никогда широко не поддерживалась, и существуют общие причины сомневаться в важной роли в эволюции макромутации или уродов.

Организмы - чрезвычайно сложные и тонко отрегулированные механизмы.

Если взять сложный механизм, даже механизм, работающий не очень хорошо, и сделать очень большую произвольную перестройку его содержимого, шанс, что вы его улучшите, действительно очень низок.

С другой стороны, если вы сделаете очень маленькую произвольную перестройку его содержимого, вы можете его улучшить.

Если ваша телевизионная антенна наведена не совсем правильно, шансы улучшить положение очень небольшим поворотом антенны в произвольную сторону составляют 50 на 50.

Причина в том, что в каком бы направлении ни следовало бы наводить антенну, есть 50-процентный шанс, что ваш небольшой произвольный поворот будет в правильном направлении.

Но очень сильное произвольное воздействие на антенну, резкое ее выкручивание на очень большой угол, вероятнее всего, ухудшит положение.

Частично это объясняется тем, что даже если ваш поворот будет в правильном направлении, он, вероятно, проскочит правильный угол.

В более общем смысле, причина в том, что существует намного больше способов ухудшить настройку, чем ее улучшить.

Сложный механизм, который мало-мальски работает, не может быть слишком далеко от правильной настройки.

Небольшое произвольное изменение может его улучшить, или, если оно ухудшит ситуацию, оно не отодвинет механизм слишком далеко от правильной настройки.

Но очень большое произвольное изменение равносильно выборке из гигантской совокупности всех возможных настроек.

И подавляющее большинство из всех возможных настроек являются неправильными.

Даже широко распространенный практический опыт того, что механизм, который барахлит, часто можно поправить хорошим ударом, не противоречит моему аргументу.

Несмотря на то, что удар может быть сильным, телевизор является крепким образцом техники, и удар не обязательно окажет большой эффект на расположение деталей.

Что может сделать удар - так это слегка изменить положение какой-нибудь детали, которая немного болтается; и эта болтающаяся деталь скорее всего будет именно той деталью, которая явилась причиной неправильной работы.

Возвращаясь к живым существам, я писал в "Слепом часовщике", что как бы не было много способов быть живым, безусловно, есть значительно больше способов быть мертвым.

(Я был бы бесчувственным, не признавшись, что восхищен тем, что это замечание попало в "Оксфордский словарь цитат"!)

Если вы представите себе все возможные способы компоновки частей животного, почти все из них оказались бы мертвыми; точнее по большей части они никогда бы не родились.

Каждый вид животного или растения является островом жизнеспособности, расположенным в море всех возможных схем, большинство которых, если бы вообще возникли, были бы мертвыми.

Океан всех возможных животных включает животных с глазами на подошвах ног, животных с хрусталиками в ушах вместо глаз, животных с одним левым крылом и с одним правым плавником; животных с черепом вокруг желудка, а не вокруг мозга.

Нет смысла продолжать выдумывать.

Я сказал достаточно, чтобы продемонстрировать, что острова выживаемости, какими бы большими и какими бы неисчислимыми они ни были, крошечны по размеру и крайне немногочисленны, если их сравнивать с океаном мертвой нежизнеспособности.

Когда у родителя рождается мутантный детеныш, родитель, будучи живым, должен быть безопасно укрывшимся на одном из этих островов.

Небольшая мутация - незначительное удлинение костей ног здесь, тонкое регулирование угла челюсти там - просто перемещает детеныша в другую часть того же самого острова.

Или он может освоить небольшую прибрежную отмель и соединить ее с сушей.

Но большая мутация, радикальное, причудливое, революционное изменение, аналогично сумасшедшему прыжку в неизведанную синюю даль.

Макромутант катапультируется в случайном направлении, порвав связь с родным островом.

Есть небольшая возможность, что он случайно окажется на другом острове.

Но поскольку острова столь немногочисленны и малы, а море столь велико, шансы очень и очень низки.

Это может случаться очень редко, один раз в несколько миллионов лет, и когда это действительно случается, это может оказать существенное влияние на курс эволюции.

Мы не должны заходить с метафорой островов слишком далеко.

В ней есть много неправильного.

Все виды состоят в родстве друг с другом, что означает, что должны быть пути, чтобы переправиться через океан возможностей от одного способа быть живым к другому.

Здесь метафора островов нам не поможет, метафора Горы Невероятного лучше.

Острова выполняют свое особое назначение, подчеркивая то, что чем более радикальна и причудлива мутация, тем менее вероятно, что ей будут благоприятствовать условия.

Нам также следует отличать друг от друга различные виды макромутаций.

Прибегнув к воображаемым животным с глазами на подошвах и хрусталиками в ушах, я обратил внимание на изменениях в компоновке частей.

При больших изменениях подобного рода, конечно же, очень маловероятно наткнуться на успех и выжить.

Но есть также большие изменения в размерах частей, которые не влияют на их относительное положение.

Внезапное вырастание носа, такого как у тапира, в хобот, как у слона, послужило бы примером, если бы произошло только удлинение

Менее очевидно, что радикальное изменение подобного рода неизбежно представляло собой прыжок в океан непрактичности или гибели.

Я обещал, что вернусь к макромутациям "Боинга 747" и "Дугласа DC8".

Помните дискуссионную идею сэра Фреда Хойла о свалке и 747-ом?

Сообщалось, что он сказал, что эволюция, с помощью естественного отбора, сложных структур, таких как белковая молекула (или, следовательно, глаз или сердце) примерно столь же вероятна, как то, что ураган, пронесшийся над свалкой, собрал бы "Боинг 747".

Если бы он сказал "благодаря случайности" а не "естественному отбору", он бы был прав.

Действительно, я с сожалением вынужден был показать его как одного из многих тружеников, глубоко заблуждающихся, что естественный отбор - это случайность.

Всякая теория, которая ожидает, что эволюция соберет новый, сложный механизм, такой как глаз или молекула гемоглобина, за один шаг, из ничего, требует слишком большой удачи.

Согласно этой теории, естественному отбору едва ли нужно делать что-то вообще.

Вся "проектная" работа была выполнена мутацией, единственной большой мутацией.

Это такая макромутация, которая заслуживает метафоры "Боинга 747" и свалки, и я называю ее макромутацией "Боинга 747".

Макромутации "Боинга 747" не существуют, и они не имеют никакой связи с дарвинизмом.

Возвращаясь к другой моей аналогии с самолетом, "Дуглас DC8 Стретчет" похож на обычный "Дуглас DC8", только немного длиннее.

Там сохранена вся основная конктрукция "DC8", но в середину фюзеляжа вставлены дополнительные секции.

Также стало больше сидений, больше багажных камер и больше всех других вещей, которые повторяются по всей длине самолета.

Столь же очевидно, что удлинились кабеля, трубы и покрытия, тянущиеся вдоль фюзеляжа самолета.

Немного менее очевидно, что, безусловно, должны быть многочисленные логически вытекающие изменения в других частях самолета, неизбежно вызванные новой задачей ототвать от земли большую длину фузеляжа.

Но в своей основе разница между "DC8" и "DC8 Стретчет" сводится к единственной макромутации: фюзеляж резко и внезапно стал длиннее, чем у его предшественника.

Не было постепенного ряда промежуточных форм.

Жирафы эволюционировали от предка, довольно похожего на современного окапи (рисунок 3.3).

Наиболее заметное изменение - удлинение шеи.

Могло ли это произойти за одну большую мутацию?

Спешу сказать, что я уверен, что нет.

Но это не одно и то же, что сказать, что не могло бы.

Мутация "Боинга 747", такая как совершенно новый сложный глаз - с его радужной оболочкой и способным перефокусироваться хрусталиком, возникшим из ничего, как Афина Паллада из брови Зевса - никогда не могла бы произойти, даже за миллионы миллионов лет.

Но, как и при удлинении "DC8", шея жирафа могла появиться за один мутационный шаг (хотя я держу пари, что не появилась).

В чем разница?

Не в том, что шея заметно менее сложная, чем глаз.

По отношению ко многому, что я знаю, она может быть более сложной.

Нет, важна сложность различий между ранней шеей и поздней шеей.

Эта разница незначительна, по крайней мере, по сравнению с разницей между отстутствием глаза и современным глазом.

У шеи жирафа та же сложная компоновка частей, что и у окапи (и предположительно как у короткошеего собственного предка жирафа).

Есть та же последовательность из семи позвонков, каждый соединен со своими кровеносными сосудами, нервами, сухожилиями и блоками мускулов.

Разница в том, что каждый позвонок намного длиннее, и все связанные с ним части пропорционально растянуты или удлинены.

Суть в том, что вам достаточно будет изменить что-то одно в развитии эмбриона, чтобы вчетверо увеличить длину шеи.

Скажем, вы просто изменили скорость, с которой растут зачатки позвонков, и за этим следует все остальное.

Но чтобы заставить развиваться глаз из голой кожи, вы должны изменить не одну скорость, а сотни (см. Главу 5).

Если бы окапи мутировал и произвел бы шею жирафа, это была бы макромутация "Стрейчед DC8", а не "Боинга 747".

Поэтому это является возможностью, которую не нужно полностью исключать.

Ничего нового не добавлено в смысле сложности.

Фюзеляж удлинился, со всем, что из этого вытекает, но это удлинение существующей сложности, а не введение новой.

То же самое было бы верно, если бы у жирафа в шее было больше, чем семь сегментов.

Число позвонков у различных видов змей варьируется от примерно 200 до 350.

Поскольку все змеи друг другу родственники, и поскольку позвонки не могут появляться половинами или четвертями, это должно означать, что время от времени рождаются змеи, у которых позвонков по крайней мере на один больше, или на один меньше, чем у их родителей.

Эти мутации заслуживают названия макромутаций, и они, очевидно,были включены в эволюцию, поскольку все эти змеи существуют.

Они являются мутациями типа "DC8", потому что предполагают дупликацию существующей сложности, а не мутациями типа "Боинг 747", создающими новую сложность.

Есть что-то, что могло бы оказать эволюционную помощь необычной макромутации, а именно факт, что эффект данного гена зависит от других генов, присутствующий в том же теле.

Влияние гена на тело, его так называемый фенотипический эффект, не написан на его поверхности.

Нет ничего в коде ДНК гена ахондроплазии, что молекулярные биологи могли бы расшифровать как низкорослость или карликовость.

Он оказывает влияние в виде создания коротких конечностей только тогда, когда окружен множеством других генов, не говоря уже о других особенностях окружающей среды.

Значение гена контекстно-зависимо.

Эмбрион развивается в климате, производимом всеми генами.

Влияние, которое любой ген оказывает на эмбрион, зависит от остального климата.

Р.Э.Фишер, которого я уже цитировал, давно выразил это, сказав, что некоторые гены действуют как модификаторы эффектов других.

Заметьте, что это не означает, что гены модифицируют код ДНК других генов. Конечно, нет.

Модификаторы просто изменяют климат таким образом, что модифицируется эффект других генов в теле, не последовательность ДНК других генов.

Как мы видели, не является чем-то совершенно немыслимым, чтобы родитель с шестидюймовым хоботом, как у тапира, мог произвести на свет детеныша с пятифутовым хоботом, как у слона, в одном поколении, в результате изменения одного гена - макромутации.

Очень маловероятно, чтобы этот новый нос немедленно заработал бы как полезный, действующий хобот.

Здесь "модифицирующие" гены и понятие "климата" других генов могли бы прийти на помощь.

Пока макромутация хоть минимально полезна для чего-то, так, чтобы особи, обладающие ею, не вымирали, последующий отбор модифицирующих генов может привести в порядок детали и сгладить острые углы.

Представьте себе появление в популяции крупной мутации как эвивалента катаклизма, такого как ледниковый период.

Точно так же, как ледниковый период является причиной отбора целой коллекции генов, так и мутационное изменение среднестатистического тела, такое как внезапное удлинение носа, является причиной отбора группы генов.

Гены, которые "наводят порядок" после новых крупных мутаций, работают не только над наиболее очевидными эффектами гена.

Они могут действовать на некоторые неожиданно удаленные части тела, чтобы компенсировать, смягчить вредное воздействие или увеличить возможную пользу крупной мутации.

Вслед за очень удлиненным носом, поскольку хобот увеличивает вес головы, кости шеи будут нуждаться в усилении.

Равновесие всего тела может быть нарушено, с последующим возможным воздействием на позвоночник и таз.

Весь этот последующий отбор влияет на десятки генов, действуя на многие различные части тела.

Хотя я выдвинул идею "последующего наведения порядка" в контексте крупных макромутаций, этот вид отбора, безусловно, важен для эволюции, независимо от того, есть ли макромутационные шаги вообще.

Даже микромутации вызывают такие последствия, что "последующее наведение порядка" весьма желательно.

Любой ген может работать как модификатор воздействия на любой другой.

Многие гены модифицируют эффекты друг друга.

Некоторые авторитетные источники заходят так далеко, что говорят, что из тех генов, которые обладают каким-либо эффектом вообще (многие не обладают), большинство генов модифицирует большинство эффектов других генов.

Это другой аспект того, что я имел в виду, когда говорил, что "климат", в котором должен выживать ген, складывается главным образом из других генов вида.

Рискуя потратить больше времени на макромутации, чем они того заслуживают, я должен предвосхитить один источник возможной путаницы.

Существует отстаиваемая многими экспертами и небезинтересная теория, известная под именем "прерывистого равновесия".

Углубляться в детали было бы выходом за пределы темы этой книги.

Но, поскольку теория очень сильно продвигается, и широко распространено её неверное понимание, я должен подчеркнуть, что теория прерывистого равновесия не имеет, или не должна выставлятся как имеющая, какой либо обоснованной связи с макромутациями.

Эта теория предполагает, что потомственные линии проводят долгие периоды времени в застое, не претерпевая никаких эволюционных изменений, который перемежается с быстрыми вспышками эволюционных изменений, совпадающих с рождением новых видов.

Но, какими бы быстрыми ни были эти вспышки, они все равно растянуты на большое число поколений, и они все равно постепенны.

Дело лишь в том, что промежуточные формы проходят слишком быстро, чтобы быть запечатленными в виде ископаемых.

"Прерывистость как быстрый градуализм" - это очень отлично от макромутации, которая является одномоментным изменением в одном поколении.

Путаница возникает отчасти в силу того, что один из двух защитников этой теории, Стивен Гулд (другой - Найлс Элдридж), также независимо от этого имеет пристрастие к макромутациям, и время от времени от приуменьшает различие между быстрым градуализмом и настоящей макромутацией - но, поспешу добавить, отнюдь не мутацией типа Боинг-747.

Элдридж и Гулд по-праву раздражаются на злоупотребление их идеями креационистами, которые в моей терминологии считают, что прерывистое равновесие касается громадных, макромутаций типа 747, которые, в чем они правы, потребовали бы чуда.

Гулд говорит:

С тех пор, как мы предложили прерывистое равновесие для объяснения тенденций, нас приводит в бешенство цитирование снова и снова, не знаю, по умыслу, либо по-глупости, как признание, что ископаемая летопись не содержит никаких переходных форм.

Переходные формы в общем случае отсутствуют на уровне видов, но они изобилуют среди более крупных групп.

Доктор Гулд бы уменьшил риск такого непонимания, если бы он более четко подчеркнул радикальное различие между быстрым градуализмом и сальтацией (т.е. макромутацией).

В зависимости от вашего определения, теория прерывистого равновесия либо скромна и, вероятно, верна, либо революционна и, вероятно, ложна.

Если вы смазываете различие между быстрым градуализмом и сальтацией, вы можете заставить теорию прерывистости казаться более радикальной.

Но в то же время вы даете приглашение к неверному пониманию, приглашение, которое креационисты не замедлят принять.

Есть очень банальные причины, почему переходные формы часто отсутствуют на уровне видов.

Лучше всего объяснить на аналогии.

Дети превращаются во взрослых плавно и постепенно, но в юридических целях, возрастом совершеннолетия принят конкретный день рождения, часто восемнадцатый.

Поэтому можно было бы сказать: "В Британии 55 миллионов человек, но ни один из них не является переходным между не-голосующими и голосующими".

Точно так же как, в юридических целях, подросток превращается в избирателя в момент, когда наступает полночь его восемнадцатого дня рождения, так и зоологи всегда настаивают на классификации экземляра как принадлежащего к одному либо другому виду.

Если экземпляр имеет переходную форму (а многие имеют), зоологические договорённости всё равно заставляют их выбрать один или другой вариант его именования.

Поэтому заявление креационастов, что не существует никаких переходных форм, обязано быть на уровне видов истинным по определению, но это не несет никак выводов о реальном мире, только выводы о договорённостях системы именования зоологами.

Чтобы далеко не ходить, в нашей собственной родословной переход от автралопитеков в Homo habilis, затем к Homo erectus, а зматем к Homo sapiens такой плавный, что эксперты по ископаемым постоянно спорят о том, как классифицировать конкретные ископаемые.

Теперь посмотрите на следующее заявление из книги антиэволюционной пропаганды: "находки всегда именовались либо автралопитеками, и следовательно, являются обезьянами, либо Homo, и следовательно, являются людьми.

Несмотря на более чем столетие энергичных раскопок и интенсивных дебатов, стеклянный колпак, зарезервированный для преположительного предка человека, остается пустым.

Недостающее звено по прежнему отсутсвует."

Остается только догадываться, что должно сделать ископаемое, чтобы быть классифицированным как переходное.

На самом деле, заявление, приведенное выше, абсолютно ничего не говорит о реальном мире.

Оно говорит нечто (довольно неинтересное) о договоренностях именования.

Никакое "недостающее звено", сколь бы точно промежуточным оно ни было, не сможет избежать непреодолимой терминологической силы, которая затолкнёт его на ту либо другую сторону раздела.

Правильный способ смотреть на переходные формы - это забыть об наименованиях и смотреть, вместо этого, на их точную форму и размер.

Когда вы это сделаете, вы обнаружите, что ископаемая летопись кишит красивыми переходными формами, хотя есть некоторые пробелы - некоторые весьма крупные, и общепризнанно, что они обязаны тому факту, что эти животные не сохранились в виде ископаемых.

В некотором смысле, наши процедуры наименования построены для до-эволюционной эпохи, когда разделы были всем, и когда мы не ожидали обнаружить переходные формы.

Мы кинули предварительный взгляд на Гору Невероятного и увидели различие между неприступными утесами c одной стороны и пологими склонами с другой.

Следующие две главы посвящены двум пикам, облюбованным креационистами в силу того, что их утесы кажутся особо неприступными: первый - крылья ("какая польза от половины крыла?"), а затем глаза ("глаз не будет работать, если все его многочисленные части не будут на месте, поэтому он не мог эволюционировать постепенно").

Переведено на Нотабеноиде
http://notabenoid.org/book/30651/105189

Переводчики: cosinus, Irina73, Dawkinsian, staswiz