Глава 9 Пререкания о прерывистом

Глава 9

Пререкания о прерывистом

Если верить Книге Исхода, то детям Израилевым потребовалось 40 лет на то, чтобы перейти через Синайскую пустыню и достичь Земли обетованной. Речь идет где-то о 200 милях пути. Получается, что средняя скорость израильтян составляла приблизительно 24 ярда в сутки, то есть 1 ярд в час — ну или, скажем, 3 ярда в час, если учесть ночные стоянки. Как тут ни считай, речь все равно будет идти о скорости, в среднем абсурдно малой — намного меньше, чем ставшая синонимом медлительности скорость улитки (головокружительные 55 ярдов в час — таков мировой рекорд улитки-чемпиона, вошедший в “Книгу рекордов Гиннесса”). Но, разумеется, никто в действительности не думает, что эта средняя скорость непрерывно поддерживалась на одном уровне. Очевидно, что израильтяне передвигались неупорядоченными рывками и, возможно, подолгу стояли лагерем на одном месте. Не исключено, что многие из них и не подозревали, что куда-то направляются, а просто бесцельно бродили от оазиса к оазису, как это свойственно всем пустынным кочевым племенам. Итак, я повторюсь, никто не считает, будто бы их скорость была постоянной и неизменной.

Теперь давайте представим себе, как откуда ни возьмись появляются два молодых и красноречивых историка и говорят нам: “До сих пор в библейской истории доминировали градуалисты. Они полагали, что израильтяне перемещались в буквальном смысле на 24 ярда в сутки — каждое утро собирали свои шатры, затем проползали 24 ярда в северо-восточном направлении, после чего вновь устраивались на ночлег. Единственной альтернативой данному учению является новая и энергичная историческая школа пунктуалистов”. В соответствии со взглядами этих юных радикалов израильтяне б?льшую часть времени находились в состоянии “стазиса”, то есть стояли лагерем и вообще никуда не двигались, иногда по нескольку лет. Затем они могли довольно быстро перейти на место новой стоянки, чтобы тоже оставаться там годами. Их путешествие в Землю обетованную происходило не плавно и не постепенно, а рывками: долгие периоды стазиса перемежались краткими периодами быстрого движения. Кроме того, эти рывки отнюдь не всегда делались в сторону Земли обетованной — их направленность была почти случайной. Только задним числом на крупномасштабной макромиграционной шкале можно заметить тенденцию, приближавшую народ Израиля к земле обетованной.

Красноречие наших пунктуалистских толкователей библейской истории таково, что очень скоро они становятся сенсацией в СМИ. Их портреты украшают обложки самых знаменитых новостных изданий. Никакой документальный фильм о библейской истории не выглядит законченным без интервью с хотя бы одним из ведущих пунктуалистов. Даже те люди, которые не помнят из школьного курса религии ровным счетом ничего, твердо знают одно: в темные времена, царившие до появления пунктуалистов, все поголовно заблуждались. Заметьте, эта слава пунктуалистов никоим образом не связана с тем фактом, что, возможно, они правы. Она возникла исключительно благодаря голословному утверждению, что все предыдущие специалисты были градуалистами и ошибались. К пунктуалистам прислушиваются не потому, что они правы, а потому, что они подают себя как революционеров.

Разумеется, мой рассказ про историков-пунктуалистов — выдумка. Это была метафора, описывающая аналогичную сомнительную полемику среди тех, кто занимается изучением эволюции. Отчасти эта метафора несправедлива, но она содержит в себе достаточно истины, чтобы оправдать свое местонахождение в начале данной главы. В эволюционной биологии существует широко разрекламированное течение, представители которого называют себя пунктуалистами, и они действительно выдумали слово “градуалисты”, чтобы так называть наиболее влиятельных из своих предшественников. Они пользуются небывалой известностью среди тех, кто не знает об эволюции практически ничего, и связано это с тем, что их точку зрения представляют (не столько они сами, сколько пересказывающие их слова репортеры) как радикально отличающуюся от взглядов предыдущих эволюционистов — в первую очередь Чарльза Дарвина. В этом смысле моя библейская аналогия правомерна.

Неправомерна же она вот в каком смысле. В истории с толкователями Библии было очевидно, что градуализм — это несуществующее пугало, выдуманное пунктуалистами. А если говорить о градуализме в эволюции, то тот факт, что он — вымышленное пугало, не столь очевиден и нуждается в доказательстве. Высказывания Дарвина и многих других эволюционистов можно трактовать как градуалистские, но тут важно вовремя понять, что слово “градуализм” может употребляться по-разному и в разных значениях. И я действительно намереваюсь привести здесь такое значение этого слова, при котором градуалистом окажется чуть ли не каждый. В отличие от метафоры об израильтянах в случае с эволюционной теорией есть место для истинной полемики, но полемика эта касается таких незначительных деталей, которые и близко не оправдывают всей шумихи, поднятой в СМИ.

Первые сторонники пунктуалистской концепции в эволюции появились среди палеонтологов. Палеонтология — это наука об ископаемых останках. Эта отрасль биологии очень важна, поскольку все предковые формы организмов давным-давно вымерли и ископаемые являются для нас единственным прямым подтверждением существования животных и растений в далеком прошлом. Если мы хотим знать, как выглядели наши эволюционные предшественники, полагаться приходится почти исключительно на ископаемые останки. Как только люди поняли, чем ископаемые являются на самом деле (ранее считалось, будто это создания дьявола или же кости несчастных грешников, погибших при Потопе), стало ясно и то, что любая эволюционная теория должна искать себе подтверждения в геологической летописи. Однако насчет того, как именно эти подтверждения должны выглядеть, имелись некоторые разногласия, и доводы пунктуалистов отчасти основаны именно на этом.

Нам повезло, что у нас вообще есть ископаемые. Это редкостная удача, что, перед тем как разложиться, кости, раковины и другие твердые части организмов могут изредка оставлять отпечаток, впоследствии служащий литейной формой, которая придает твердеющей горной породе облик монумента, увековечивающего память о животном. Мы не знаем, какова доля животных, окаменевших после своей смерти (лично я почел бы за большую честь стать окаменелостью), но, несомненно, доля эта крайне мала. Однако, как бы ничтожна она ни была, есть вещи, которых любой палеонтолог вправе ожидать от палеонтологической летописи с полной уверенностью. Например, если мы обнаружим человеческие останки, которые окаменели прежде, чем должны были возникнуть первые млекопитающие, то будем чрезвычайно удивлены! Если один-единственный череп млекопитающего будет найден в горной породе возрастом 500 млн лет, вся современная теория эволюции потерпит полный крах. Кстати говоря, одного этого достаточно, чтобы опровергнуть распространяемый креационистами и сочувствующими им журналистами ложный слух, будто вся эволюционная теория представляет собой “нефальсифицируемую” тавтологию. Забавно, однако, что при этом креационистов приводят в восторг фальшивые человеческие следы, вырезанные в годы Великой депрессии в техасской скале — ровеснице динозавров, чтобы заманивать туристов.

Как бы то ни было, если взять подлинные ископаемые останки и расположить их в ряд по возрасту, то в соответствии с теорией эволюции мы вправе ожидать, что последовательность получится упорядоченной, а отнюдь не сумбурной. И, чтобы не уходить далеко от темы, добавлю, что приверженцы различных версий эволюционной теории, например “градуалисты” и “пунктуалисты”, будут представлять себе эту последовательность несколько по-разному. Проверить, кто тут прав, можно, только если мы владеем каким-либо способом датировать ископаемые или хотя бы просто установить ту очередность, в которой они откладывались. Проблема датировки ископаемых и способы ее решения требуют краткого отступления — первого из нескольких отступлений этой главы, за которые я прошу у читателя прощения. Они совершенно необходимы для разъяснения моей основной мысли.

Распределять ископаемые останки в той очередности, в которой они откладывались, люди умеют уже давно. Ключевое слово здесь — “откладывались”. Очевидно, что новые ископаемые откладывались поверх старых, а не под ними и, следовательно, залегают выше в осадочных пластах. Порой вулканическая активность может перевернуть скальную породу вверх тормашками, и тогда, разумеется, порядок нахождения ископаемых останков, если копать вглубь, изменится с точностью до наоборот; но это достаточно редкое явление, которое сразу же бросается в глаза. И хотя мы вряд ли обнаружим полную палеонтологическую летопись, копая горную породу в одном и том же месте, неплохую картину можно составить по кускам из частично перекрывающихся по возрасту пластов, раскопанных в разных местностях (о “раскапывании” я говорю для наглядности; на самом деле палеонтологи редко когда в буквальном смысле слова роют сквозь напластования — обычно они обнаруживают ископаемые останки в открытых эрозией слоях на разной высоте в скалах). Значительно раньше, чем научиться определять реальный возраст ископаемых, исчисляемый миллионами лет, палеонтологи разработали надежную схему последовательности геологических эпох и доподлинно знали, какая эпоха была раньше, а какая позже. Некоторые ракушки являются настолько надежными показателями возраста горных пород, что вовсю используются геологами в качестве индикаторов при разведке нефти. Тем не менее сами по себе они могут рассказать только об относительном, но никак не об абсолютном возрасте пласта.

Теперь благодаря недавним достижениям физики мы располагаем и такими методами, которые позволяют определить абсолютный (то есть в миллионах лет) возраст как горных пород, так и заключенных в них ископаемых. Эти методы основываются на том, что некоторые радиоактивные элементы распадаются с неизменной скоростью, и эта скорость в точности нам известна. Это как если бы на наше счастье в каждую скалу был вмурован секундомер. Такие секундомеры начинают отсчет времени в момент формирования данной горной породы. Все, что нужно палеонтологам, — это только выкопать их и посмотреть время на циферблате. Различные “геологические секундомеры”, в основе устройства которых лежит радиоактивный распад, бегут с разной скоростью. Так, стрелка радиоуглеродного секундомера вертится столь бешено, что через какие-нибудь несколько тысяч лет его пружина совершенно ослабевает, и полагаться на его показания становится более невозможно. Этот секундомер полезен при датировке органического материала на той временн?й шкале, с которой имеют дело археология и история, — сотни, самое большее тысячи лет, — но для эволюционной шкалы времен, где счет идет на миллионы лет, он совершенно непригоден.

Для эволюционной временн?й шкалы подходят другие типы часов — например, калий-аргоновые часы. Они идут настолько медленно, что археологам и историкам от них нет никакого прока. Нельзя с помощью обычной часовой стрелки засечь время, за которое спортсмен пробежит стометровку. А вот для такого грандиозного марафона, каким является эволюция, калий-аргоновые часы — это именно то, что нужно. Есть и другие разновидности радиоактивных часов: рубидий-стронциевые, уран-свинцовые, — и у каждой из них “завода” хватает на свой, только для нее характерный срок. Итак, из этого моего отступления следует, что, имея перед собой некое ископаемое, палеонтолог обычно знает, в какой точке абсолютной шкалы времен с масштабом в миллионы лет жило данное животное. Напоминаю, что мы вообще ввязались в этот разговор о датировке и хронологии только потому, что нас интересует то, чего должны ожидать от геологической летописи приверженцы различных вариантов эволюционной теории — пунктуалисты, градуалисты и т. д. Пришло наконец время обсудить и сами эти ожидания.

Для начала давайте представим себе, что было бы, если бы природа оказалась невероятно милостива к палеонтологам (или, наоборот, немилостива, учитывая, сколько лишней работы пришлось бы им проделать) и сохранила в ископаемом виде всех животных, которые только когда-либо существовали. Если бы в самом деле можно было взглянуть на столь полную последовательность ископаемых, аккуратно выстроенную в хронологическом порядке, то что мы в соответствии со своими эволюционными представлениями ожидали бы увидеть? Ну, если мы такие карикатурные “градуалисты”, каких я изобразил в своей метафоре про израильтян, тогда мы долж ны рассчитывать на то, что расположенные в хронологическом порядке цепочки окаменелостей будут демонстрировать плавные эволюционные изменения, происходившие с неизменной скоростью. Это означает, что если у нас есть три ископаемых, A, B и C, причем A является предком B, а B — предком C, то форма B будет по всем показателям промежуточной между A и C. Например, если у A ноги длиной 20 дюймов, а у C — 40 дюймов, то у B значение длины ног будет находиться где-то между этими двумя числами и будет тем больше, чем большее время разделяло организмы A и B.

Если доводить эту карикатуру на градуализм до логического завершения, то можно — точно так же, как мы вычислили среднюю скорость израильтян, оказавшуюся равной 24 ярдам в сутки, — рассчитать и среднюю скорость удлинения ног в ряду поколений, ведущем от A к. Скажем, зная, что организм A жил на 20 млн лет раньше, чем организм C (чтобы хоть как-то привязать эти рассуждения к реальности, упомяну о том, что Hyracotherium — самый древний из известных представителей семейства лошадиных — жил около 50 млн лет назад и был размером с терьера), мы имеем эволюционную скорость роста ног, равную 20 ного-дюймам за 20 млн лет, что соответствует одной миллионной дюйма в год. Таким образом, наш гротескный градуалист должен считать, что из поколения в поколение ноги неуклонно увеличивались в длину с ничтожно малой скоростью, составляющей примерно четыре миллионных доли дюйма за поколение (это если исходить из допущения, что промежуток между поколениями составлял, как и у лошадей, около четырех лет). Также карикатурный градуалист должен верить и в то, что на протяжении всех этих миллионов поколений те особи, чьи ноги были на четыре миллионных части дюйма длиннее среднего, обладали преимуществом перед особями с ногами среднего размера. Предполагать такое — то же самое, что предполагать, будто израильтяне каждый день перемещались по пустыне на 24 дюйма.

Эти рассуждения будут справедливы даже применительно к одному из самых стремительных эволюционных изменений, какие только известны науке: к разрастанию человеческого черепа, начиная от австралопитекоподобного предка, чей головной мозг имел примерно 500 кубических сантиметров (см³) в объеме, и заканчивая современным Homo sapiens, объем головного мозга которого составляет около 1400 см³. Это прибавление 900 см³, увеличившее наш мозг почти что втрое, заняло не более 3 млн лет. По эволюционным меркам это быстро — мозг раздувался подобно воздушному шару. Действительно, современный человеческий череп, если сравнивать его с более плоским, низколобым черепом австралопитека, в каком-то смысле похож на выпуклый, сферический воздушный шар. Однако если мы вычислим число поколений, сменившихся за эти 3 млн лет (скажем, из расчета четыре поколения за столетие), то окажется, что средняя скорость эволюции составляла менее одной сотой кубического сантиметра на поколение. Карикатурный градуалист, наверное, решил бы, что преобразование шло медленно и неуклонно: из поколения в поколение сыновья были чуть-чуть (на 0,01 см³) мозговитее своих отцов. По-видимому, дополнительная сотая доля кубического сантиметра должна была давать каждому следующему поколению заметные преимущества для выживания.

Но эта величина ничтожна по сравнению с существующим разбросом в размере мозга, наблюдаемом нами у современных людей. Так, часто упоминается тот факт, что у писателя Анатоля Франса — совсем не дурака и нобелевского лауреата — головной мозг был меньше 1000 см³ в объеме. Известны и люди, находящиеся на другом конце спектра, с мозгом более 2000 см³: в качестве примера нередко приводится Оливер Кромвель, хотя я и не знаю, на основании каких источников. Прибавка в 0,01 см³ за поколение — по мнению карикатурного градуалиста, дававшая нашим предкам ощутимые преимущества, — это всего-навсего одна стотысячная от разницы между мозгами Анатоля Франса и Оливера Кромвеля! Хорошо, что карикатурных градуалистов на самом деле не бывает.

Ну хорошо, градуалисты такого рода — это не более чем выдуманная карикатура, ветряная мельница для донкихотствующих пунктуалистов. А возможны ли какие-то иные градуалисты, которые существуют в действительности и чьи убеждения не абсурдны? Я собираюсь показать, что ответ на этот вопрос утвердителен и что к этим другим градуалистам относятся все серьезные эволюционисты — в том числе и те, кто называет себя пунктуалистами. Однако нам необходимо понять, с чего пунктуалисты вдруг решили, будто их взгляды революционны и будоражат воображение. Весь сыр-бор начался из-за несомненного наличия “пробелов” в палеонтологической летописи. К этим-то пробелам мы сейчас и перейдем.

Дарвин и его последователи отдавали себе отчет в том, что, расположив все имеющиеся у нас ископаемые останки в хронологическом порядке, мы отнюдь не получим плавную последовательность едва заметных изменений. То есть долговременные эволюционные тенденции мы различить, конечно же, сможем: ноги становились более длинными, черепа — более выпуклыми и т. п. Но в геологической летописи эти изменения обычно выглядят резкими, а не плавными. Дарвин и большинство дарвинистов объясняли прерывистость геологической летописи ее несовершенством. С их точки зрения, полная коллекция ископаемых, если бы она имелась, демонстрировала бы постепенные, а не резкие преобразования. Но поскольку окаменение останков — это дело случая, а находка окаменелостей — тоже случайность, и едва ли не более редкая, в результате мы имеем некое подобие кинофильма, большинство кадров которого утрачены. При его просмотре мы, безусловно, можем увидеть своего рода “движения”, но движения эти будут еще более отрывистыми, чем у Чарли Чаплина, поскольку даже самый старый и некачественный фильм Чарли Чаплина не терял девяти десятых своих кадров.

В 1972 году американские палеонтологи Найлз Элдридж и Стивен Джей Гульд выдвинули теорию прерывистого равновесия, в которой попытались объяснить имеющуюся картину совершенно иначе. Они исходили из гипотезы, что, возможно, на самом деле палеонтологическая летопись не такая уж и неполная. Возможно, наблюдаемые “пробелы” являются отражением каких-то реальных событий, а не просто досадным, но неизбежным следствием нехватки ископаемого материала. Что если, предположили Элдридж и Гульд, эволюция действительно двигалась резкими скачками, которые чередовались с продолжительными периодами “стазиса”, когда в рассматриваемом ряду поколений никаких эволюционных изменений не происходило вообще?

Прежде чем перейти к тем “резким скачкам”, которые они имели в виду, упомяну о тех возможных значениях словосочетания “резкие скачки”, которых они определенно в виду не имели. Эти значения следует сразу же убрать с дороги, покуда они никого не сбили с толку. И Элдридж, и Гульд, несомненно, согласились бы с тем, что некоторые серьезные пробелы в геологической летописи действительно связаны с ее несовершенством. В том числе и очень большие пробелы. К примеру, кембрийские горные породы, возникшие около 600 млн лет назад, являются самыми древними из тех, в которых встречаются останки большинства современных групп беспозвоночных. И многие из этих окаменевших организмов, впервые появившись в палеонтологической летописи, находятся уже на продвинутых стадиях эволюции. Как будто бы их туда заселили безо всякой эволюционной предыстории. Надо ли говорить, что эта кажущаяся внезапность безмерно радует креационистов? Однако эволюционисты всех мастей полагают, что на самом деле перед нами очень большой пробел в палеонтологической летописи, связанный просто-напросто с тем, что по каким-то причинам от периодов, протекавших ранее 600 млн лет назад, сохранилось очень мало ископаемых. Одно из убедительных предположений состоит в том, что многие из тогдашних животных были целиком мягкотелыми: не было ни раковин, ни костей, которые могли бы окаменеть. Если вы креационист, вы можете счесть этот аргумент предвзятым. Я же всего-навсего хочу сказать, что, когда речь идет о пробелах такого масштаба, разница между объяснениями пунктуалистов и градуалистов отсутствует. И те и другие с презрением относятся к так называемым научным креационистам, считая, что самые крупные пробелы — это действительно пробелы, вызванные подлинными изъянами в геологической летописи. И те и другие равно согласны с тем, что единственное альтернативное объяснение внезапному появлению стольких сложных типов животных в кембрийском периоде — это божественное творение, и как те, так и другие эту альтернативу отвергают.

Существует и еще одно возможное значение фразы “эволюция движется резкими скачками”, которого Элдридж и Гульд также не имели в виду — по крайней мере в большинстве своих работ. В принципе можно себе представить, что некоторые из явных “пробелов” в палеонтологической летописи на самом деле являются отражением внезапных изменений, происходивших за одно поколение. Теоретически можно допустить, что промежуточных форм действительно не было, что крупные эволюционные преобразования совершались одним махом. Сын мог родиться настолько непохожим на своего отца, что их с уверенностью можно было бы отнести к разным видам. Такой сын был бы мутантной особью, и мутация была бы столь значительной, что вполне заслуживала бы именоваться макромутацией. Эволюционные теории, опирающиеся на макромутации, получили название “сальтационных” от латинского saltus, то есть “прыжок”. Теорию прерывистого равновесия часто путают с истинным сальтационизмом, и потому нам необходимо обсудить здесь, что же такое сальтация и почему она не может быть существенным фактором эволюции.

Несомненно, макромутации — мутации, обладающие мощным эффектом, — время от времени случаются. Следовательно, вопрос не в том, случаются они или нет, а в том, играют ли они роль в эволюции. Иначе говоря: включаются эти мутации в генофонд вида или же, напротив, всегда элиминируются естественным отбором? Знаменитый пример макромутации — мутация antennapaedia у плодовой мушки. В норме антенны насекомых имеют нечто общее с ногами и закладываются в эмбриональном развитии сходным образом. Однако разница между этими двумя типами конечностей тоже весьма велика, и используются они совершенно в различных целях: ноги — чтобы ходить, а антенны — как орган осязания, обоняния и прочей чувствительности. Дрозофилы с мутацией antennapaedia являются уродцами, у которых антенны вырастают в точности такими же, как ноги. Можно сформулировать по-другому: это мушки, у которых нет антенн, но есть лишняя пара ног, растущая из углублений, предназначенных для антенн. Это именно мутация, то есть ошибка, возникающая при копировании ДНК. И она действительно передается по наследству, если мутантных мушек содержать в “тепличных”, лабораторных условиях, где они живут достаточно долго, чтобы успеть размножиться. В дикой же природе им не выжить, так как их движения затруднены, а важнейшие органы чувств дефектны.

Итак, макромутации происходят. Но имеют ли они эволюционную значимость? Так называемые сальтационисты полагают, что при помощи макромутаций крупные эволюционные скачки могут совершаться за одно поколение. Истинным сальтационистом был Рихард Гольдшмидт, с которым мы встречались в главе 4. Если бы сальтационизм оказался правдой, тогда явные “пробелы” в палеонтологической летописи вовсе не обязательно было бы считать пробелами. К примеру, на переход от австралопитека со скошенным черепом к Homo sapiens с куполообразным черепом потребовался бы, с точки зрения сальтациониста, один-единственный макромутационный шаг. Не исключено, что внешне представители двух этих видов различаются меньше, чем нормальная дрозофила и дрозофила с мутацией antennapaedia, и теоретически возможно, что самый первый Homo sapiens был уродливым (и, вероятно, подвергшимся гонениям и издевательствам) ребенком двух нормальных родителей-австралопитеков.

У нас есть немало оснований решительно отвергнуть все подобные сальтационистские теории. Один, довольно скучный, аргумент состоит в том, что, возникай новые виды таким образом, их представителям было бы проблематично найти себе полового партнера. Но эта причина представляется мне менее убедительной и интересной, чем две другие, уже проглядывавшие между строк тогда, когда речь шла о том, почему в Стране биоморф прыжки на большие расстояния непозволительны. Первую из этих двух идей высказал великий статистик и биолог Р. Э. Фишер, упоминавшийся по другим поводам в предыдущих главах. В те времена, когда сальтационизм был куда в большей моде, чем теперь, Фишер стал одним из самых непримиримых его противников. Он пользовался следующей аналогией. Представьте себе, говорил он, микроскоп, который почти точно (но все же не вполне точно) наведен на фокус, а в остальном же прекрасно отлажен для того, чтобы четко видеть. Какова вероятность того, что, сделав какое-либо случайное изменение настроек (в данной аналогии соответствующее мутации), мы увеличим резкость и улучшим общее качество изображения? Вот что писал Фишер:

Достаточно очевидно, что у любого крупного преобразования шансы усовершенствовать настройку крайне невелики, а любое изменение, во много раз меньшее, чем те, которые способны сознательно произвести инженер или оператор, приведет к улучшению с вероятностью, почти в точности равной одной второй.

Как я уже отмечал, то, что Фишеру было “нетрудно видеть”, требовало от обычных ученых изрядного напряжения умственных сил. Так же справедливо это и по отношению к тому, что казалось ему “достаточно очевидным”. Тем не менее по зрелом размышлении почти всегда оказывается, что он был прав, а в данном случае мы можем, к вящему своему удовлетворению, убедиться в этом без особого труда. Напоминаю: мы исходим из того, что фокусировка у микроскопа уже практически точная. Предположим, объектив расположен несколько ниже, чем это требуется для того, чтобы фокус был идеальным, — к примеру, на одну лишнюю десятую дюйма ближе к препарату. Теперь давайте сдвинем его в случайном направлении совсем чуть-чуть — скажем, на одну сотую дюйма. Каковы шансы, что резкость станет лучше? Ну, если мы переместим его на одну сотую дюйма вниз, тогда фокусировка еще больше разладится. Если же мы поднимем его на одну сотую дюйма, изображение станет лучше. Поскольку мы двигаем объектив в случайном направлении, то вероятность каждого из этих двух исходов равна одной второй. Чем меньше производимое изменение по отношению к первоначальной ошибке, тем ближе вероятность улучшения подходит к значению ?. Таким образом, вторую часть фишеровского утверждения можно считать полностью обоснованной.

Ну а теперь представим себе, что мы подвинули объектив микроскопа, тоже в случайном направлении, на большое расстояние (это будет эквивалентно макромутации) — скажем, на целый дюйм. Здесь уже неважно, куда именно, вверх или вниз, произошло перемещение — резкость в любом случае упадет. Если окажется, что мы объектив опустили, то теперь он будет находиться на расстоянии одной целой одной десятой дюйма от своего идеального местоположения (и, по всей видимости, раздавит препарат). Если же мы случайно его подняли, то теперь он удален от идеальной позиции на девять десятых дюйма. А до этого он был удален от нее всего лишь на одну десятую дюйма, так что вне зависимости от направления наш большой — “макромутационный” — сдвиг был во вред. Мы произвели вычисления для двух изменений: очень большого (макромутации) и очень малого (микромутации). Такие же вычисления можно проделать и для сдвигов на любые промежуточные расстояния, но в этом нет необходимости. Думаю, теперь уже действительно достаточно очевидно, что чем меньше совершаемое нами изменение, тем ближе мы подходим к тому пределу, где вероятность улучшения составляет одну вторую, а чем оно больше, тем ближе мы подходим к другому пределу, где вероятность улучшения равна нулю.

От внимания читателя вряд ли ускользнула зависимость всех этих рассуждений от исходного допущения, что фокусировка микроскопа была довольно-таки неплохо настроена еще до того, как мы начали производить случайные преобразования. Если первоначально объектив находится на расстоянии 2 дюймов от идеальной позиции, тогда случайный сдвиг на 1 дюйм, так же как и случайный сдвиг на одну сотую дюйма, может улучшить изображение с вероятностью 50 %. Макромутации при таком раскладе выглядят даже предпочтительнее, поскольку они быстрее могут привести микроскоп в состояние фокуса. Разумеется, в этом случае доводы Фишера будут применимы к мегамутациям — скажем, к перемещению объектива на 6 дюймов в случайном направлении.

Тогда на каком же основании Фишер позволил себе исходное допущение, что микроскоп уже находился практически в фокусе? Это допущение вытекает из той роли, которую играет микроскоп в данной метафоре. Микроскоп после случайного изменения настроек символизирует мутантное животное. А микроскоп в исходном положении обозначает здесь нормального, немутантного родителя нашего воображаемого мутанта. Раз организм является родителем, значит, он сумел прожить достаточно долго для того, чтобы успеть размножиться, и следовательно, не может быть совсем уж плохо отлажен. Точно так же и микроскоп до произведенного нами случайного сдвига не мог быть совсем уж не в фокусе, иначе животное, которое он олицетворяет в этой аналогии, просто не выжило бы. Это всего лишь метафора, и нет нужды дискутировать о том, что именно здесь подразумевается под “совсем уж”: целый дюйм, десятая доля дюйма или тысячная доля дюйма. Важно то, что, рассматривая мутации, масштабность которых последовательно увеличивается, мы обязательно дойдем до такой точки, начиная с которой мутация будет оказываться благотворной с тем меньшей вероятностью, чем значительнее производимое ею изменение. И наоборот: рассматривая мутации, масштабность которых последовательно уменьшается, мы обязательно найдем такую точку, начиная с которой любое преобразование будет оказываться полезным с вероятностью 50 %.

Таким образом, полемика о том, могут ли макромутации, подобные antennapaedia, оказываться благоприятными (или хотя бы безвредными) и, следовательно, вести к эволюционным преобразованиям, сводится к тому, насколько “макроскопической” является та или иная рассматриваемая нами мутация. Чем более мутация будет “макро-”, тем скорее она окажется пагубной и тем менее вероятно, что она сможет внести вклад в эволюцию вида. Собственно говоря, практически все мутации, которые изучаются в генетических лабораториях (и являются довольно-таки макроскопическими — в противном случае генетики не обратили бы на них внимания), вредны для своих обладателей. (Как это ни забавно, мне приходилось встречать людей, считающих, что данный факт свидетельствует против дарвинизма!) Итак, фишеровская аналогия с микроскопом дает нам основание быть настроенными скептически по отношению к “сальтационистским” теориям эволюции — по крайней мере к наиболее экстремальным из них.

Другое общее соображение, отрицающее возможность подлинных эволюционных скачков, тоже является статистическим по своей сути, и его убедительность точно так же количественно зависит от того, насколько крупна постулируемая нами мутация. В данном случае речь идет о сложности происходящих преобразований. Многие, если не все интересующие нас эволюционные изменения представляют собой усложнения. Такой пример чрезвычайной сложности, каким является уже обсуждавшийся в предыдущих главах глаз, здесь очень показателен. Животные с глазами, подобными нашим, произошли от предков, совсем не имевших глаз. Крайний приверженец сальтационизма мог бы предположить, что для всей этой эволюции понадобился один-единственный мутационный скачок. У родительской особи вообще не было глаз — на их месте находилась голая кожа. И этот родитель произвел на свет ненормального потомка с полностью сформированными глазами, укомплектованны ми регулирующим фокусировку гибким хрустали ком, зрачком, работающим как “диафрагма для затемнения”, сетчаткой с миллионами трехцветных фотоэлементов, а также всеми необходимыми нервами, должным образом подведенными к мозгу, чтобы обеспечивать четкое, стереоскопическое цветное зрение.

В модели с биоморфами мы исходили из того, что такого усовершенствования сразу по многим направлениям произойти не могло. Напомню вкратце, какими были основания для этой точки зрения. Чтобы сделать глаз из ничего, требуется не просто какое-то одно усовершенствование, а большое количество преобразований. Каждое из этих преобразований само по себе достаточно невероятно — но не настолько невероятно, чтобы быть совершенно невозможным. Чем больше необходимое число улучшений, тем меньше вероятность того, что все они произойдут враз. Такое совпадение равносильно тому, чтобы совершить в Стране биоморф прыжок на большое расстояние и приземлиться точно в заданном месте. Когда речь идет о достаточно большом количестве необходимых преобразований, их одновременность столь невероятна, что, в сущности, невозможна. Этим доводам мы уделили немало времени, но, может быть, все же будет небесполезно провести разграничение между двумя типами гипотетических макромутаций: оба они на первый взгляд отвергаются данным “аргументом от сложности”, но на самом деле аргумент от сложности действителен только против одного из них. По причинам, которые вскоре станут понятны, я назову их “макромутациями по типу “Боинга-747” и “макромутациями по типу удлиненного DC8”.

“Макромутации по типу “Боинга-747” — это и есть те самые, которые исходя из приведенных рассуждений невозможны. Названы они в честь достопамятного заблуждения, высказанного сэром Фредом Хойлом, астрономом, насчет теории естественного отбора. Якобы естественный отбор настолько невероятен, что его можно сравнить с ураганом, который пронесся над свалкой и случайно собрал “Боинг-747”. Как мы могли видеть в главе 1, к естественному отбору это сравнение совершенно не подходит, но зато тут видна хорошая аналогия с представлениями о том, будто некоторые макромутации могут давать начало эволюционным изменениям. Собственно, главная ошибка Хойла состояла в том, что он, в сущности, думал (сам того не осознавая), будто естественный отбор действительно нуждается в макромутациях. Образ полностью сформированного глаза, обладающего всеми перечисленными выше качествами и возникшего на месте гладкой кожи, в самом деле так же фантастичен, как и ураган, собирающий “Боинг-747”. Вот почему я назвал такую разновидность гипотетических макромутаций “макромутациями по типу “Боинга-747”.

А “макромутации по типу удлиненного DC8” — это такие мутации, воздействие которых может быть весьма значительным, однако сложность преобразований на поверку оказывается не столь велика. Удлиненный DC8 — это авиалайнер, сделанный на основе предыдущей модели — DC8. Он похож на DC8, но отличается более вытянутым фюзеляжем. Это преобразование является улучшением по крайней мере с одной точки зрения: удлиненный DC8 способен вместить больше пассажиров по сравнению с классическим DC8. Поскольку речь идет о существенном увеличении длины, это улучшение вполне можно сравнить с макромутацией. Более того, на первый взгляд, это сложное преобразование. Удлинить фюзеляж авиалайнера — это ведь не только прирастить корпус. Также необходимо удлинить бесчисленные трубки, тросы, пневмопроводы и электрические кабели. Еще придется добавить изрядное количество сидений, пепельниц, лампочек, 12-канальных переключателей музыки и вентиляторов. Может показаться, что удлиненный DC8 устроен гораздо сложнее, чем обычный DC8, но так ли это на самом деле? Нет, не так — по крайней мере в том смысле, что все “новшества” удлиненного самолета относятся к категории “опять то же самое, только в большем количестве”. У биоморф из главы 3 нередко наблюдаются макромутации подобного рода.

Какое же отношение все это имеет к мутациям у животных в реальном мире? Ответ таков: некоторые мутации, случающиеся в природе, становятся причиной масштабных изменений, очень похожих на переход от DC8 к удлиненному DC8, и некоторые из таких мутаций, тоже будучи в каком-то смысле “макромутациями”, определенно вносят свой вклад в эволюцию. Например, количество позвонков у змей намного больше, чем у их предков. Мы могли бы быть в этом уверены, даже не будь у нас никаких ископаемых останков, поскольку число позвонков у змей существенно выше, чем у ныне живущих родственных им групп организмов. Более того, для разных видов змей характерно разное количество позвонков, а это означает, что за то эволюционное время, которое отделяет змей от их общего предка, количество позвонков менялось, причем довольно часто.

Но ведь для того, чтобы изменить у животного количество позвонков, недостаточно просто запихнуть в него дополнительную косточку. Каждый позвонок связан со своим собственным набором нервов, кровеносных сосудов, мышц и т. д., точно так же как и каждый ряд сидений в авиалайнере имеет свой набор подушек, подголовников, гнезд для наушников, лампочек для чтения с подведенными к ним проводами и т. д. Срединный отрезок тела змеи, так же как и срединный отрезок корпуса самолета, состоит из некоторого числа сегментов, многие из которых в точности похожи друг на друга, как бы сложно они ни были устроены. Таким образом, для того чтобы увеличить количество сегментов, требуется всего-навсего сделать простое удвоение. Когда уже существуют генетические механизмы (неимоверно сложные механизмы, на создание которых ушли многие поколения постепенной, пошаговой эволюции) для построения одного змеиного сегмента, новые сегменты могут быть добавлены при помощи единичной мутации. Если рассматривать гены как “набор инструкций для развивающегося зародыша”, то ген добавления новых сегментов может попросту гласить: “Повторить еще раз”. Думаю, что инструкции по изготовлению первого удлиненного DC8 выглядели примерно так же.

Можно не сомневаться: в эволюции змей число позвонков всегда изменялось на целые, а не на дробные числа. Нельзя представить себе змею с 26,3 позвонка. Их либо 26, либо 27, и очевидно, что бывали такие случаи, когда у появившейся на свет змеи оказывалось хотя бы на один позвонок больше, чем у ее родителей. А это означает, что она получала и весь дополнительный “пакет” нервов, кровеносных сосудов, мышечных элементов и т. д. Выходит, что такая змея была в некотором роде макромутантом, но только в слабом значении этого слова — “по типу удлиненного DC8”. Легко можно предположить, что иногда за один мутационный шаг появлялись змеи сразу с полудюжиной лишних позвонков. “Аргумент от сложности”, доказывающий невозможность скачкообразной эволюции, неприменим к макромутациям по типу удлиненного DC8, потому что если внимательно посмотреть на природу вызываемых ими изменений, то на самом деле это и не макромутации вовсе. Их можно принять за макромутации, только наивно рассматривая “готовое изделие” — взрослую особь. Но если взглянуть на процессы эмбрионального развития, то окажется, что речь идет о микромутациях — в том смысле, что заметные эффекты, проявляющиеся у взрослой особи, возникают в результате незначительного изменения эмбриональных инструкций. То же самое относится и к мутации antennapaedia у плодовой мушки, и ко многим другим так называемым гомеозисным мутациям.

Этим я завершаю свое отступление, посвященное макромутациям и скачкообразной эволюции. Оно было необходимо, поскольку теорию прерывистого равновесия часто путают со скачкообразной эволюцией. Но все же это было отступление, и теперь оно подошло к концу, ибо главная тема настоящей главы — это теория прерывистого равновесия, которая в действительности никак не связана ни с макромутациями, ни с подлинным сальтационизмом.

Итак, “пробелы”, о которых ведут речь Элдридж с Гульдом и прочие “пунктуалисты”, возникли никак не в результате настоящих эволюционных скачков, и они во много-много раз меньше тех пробелов, которые приводят в радостное возбуждение креационистов. Более того, первоначально Элдридж и Гульд преподносили свою теорию не как радикальное и революционное опровержение обычного, “традиционного” дарвинизма, за которое ее стали выдавать впоследствии, а как нечто вытекающее из общепризнанного традиционного дарвинизма, если понимать его правильно. Для того чтобы достичь этого правильного понимания, нам, боюсь, понадобится еще одно отступление — на сей раз в область того, каким образом происходит возникновение новых видов или, как еще говорят, “процесс видообразования”.

Дарвин отвечал на вопрос о происхождении видов в общих чертах так: виды происходят от других видов. Кроме того, генеалогическое древо жизни ветвится, то есть несколько современных видов могут вести свою родословную от одного общего предка. Так, львы и тигры принадлежат в настоящее время к разным видам, однако и те и другие произошли от одного и того же предкового вида, что случилось, по всей вероятности, не так давно. Возможно, этот предковый вид был одним из этих двух, или это был какой-то третий, ныне существующий вид, или же этот предковый вид теперь вымер. Другой пример — человек и шимпанзе. Сегодня это определенно два разных вида, но несколько миллионов лет назад их предки принадлежали к одному и тому же виду. Процесс видообразования состоит в том, что из одного вида получается два, один из которых может оставаться все тем же исходным видом.

Трудность же здесь состоит в следующем. Все представители исходного вида, который мог бы дать начало виду новому, способны скрещиваться друг с другом — собственно, для многих это и есть определение понятия “вид”. Следовательно, всякий раз, когда будет начинаться “отпочкование” нового вида, есть опасность, что этому процессу помешает наличие свободного скрещивания. Легко представить себе, как потенциальным предкам львов и потенциальным предкам тигров никак не удается разойтись из-за того, что они продолжают скрещиваться друг с другом и потому остаются похожими друг на друга. Кстати говоря, пусть вас не вводят в заблуждение слова “помешает” или “не удается” — не подумайте, часом, будто бы предкам львов и тигров в каком-то смысле “хотелось” разделиться на два вида. Просто нам известен тот факт, что дивергенция этих двух видов произошла, а наличие такого явления, как свободное скрещивание, делает для нас затруднительным понимание того, каким образом это могло случиться.

Можно почти не сомневаться в том, что чаще всего основное решение этой проблемы лежит на поверхности. Если предки львов и предки тигров окажутся в разных частях света, где они не смогут скрещиваться друг с другом, то никакой проблемы свободного скрещивания не будет. Разумеется, они не уходили на разные континенты специально, чтобы эволюционировать в разных направлениях, — они понятия не имели, что впоследствии дадут начало львам или тиграм! Но если принять как данность то, что исходный единый вид разбрелся по разным континентам — допустим, кто-то пошел в Африку, а кто-то в Азию, — тогда те особи, которые оказались в Африке, больше не могли скрещиваться со своими азиатскими собратьями, просто потому что никогда не встречались с ними. Если имелись какие-то предпосылки к тому, чтобы эти животные эволюционировали в различных направлениях — под действием естественного отбора ли, по воле ли случая, — возможность скрещивания более не мешала им дивергировать и стать в итоге двумя разными видами.

Для большей ясности я вел речь о разных континентах, но данный принцип географического разделения точно так же может относиться к животным, оказавшимся по разные стороны пустыни, горного хребта, реки и даже автомагистрали. Также он применим и к тем животным, которых не разделяют никакие преграды, кроме расстояния как такового. Землеройки из Испании не имеют возможности скрещиваться с землеройками из Монголии и могут эволюционировать независимо от монгольских землероек даже в том случае, если на всем пространстве от Испании до Монголии землеройки беспрепятственно передвигаются и скрещиваются друг с другом. Тем не менее роль географического разделения при видообразовании нагляднее видна на примере осязаемых физических барьеров, таких как море или горная гряда. Группы островов представляют собой, судя по всему, настоящие питомники новых видов.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.