Глава 9. Пунктуация пунктуализма

Глава 9. Пунктуация пунктуализма

Согласно Книге Исхода[21], сынам израилевым потребовалось 40 лет, чтобы перейти Синайскую пустыню и достичь Земли Обетованной. Расстояние там — примерно 200 миль (322 км.). Следовательно, средняя скорость их перемещения составила примерно 24 ярда (22 м.) в день или 1 ярд в час; ну ладно — 3 ярда в час, если учесть ночные стоянки. Но проделав эти вычисления, мы получили нелепо медленную среднюю скорость — намного меньше скорости перемещения вошедшей в пословицы улитки (как это ни невероятно, но, согласно книге рекордов Гиннеса, мировой рекорд скорости перемещения улитки составляет 55 ярдов в час (50 м/час)). Впрочем, никто, конечно, не полагает, что эта средняя скорость непрерывно и равномерно поддерживалась в реальности. Очевидно иудеи путешествовали урывками, подолгу стоя лагерем на одном месте, а затем снова перемещались. Вероятно, многие из них не очень ясно понимали, что они двигаются в каком-то конкретном направлении — они блуждали петлями от оазиса к оазису, как обычно делают кочевники-скотоводы в пустыне. Повторюсь — никто всерьёз не полагает, что в пути они постоянно поддерживали среднюю равномерную скорость перемещения.

Но теперь представьте себе, что на сцене внезапно возникли два речистых молодых историка, говорящие нам, что дескать библейская история была под властью «градуалистической» исторической школы. И мы слышим, что «градуалистические» историки, оказывается, буквально верят, что иудеи путешествовали по 24 ярда в день — они складывали палатки каждое утро, ползли 24 ярда в восточно-северо-восточном направлении и затем разбивали лагерь снова. И далее мы слышим, что единственная альтернатива «градуализму» — это динамичная, новая «пунктуалистская» историческая школа. Согласно радикальным молодым пунктуалистам, Иудеи провели большую часть этого времени в «стазисе», стоя лагерем на одном месте, и совсем никуда не двигались, часто по несколько лет. Затем они двигались, довольно быстро, к новой лагерной стоянке, где они снова оставались в течение нескольких лет. Их продвижение к Земле Обетованной было не постепенным и непрерывным, но отрывочным: длительные периоды застоя прерывались краткими периодами быстрого движения. Кроме того, импульсы их движения были не всегда направлены к Земле Обетованной, но напротив, почти всегда были направлены случайно. Лишь если смотреть ретроспективно, в крупном масштабе макромиграций, можно увидеть тенденцию смещения в направлении Земли Обетованной.

Красноречие этих пунктуалистов библейской истории таково, что они стали сенсацией в СМИ. Их портреты украшают обложки массовых журналов новостей. Ни один телевизионный документальный фильм о библейской истории не обходится без интервью с, по крайней мере, одним ведущим пунктуалистом. Люди, ничего не знающие о библейских знаниях, помнят только один факт: в тёмные дни перед внезапным появлением пунктуалистов на сцене, все понимали библию неправильно. Обратите внимание, что степень популярности пунктуалистов никак не связана со степенью их правоты. Достаточно утверждения, что предшествующие авторитеты были «градуалистами», и они были неправы. Пунктуалистов слушают потому, что подают себя как революционеров, а не потому, что они правы.

Моя история про пунктуалистов библейской истории, конечно, выдумана. Это притча об аналогичном противоречии между учёными, изучающими биологическую эволюцию. В некоторых отношениях она несправедлива, но тем не менее в ней достаточно правды, чтобы её рассказ в начале этой главы был оправдан. Среди биологов-эволюционистов существует широко разрекламированная школа, сторонники которой называют себя пунктуалистами; они придумали термин «градуалисты» для своих наиболее влиятельных предшественников. Они наслаждались огромной популярностью у публики, которая почти ничего не знает об эволюции, и это — в значительной степени результат подачи их взглядов, и не столько ими самими, сколько заштатными репортёрами, как радикально отличных от взглядов предыдущих эволюционистов, особенно Чарльза Дарвина. В этом моя библейская аналогия вполне справедлива.

А несправедлива она в том, что в притче, библейские историки-«градуалисты» были очевидно несуществующими подставными фигурами, сфабрикованными пунктуалистами. В случае эволюционных «градуалистов», факт их несуществования, фиктивности, не совсем очевиден. Нужно пояснить. Можно интерпретировать слова Дарвина и многих других эволюционистов, как в сущности градуалистские, но тогда важно понять, что слово «градуалист» может быть интерпретировано различно и означать разные вещи. Собственно, я предложу такую интерпретацию слова «градуалист», согласно которой градуалистом будет практически каждый. В эволюционном случае, в отличие от притчи про сынов израилевых, есть настоящее скрытое противоречие, но это настоящее противоречие касается мелких деталей, которые даже отдалённо не имеют той важности, которая бы оправдала эту шумиху в СМИ. Первыми «пунктуалистами» среди эволюционистов были палеонтологи. Палеонтология — изучение окаменелостей. Это очень важная часть биологии, потому что все эволюционные предшественники давно умерли, и окаменелости дают нам единственные прямые свидетельства о животных и растениях отдалённого прошлого. Если мы хотим знать, на что были похожи наши эволюционные предшественники, то окаменелости — наша главная надежда. Как только люди поняли, что такое окаменелости в действительности (предыдущие воззрения предполагали, что это — создания дьявола, или что это кости несчастных грешников, утонувших в великом потопе), стало ясно, что любая эволюционная теория должна иметь какие-то виды на ископаемую летопись. Но были некоторое разногласия насчёт того, какие именно, и в этом частично и заключаются споры вокруг пунктуализма.

Нам повезло, что вообще существуют окаменелости. Это замечательно счастливый факт геологии, что кости, раковины и другие твёрдые части животных, прежде чем разрушиться, могут иногда оставлять отпечатки, которые позже служат формой для отливки затвердевающего камня, оставляющего постоянную память о животном. Мы не знаем, какая доля животных оставляет окаменелости после смерти — лично я счёл бы за честь превратиться в окаменелость; впрочем, это так, к слову. Однако, сколь бы малой ни была доля окаменевающих существ, ископаемая летопись должна отвечать определённым законам, соблюдения которых будет ожидать любой эволюционист. Например, мы должны быть очень удивлены, найдя ископаемых людей, появившихся в летописи до того, как предположительно появились млекопитающие! Если бы в 500-миллионолетних скалах обнаружился единственный достоверный череп млекопитающего, то вся современная эволюционная теория была бы разрушена до основания. Вот, кстати достаточный ответ на «утку», запущенную креационистами и поддерживающими их журналистскими писаками, что дескать вся эволюционная теория — «нефальсифицируемая» тавтология. Именно по этой причине, как это ни смешно, креационисты так цепляются за поддельные человеческие следы, выдолбленные в приступе депрессии глупым туристом в слоях динозавров штата Техас.

Так или иначе, но если мы упорядочим наши подлинные окаменелости по возрасту — от старейшей до самой молодой, то согласно эволюционной теории, должна получится некоторая организованная последовательность, а не хаотичная смесь. Главная мысль этой главы предполагает, что согласно различным версиям эволюционной теории, например «градуализму» и «пунктуализму», эта упорядоченность должна быть разного вида. Такие предсказания могут быть проверены только в том случае, если у нас есть какие-то средства датировки окаменелостей или, по крайней мере, знания порядка, в котором они откладывались. Проблемы датирования окаменелостей и решения этих проблем, требуют краткого отступления, первого из нескольких — в угоду желаниям читателей. Это необходимо для раскрытия главной темы этой главы.

Мы уже давно знали, как упорядочить окаменелости в порядке их отложения. Метод вытекает из самого слова «откладывались». Очевидно, что более современные окаменелости откладывались, как правило, поверх более старых, а не снизу от них, и поэтому в слоях скал они лежат выше. Иногда тектоническое движение пластов может переворачивать их буквально вверх тормашками; при этом конечно, упорядоченность окаменелостей, когда мы раскапываем их сверху, будет инверсной; но это бывает достаточно редко, и эта инверсия обычно очевидна. И хотя мы редко находим полную историческую летопись, раскапывая сверху отложения любого данного региона, мы можем составить хорошую летопись, складывая части, полученные в различных регионах (хотя я использую образ «раскапывания вниз», палеонтологи редко раскапывают слои буквально — вниз слой за слоем; чаще они находят окаменелости, уже вскрытые эрозией или хозяйственной деятельностью человека на различных глубинах). Задолго до разработки методов датирования окаменелостей в абсолютных миллионах лет, палеонтологи разработали надёжную схему геологических эр, и они знали в мелких подробностях, какая эра следовала за какой. Некоторые виды раковин — настолько надёжные индикаторы возраста камней, что используются как один из главных индикаторов, используемых нефтеразведчиками в полевых условиях; однако, сами по себе они могут сообщить нам только относительный возраст слоя, но никак не его абсолютную величину.

Развитие физики позже дало нам методы установления абсолютных дат камней (и окаменелостей, их содержащих), в миллионах лет. Эти методы используют тот факт, что различные радиоактивные элементы распадаются с точно известной скоростью. Они подобны точным миниатюрным секундомерам, кстати для нас встроенным в толщу пород. Каждый секундомер стартует в тот момент, когда порода образуется. Всё, что нужно сделать палеонтологам, так это откопать их и считать это время с циферблата. Разные виды геологических секундомеров, основанных на радиоактивном распаде, идут с разной скоростью. Секундомер, основанный на распаде радиоактивного изотопа углерода, отщелкивает время с такой большой скоростью, что по прошествии нескольких тысячи лет его завод почти кончается, и эти часы становятся ненадёжны. Этот секундомер полезен для датирования органического материала на шкале археологического и исторического времени, когда мы имеем дело с сотнями или несколькими тысячами лет, но он не имеет смысла на эволюционной временной шкале, когда мы имеем дело с миллионами лет.

Для эволюционной временной шкалы более подходят другие виды часов — такие, как калий-аргонные. Калий-аргонные часы идут так медленно, что совершенно не подходят для датировки по археологически-исторической временной шкале — иное было бы подобно использованию часовой стрелки обычных часов для оценки времени преодоления спринтером стометровой дистанции. Напротив, для оценки времён мегамарафона, которым является эволюция, что-то вроде калий-аргонных часов — это то, что надо. Другими радиоактивными «секундомерами», со своей присущей скоростью хода, являются стронций-рубидиевые и уран-торий-свинцовые часы. Итак, это отступление показало нам, что если палеонтолог располагает окаменелостью, он обычно может узнать время жизни животного на абсолютной временной шкале в миллионах лет. Первыми мы рассмотрели проблемы датировок потому, что как вы помните, мы интересовались предсказаниями того или иного вида ископаемой летописи, которые могут предложить различные варианты эволюционной теории — «пунктуализм» и «градуализм». Теперь настало время обсудить сами эти предсказания.

Для начала предположим, что природа был необычно добра к палеонтологам (или наоборот, недобра, если подумать о вытекающей отсюда дополнительной работе) и сохранила для них окаменелость каждого когда-либо жившего на Земле животного. Если бы мы в самом деле могли видеть такую полную ископаемую летопись, тщательно упорядоченную по времени, то что мы, как эволюционисты, ожидали бы увидеть? Допустим, мы — «градуалисты» в том карикатурном смысле, который обрисован в притче про иудеев. Тогда мы должны бы ожидать что-то вроде следующего. Хронологические ряды окаменелостей будут всегда демонстрировать гладкие эволюционные тенденции со стабильным темпом изменений. Другими словами, если мы рассмотрим три окаменелости, A, B и C, причём А будет предком B, который в свою очередь будет предком C, то мы должны ожидать, что форма B будет пропорционально промежуточна между А и C. Например, если у А были ноги длиной 20 дюймов, а у C были ноги длиной 40 дюймов, то ноги В должны иметь промежуточную длину, пропорциональную времени, протекшему между существованием А и В.

Если мы доведём карикатуру градуализма до её логического конца — как мы вычислили среднюю скорость движения иудеев по Синайской пустыне по 24 ярда в день, то мы можем вычислить средний темп удлинения ног на эволюционной линии, проходящей от А до C. Если, скажем, A жил на 20 миллионов лет ранее, чем C (чтобы отобразить этих абстрактных животных на реальность, скажу, что самый ранний из известных членов семейства лошадей, гиракотерий, жил примерно 50 миллионов лет назад и был размером с терьера), то мы получим эволюционную скорость роста ног 20 дюймов за 20 миллионов лет или одну миллионную дюйма в год. Теперь наш карикатурный градуалист должен бы предположить, что ноги этого животного устойчиво росли с этой очень маленькой скоростью — скажем, четыре миллионных долей дюйма за поколение, если мы принимаем время смены поколений как у лошади — приблизительно 4 года. Градуалист предположительно полагает, что у всех этих миллионов поколений, особи с длиной ног, на четыре миллионных дюйма большей, чем в среднем, имели преимущество над особями с ногами средней длины. Верить в это — то же самое, что верить в то, что иудеи перемещались через Синайскую пустыню по 24 ярда каждый день.

Тот же самое верно и для одного из самых быстрых из известных эволюционных изменений — вспуханию головы человека, начиная от прародителя, раннего австралопитека с объёмом мозга примерно в 500 куб. см., до среднего объёма мозга современного Homo sapiens-а примерно в 1400 куб. см. Это увеличение, примерно на 900 куб. см., почти утроение объёма, произошло не более, чем за три миллиона лет. По эволюционным стандартам, это быстрый темп изменений — мозг похож на раздувающийся воздушный шар, и действительно, в некоторых ракурсах череп современного человека похож на выпуклый, сферический баллон, чем весьма отличается от низкого, со скошенным лбом черепа австралопитека. Но если мы подсчитаем число поколений за три миллиона лет (скажем, примерно четыре за столетие), то получим среднюю скорость эволюции менее одной сотой кубического сантиметра за поколение. Карикатурный градуалист предположительно верит, что имело место медленное и неуклонное изменение, поколение за поколением, такое, что во всех этих поколениях, сыновья были слегка мозговитее отцов, как раз на 0.01 куб. cм. Видимо, предполагается, что дополнительная одна сотая кубического сантиметра, придаёт каждому последующему поколению существенное преимущество при выживании по сравнению с предыдущим поколением.

Но одна сотая кубического сантиметра — крошечная величина в сравнении с разбросом размеров мозга, наблюдающимся у современных людей. Часто цитируется такой факт, что например, писатель Анатоль Франс — отнюдь не дурак и даже нобелевский лауреат — имел размер мозга менее 1000 куб. см., при этом размер мозга другого конца диапазона — в 2000 куб. см. тоже известен — Оливер Кромвель часто приводится в качестве примера, хотя я не знаю, насколько достоверного.[22] Тогда, среднее приращение 0.01 куб. см. «за поколение», которое карикатурный градуалист предполагает дающим существенное преимущество для выживания, оказывается всего лишь «одной стотысячной частью» различий между мозгом Анатоля Франса и Оливера Кромвеля! К счастью, карикатурного градуалиста в действительности не существует.

Ладно, пусть такой градуалист — несуществующая карикатура, вроде ветряной мельницы для копья пунктуалиста, но существуют ли какие-то другие, реальные градуалисты, истинные приверженцы своей веры? Я покажу вам, что ответ на этот вопрос утвердителен, и что ряды градуалистов, в этом втором смысле слова, включают всех разумных эволюционистов, среди которых, если вы тщательно рассмотрите их веру, есть и те, кто называет себя пунктуалистами. Но нам нужно понять, почему пунктуалисты полагали свои взгляды революционными и захватывающими. Всё началось с существования очевидных «пробелов» в ископаемой летописи, и именно к ним мы сейчас и переходим.

Прогрессивные эволюционисты уже со времён Дарвина поняли, что все имеющиеся у нас окаменелости, разложенные в хронологическом порядке, не образуют гладкую последовательность из едва заметных изменений. Разумеется, мы можем различить долговременные тенденции изменений — ноги становятся всё длиннее, черепа — всё выпуклее, и так далее; но эти тенденции, отмечаемые по ископаемой летописи, обычно отрывистые, не гладкие. Дарвин и большинство его последователей предположили, что наблюдается это, главным образом, вследствие неполноты ископаемой летописи. По мнению Дарвина, если бы у нас была полная ископаемая летопись, то она показала бы гладкие, а не отрывистые изменения. Но поскольку превращение в окаменелость — дело редкого случая, а обнаружение этой окаменелости вряд ли более вероятно, то летопись получается похожей на кинопленку, у которой отсутствует большинство кадров. Просматривая наш фильм окаменелостей, мы, конечно, можем видеть какое-то движение, но оно будет более судорожным, чем движения Чарли Чаплина, ибо даже самый старый и исцарапанный фильм Чарли Чаплина не утратил девяти десятых своих кадров.

Американские палеонтологи Нил Элдридж и Стивен Джей Гулд, первыми предложившие теорию пунктированного равновесия в 1972 году, подали её тогда как очень неортодоксальное предложение. Они говорили, что на деле имеющаяся у нас ископаемая летопись не может быть столь неполна, как мы думаем. Возможно, что «пробелы» в ней отражают истинное положение дел, а не досадные, но неизбежные следствия неполноты ископаемой летописи. Они предполагали, что эволюция, возможно, и в самом деле производила в некотором смысле внезапные взрывы развития, прерывающие длительные периоды «стазиса», когда в данной линии не происходило никаких эволюционных изменений.

Прежде, чем мы рассмотрим те внезапные взрывы, которые они имели в виду, скажем, что возможны некоторые разновидности «внезапных взрывов» которые они совершенно определённо в виду не имели. Их нужно исключить из анализа, ибо они могут привести к серьёзным недоразумениям. Элдридж и Гулд, конечно, согласились бы с тем, что некоторые, очень важные пробелы действительно являются следствием изъянов в ископаемой летописи. В том числе — очень большие пробелы. Например, Кембрийские отложения, сформировавшиеся примерно 600 миллионов лет назад, являются самыми старыми отложениями, в которых мы находим большую часть главных групп беспозвоночных. И многие из них обнаруживаются на весьма продвинутой стадии развития — уже при первом своём появлении в отложениях. Как будто они были подсажены туда без какой-либо эволюционной предыстории. Само собой, это внезапное появление восхитило креационистов. Однако эволюционисты всех направлений полагают, что здесь имеет место реальный и очень большой пробел в ископаемой летописи, пробел, возникший просто вследствие того, что по разным причинам очень немногие окаменелости дошли до нас со времён более ранних, чем примерно 600 миллионов лет назад. Одной из таких серьёзных причин могло бы быть отсутствие у многих из этих животных твёрдых раковин или костей, которые только и могут оставлять окаменелости. Если вы — креационист, то вы можете подумать, что это специальная отговорка. Моё же мнение здесь — что когда мы говорим о пробелах такой величины, то уже не может быть никакой разницы в интерпретациях «пунктуалистов» и «градуалистов». Обе школы в равной степени презирают так называемых научных креационистов и обе согласны в том, что главные пробелы реальны и в самом деле являются изъянами в ископаемой летописи. Обе школы согласны в том, что единственным альтернативным объяснением внезапного появления столь многих сложных типов животных в Кембрийском периоде могло бы быть лишь их божественное творение, и обе отклоняют эту альтернативу.

Существует и другое мыслимое объяснение «рывков» эволюции, и это также не то объяснение, которое предлагали Элдридж и Гулд, по крайней мере — в большинстве своих статей. Не исключено, что некоторые из очевидных «пробелов» в ископаемой летописи действительно отражают внезапное изменение в единственном поколении. Не исключено, что и в самом деле никаких промежуточных звеньев никогда не было; а крупные эволюционные изменения имели место сразу. Сын мог родиться настолько отличным от своего отца, что по праву принадлежал бы другому виду, нежели отец. Он был бы мутантной особью, и эта мутация была бы столь велика, что мы были бы должны трактовать её как макромутацию. Теории эволюции, опирающиеся на макромутации, называются теориями «скачков». Так как теорию прерывистого равновесия часто путают с настоящими теориями скачков, то здесь важно их обсудить и показать, почему такие скачки не могут быть значимыми факторами эволюции.

Макромутации — мутации крупных эффектов — несомненно, происходят. И обсуждать следует не возможность их возникновения, а роль, играемую ими в эволюции; другими словами, включаются ли они в генофонд вида, или, напротив, всегда устраняются из него естественным отбором. Самый знаменитый пример макромутации — «антеннопедия» у плодовых мушек. Антенны имеют нечто общее с лапками и у нормальных насекомых, и они сходно развиваются в эмбрионе. Но и различия тоже велики — эти два вида конечностей используются для очень разных целей: лапки — для ходьбы; антенны — для осязания, обоняния и иных сенсорных функций. Антеннопедические мухи — уродцы, у которых антенны развиваются точно так же, как лапки. Или, иначе говоря, это мухи, у которых нет антенн, но есть дополнительная пара лапок, растущих из суставных ямок, где должны быть антенны. Это — настоящая мутация, являющаяся результатом ошибки копирования ДНК. И она точно передаётся по наследству, если антеннопедическая муха содержится в тепличных условиях лаборатории, где она может жить достаточно долго, чтобы размножаться. В дикой природе они бы долго не прожили, так как их движения неуклюжи, а способности восприятия ухудшены.

Да, макромутации случаются в природе. Но играют ли они роль в эволюции? Сторонники теории скачков полагают, что главные скачки в эволюции могли бы происходить в единственном поколении благодаря макромутации. Ричард Голдшмидт, с которым мы встречались главе 4, был истинный сторонник скачков. Если бы сторонники скачков были бы правы, то видимым «пробелам» в ископаемой летописи не требовалось бы быть пробелами как таковыми. Например, сторонник скачков мог бы полагать, что переход от скошенного лба австралопитека к куполообразному черепу Homo sapiens имел место в единственном макромутационном шаге, в единственном поколении. Внешние различия между этими двумя видами, вероятно, были бы меньше, чем различия между нормальной и антеннопедической плодовой мушкой, поэтому теоретически мыслимо, что первый Homo sapiens был ребёнком-уродцем, вероятно, подвергаемый остракизму и гонениям двух нормальных родителей-австралопитеков.

Есть очень серьёзные основания отклонить все такие теории скачков. Одно из них, довольно прозаическое, состоит в том, что, если новый вид действительно возникал в единственном мутационном шаге, то члены нового вида могли бы иметь тяжёлые проблемы с поисками брачных партнёров. Но я нахожу эту причину менее красноречивой и интересной, чем две другие, которые уже упоминались в нашем обсуждении крупных скачков по Стране Биоморфов, и почему они должны быть исключены. На первую из них указал крупный статистик и биолог Р. A. Фишер, с которым мы уже встречались по другим поводам в предыдущих главах. Во времена, когда теории скачков были намного более модны, чем сейчас, Фишер был решительным противником всех их разновидностей. Он предложил следующую аналогию. Предположим, что у нас есть микроскоп, который почти точно, но не абсолютно сфокусирован, а во всех других отношениях хорошо отрегулирован для чёткого видения. Каковы шансы на то, что, если мы произведём какое-то случайное изменение фокусировки микроскопа (аналог мутации), то мы улучшим фокус и общее качество изображения? Фишер сказал:

Вполне очевидно, что любое большое смещение фокусировки с очень маленькой вероятностью улучшит фокусировку, в то же время, в случае изменений намного меньших, чем минимальные из преднамеренно произведённых изготовителем или оператором, шанс улучшения должен быть равен почти точно одной второй.

Я уже отмечал, что Фишер находил «легко понятным» то, что могло потребовать огромных умственных усилий обычных учёных; то же самое верно в отношении того, что Фишер находил «вполне очевидным». Однако дальнейшее обдумывание вопроса почти всегда показывает, что он был прав, и, в данном случае, мы можем доказать это к нашему удовлетворению без особо большого труда. Вспомним, что перед началом опыта наш микроскоп предполагается в состоянии почти точного фокуса. Предположим, что объектив его находится чуть ниже того положения, в котором фокус был бы точным, скажем — на десятую часть дюйма ближе к предметному стеклу. Теперь, если мы переместим объектив на маленькую дистанцию, скажем, на сотую часть дюйма в случайном направлении, то каковы шансы на то, что фокус улучшится? Да, если окажется, что мы сдвинулись вниз, на сотую часть дюйма, то фокус ухудшится. Если же мы случайно сдвинем его на сотую часть дюйма вверх, то фокус станет лучше. Так как мы перемещаем объектив в случайном направлении, то вероятность каждого из этих двух исходов — одна вторая. И чем меньшим будет относительно начальной ошибки это регулирующее движение, тем ближе вероятность улучшения будет к одной второй. Вторая часть утверждения Фишера доказана.

Но теперь предположим, что мы переместили трубку микроскопа на большое расстояние (как бы произвели макромутацию), также в случайном направлении; пусть это будет полный дюйм. В этом случае не имеет значения, в каком направлении мы делаем перемещение — вниз или вверх — в любом случае фокус будет хуже, чем он был ранее. Если мы случайно переместим его вниз, то объектив отдалится от идеального положения на один и одну десятую дюйма (и, вероятно, разобьёт предметное стекло). Если мы случайно переместим его вверх, то он отдалится теперь на девять десятых дюйма от идеала. Перед перемещением он был отдалён лишь на одну десятую дюйма идеального положения, так что любой вариант нашего «макромутационного» большого перемещения сделал только хуже. Мы проделали вычисления для очень большого перемещения («макромутация») и очень маленького («микромутация»). Очевидно, мы можем проделать то же самое перемещений промежуточных величин, но в этом нет никакого смысла. Я думаю, что уже достаточно очевидно, что чем меньшее перемещение мы сделаем, тем более мы приблизимся к одному экстремуму, в котором вероятность улучшения — одна вторая, а чем больше мы сделаем перемещение, тем более мы приблизимся к другому экстремуму, в котором шансы на улучшение равны нулю.

Читатель заметит, что эта аргументация базируется на предположении, что микроскоп уже был уже довольно близок точному фокусу, когда мы начали производить наше случайное регулирование. Если микроскоп изначально был в 2-х дюймах от фокуса, то случайное изменение в 1 дюйм с 50 процентной вероятностью повлечёт улучшение, как впрочем и случайное изменение в одну сотую дюйма. В этом случае «макромутация», вроде бы имеет преимущество, потому, что настраивает фокус быстрее. В этом случае аргументация Фишера будет, конечно, применима к «мегамутациям», — например, движению на 6 дюймов в случайном направлении.

Но почему Фишеру было позволительно выдвигать предположение о первоначально почти точной фокусировке микроскопа? Предположение вытекает из роли микроскопа в этой аналогии. Микроскоп, после случайных манипуляций с его настройкой — аналог мутантного животного. Микроскоп до этих манипуляций — это нормальный, немутантный родитель нашего предполагаемого животного-мутанта. Так как он — родитель, то он, должно быть, жил достаточно долго, чтобы размножаться, и поэтому он не может быть сильно «разрегулирован». Точно так же, микроскоп — до случайного сдвига регулировки, не может быть далёк от фокуса, ибо животное, роль которого он играет в этой аналогии, не могло бы иначе выжить вообще. Это только аналогия, поэтому нет никакого смысла обсуждать, означает ли это «далеко» дюйм, десятую часть или тысячную часть дюйма. Важно здесь то, что, если мы рассматриваем мутации возрастающей величины, то мы дойдём до точки, когда чем больше мутация, тем менее вероятна её выгодность; при этом, если мы рассматриваем мутации уменьшающейся величины, то дойдём до точки, когда вероятность выгодной мутации составит 50 процентов.

Поэтому спор о том, могли ли бы макромутации типа антеннопедии быть в принципе выгодными (или, по крайней мере, не вредными), и следовательно — могли ли бы вызывать эволюционные изменения, упирается в то, насколько «макро» рассматриваемая мутация. Чем более она «макро», тем более вероятно, что она будет вредна, и менее — что она включится в процесс развития вида. Важный факт — практически все мутации, изучаемые в лабораториях генетики, являются весьма «макро» мутациями (иначе генетики не заметили бы их) и вредными для животных (как ни смешно, я встречал людей, полагавших, что это — аргумент против дарвинизма!). Аналогия с микроскопом Фишера высвечивает первую причину для скептицизма насчёт теорий «скачкообразной» эволюции, по крайней мере, в их экстремальной форме.

Вторая общая причина не верить в настоящие скачки — также статистическая, и степень этого неверия также зависит от количественной величины «макроскопичности» постулированной нами макромутации. В этом случае внимание обращается на сложность эволюционных изменений. Многие, хотя не все, интересующие нас эволюционные изменения очень продвинуты в своей сложности. Ярчайший пример — глаз, обсуждённый нами в предыдущих главах, достаточно проясняет идею. Животные с глазами, подобными нашему, развились от прародителей, не имевших глаз вообще. Крайний сторонник теории скачков мог бы предположить, что развитие его имело место в единственном мутационном шаге. У родителя не было вообще никаких глаз, только голая кожа на том месте, где мог бы быть глаз. И у него был бы «уродливый» потомок с полностью развитыми глазами, с хрусталиком, обеспечивающим переменный фокус, с радужной оболочкой для «диафрагмирования», сетчаткой с миллионами чувствительных к трём разным цветам клеток, и всё это с нервами, правильно подключенными к мозгу, чтобы предоставить ему корректное, бинокулярное, стереоскопическое цветовое зрение.

Исходя из модели биоморф, мы предположили, что такое многомерное усовершенствование происходить не может. Повторим, почему это предположение было разумным. Чтобы сделать глаз из ничего, требуется не одно-единственное улучшение, а большое их количество. Любое из них само по себе весьма маловероятно, но не настолько, чтобы быть невозможным. Но чем большее число одновременных улучшений мы рассматриваем, тем более невероятным будет их одновременное возникновение. Одновременное и согласованное их возникновение эквивалентно прыжку на большое расстояние по Стране Биоморфов и приземлению на единственную, конкретную и предопределённую точку. Если мы будем рассматривать достаточно большое количество улучшений, то их совместное возникновение становится настолько невероятным, что, как ни крути, невозможным. Доказательств этого приводилось уже достаточно, но может быть полезно указать на различия между двумя видами гипотетических макромутаций, обе выглядят невозможными по причине сложности, но фактически невозможной является только одна из них. Я обозначу их, по причинам, которые станут понятны ниже, как макромутацию «Боинг 747» и как макромутацию «Стретч DC-8».

Макромутации «Боинг 747» действительно исключены по только что описанной причине сложности. Это название они получили вслед за памятным заблуждением астронома сэра Фреда Хойла относительно теории естественного отбора. Он сравнил предполагаемое неправдоподобие естественного отбора, с ураганом, раздувающем хлам на свалке и случайно собирающем Боинг 747. Как мы видели в главе 1, в отношении естественного отбора это совершенно ложное сравнение, но это очень хорошая аналогия для иллюстрации идеи некоторых видов макромутаций, вызывающих эволюционные изменения. Фундаментальная ошибка Хойла состояла в том, что он фактически думал (не осознавая этого), что теория естественного отбора базируется на макромутациях. Идея порождения единственной макромутацией полностью функционирующего глаза с вышеперечисленными свойствами, на месте, где прежде была только голая кожа, и в самом деле примерно столь же немыслима, сколь же и ураган, собирающий Боинг 747. Именно поэтому я упоминаю этот вид гипотетической макромутации как макромутацию «Боинг 747».

Макромутации «Стретч DC-8» — это мутации, которые могут быть большими по величине их эффектов, но в сущности невелики в терминах сложности. Стретч DC-8 — это воздушный лайнер, который был изготовлен путём изменения более ранней модели воздушного лайнера DC-8. Он подобен изначальному DC-8, но имеет более длинный фюзеляж. Это изменение было улучшением, по крайней мере, с одной точки зрения — он мог вмещать больше пассажиров, чем прародительский DC-8. Стретч — это большое увеличение длины, и в этом смысле оно аналогично макромутации. Более интересно то, увеличение длины выглядит на первый взгляд, сложным изменением. Чтобы удлинить фюзеляж воздушного лайнера, недостаточно просто вставить дополнительную секцию в фюзеляж. Также нужно удлинить бесчисленные трубки, тяги, воздуховоды и электрические провода. Нужно установить дополнительные сидения, пепельницы, фонари подсветки, 12-канальные музыкальные селекторы и сопла вентиляции. На первый взгляд, стретч DC-8, обладает намного большей сложностью, чем обычный DC-8, но так ли это? А вот и нет — по крайней мере — в той степени, в какой «новые» вещи в растянутом самолёте — это только «большее количество старых». Биоморфы третьей главы часто демонстрируют макромутации типа «стретч DC-8».

Какое отношение всё это имеет к мутациям реальных животных? Вот какое. Некоторые реальные мутации вызывают большие изменения, весьма подобные изменениям от стандартного DC-8 до удлиненного (стретч) DC-8, и некоторые из них, хотя и в некотором смысле «макро» мутации, однозначно вошли в эволюцию. У всех змей, например, намного больше позвонков, чем у их предков. Мы могли бы убедиться в этом, даже не располагая окаменелостями, потому что у змей намного больше позвонков, чем у близких к ним живущих форм. Кроме того, число позвонков различается у различных видов змей, что означает, что количество позвонков весьма часто менялось в эволюции змей от их предков.

Тогда, чтобы изменить у животного число позвонков, нужно сделать больше, чем просто втиснуть дополнительную кость. С каждым позвонком связан набор нервов, кровеносных сосудов, мышц и т. д., так же как с каждым рядом мест в воздушном лайнере связан набор подушек, подголовников, гнёзд для наушников, индивидуального освещения с подключенными кабелями и т. д. Средняя часть тела змеи, подобно средней части тела воздушного лайнера, составлена из множества сегментов, многие из которых в точности подобны друг другу, как бы сложны они ни были по отдельности. Поэтому всё, что нужно делать для добавления новых сегментов — просто дублировать. Так как генетические машины для создания одного сегмента змеи уже существуют, а это генетические машины большой сложности, создание которых потребовало много поколений пошаговой, постепенной эволюции, то добавление новых идентичных сегментов может быть с лёгкостью осуществлено на единственном мутационном шаге. Если мы рассматриваем гены как «инструкции по развитию эмбриона», то ген для вставки дополнительных сегментов может интерпретироваться просто как указание «сделать здесь больше того же самого». Я представляю себе, что инструкции для постройки первого стретча DC-8 были в чём-то подобны.

Можно обратить внимание на то, что в эволюции змей, количество позвонков менялось на целое, а не дробное число. Мы не можем представить себе змею с 26.3 позвонками. У неё было 26 или 27, и, очевидно, бывали случаи, когда змея-потомок имела по крайней мере на один целый позвонок больше, чем её родители. Это означает, что у неё был полный дополнительный набор нервов, кровеносных сосудов, мышц и т. д. Тогда получается, что эта змея — макромутант, но только в слабом смысле «стретча DC-8». Легко поверить, что отдельные особи змей, имеющие на полудюжины больше позвонков чем их родители, могли возникнуть за единственный мутационный шаг. «Аргумент сложности» против скачков эволюции не относится к макромутациям типа «Стретч DC-8», так как если внимательно посмотреть на характер произведённых изменений, то окажется, что в реальности это не истинные макромутации вообще. Они выглядят макромутациями только тогда, когда мы наивно смотрим на готовое, взрослое существо. Если же мы смотрим на процессы эмбрионального развития, то они окажутся микромутациями в том смысле, что незначительное изменение в инструкциях построения эмбриона оказало большой и очевидный эффект во взрослом существе. То же самое относится и к антеннопедии у плодовых мушек и многих других, так называемых «гомеотических мутаций».

На этом я закончу моё отвлечение на макромутации и скачкообразную эволюцию. Оно было необходимо, так как теорию пунктирного равновесия часто путают со скачкообразной эволюцией. Но это было именно отвлечение, потому что теория пунктирного равновесия — главная тема этой главы, и эта теория, по правде говоря, никак не связана с макромутациями и истинными скачками.

Тогда «пробелы», о которых говорят Элдридж, Гулд и другие «пунктуалисты», не имеют никакого отношения к истинным скачкам; они говорят о пробелах, которые намного-намного меньше тех, что так радуют креационистов. Кроме того, изначально Элдридж и Гулд представляли свою теорию не как нечто радикально-революционно-антипатичное обычному, «общепринятому» дарвинизму (как это было подано позже), но как нечто, вытекающее из устоявшегося и правильно понимаемого дарвинизма. Для этого правильного понимания, боюсь потребуется другое отвлечение, на сей раз на тему о возникновении новых видов — о процессе, известном как «видообразование».

Общий ответ Дарвина на вопрос о происхождении видов вкратце гласил, что виды происходят от других видов. Более того, генеалогическое древо жизни ветвисто, а значит, что из одного предкового вида может произойти более чем один современный. Например, львы и тигры сейчас принадлежат разным видам, но оба они произошли от одного предкового вида и, вероятно, не очень давно. Этот предковый вид — возможно, есть один из двух современных; возможно, это какой-то третий современный вид; а возможно, что он уже вымер. Люди и шимпанзе сейчас тоже однозначно принадлежат различным видам, но их прародители нескольких миллионов лет назад принадлежали к одному единственному виду. Видообразование — это процесс, в ходе которого один вид становится двумя видами, один из которых может быть тем же самым, что и один изначальный.

Причины видообразования считаются трудной загадкой. Все члены одного потенциально прародительского вида способны к взаимному скрещиванию; собственно, для многих людей именно это и подразумевается в выражении «отдельный вид». Поэтому, всякий раз, когда новый дочерний вид начинает «отпочковываться», то это отпочковывание подвергается опасности подавления взаимным скрещиванием. Мы можем представить себе потенциальных прародителей львов и потенциальных прародителей тигров, терпящих неудачу в попытках размежеваться, так как они продолжают скрещиваться друг с другом, и поэтому продолжают оставаться подобными друг другу. Кстати, не воспринимайте слишком буквально использованные мною слова типа «подавления», как будто бы предки львов или тигров, «хотели бы» в некотором смысле, отделиться друг от друга. Просто самой силой вещей виды явно отошли друг от друга в эволюции, и факт взаимоскрещивания на первый взгляд затрудняет понимание нами того, как это расхождение возникло.

Принципиально правильный ответ на эту проблему вполне очевиден. Проблема взаимоскрещивания не будет проблемой, если предки львов и тигров окажутся в разных частях мира, где у них просто не будет доступа друг к другу. Конечно, они не уходили на разные континенты специально для видового расхождения друг с другом — они вовсе не думали о себе как о предках львов или тигров! Но, учитывая, что их общий предковый вид так и так распространился на различные континенты, а именно — Африку и Азию, то те из них, которым случилось оказаться в Африке, больше не могли скрещиваться с теми, которые оказались в Азии, ибо никогда уже не встречались. Если у животных на этих двух континентах имелась какая-то тенденция развития в различных направлениях, будь то под влиянием естественного отбора или по воле случая, то взаимоскрещивание уже не могло воспрепятствовать их расхождению и — в конечном счёте — становлению двух различных видов.

Я упоминал различные континенты для наглядности, но принцип географической изоляции как барьера для взаимного скрещивания применим к животным на различных окраинах пустыни, горной цепи, реки, или даже автострады. Он применим даже к животным, не изолированным никаким барьером, кроме большого расстояния. Землеройки в Испании не могут скрещиваться с землеройками в Монголии и могут расходиться — в эволюционном смысле — с монгольскими землеройками, даже если существует сплошной ареал скрещивающихся землероек, соединяющий Испанию и Монголию. Однако идея географической изоляции как ключевого условия видообразования выглядит более наглядной, если мы представляем её себе как настоящий физический барьер, такой, как море или горная цепь. Цепи островов, вероятно, весьма плодородные питомники новых видов.

Отсюда, вот наша ортодоксальная неодарвинистская картина «рождения» типичного вида дивергенцией от вида предкового. Мы начинаем с предкового вида, большой популяции довольно однородных, взаимно скрещивающихся животных, распространённых по большой площади. Это может быть любой вид животного, но давайте продолжим говорить о землеройках. Их зона обитания разделена надвое горной цепью. Горная цепь враждебна землеройкам, им крайне трудно её пересечь, однако не совсем невозможно, и поэтому очень редко одна или две их них могут оказаться в долине с другой стороны хребта. Здесь они могут процвесть и дать начало отдалённой популяции вида, эффективно отрезанной от главной популяции. Теперь эти две популяции размножаются и скрещиваются раздельно, смешивая свои гены по свою сторону от хребта, но не через него. С течением времени в каждой популяции возникают изменения в составе генов, которые распространяются по этой популяции, но не переходят в другую. Некоторые из этих изменений могут быть вызваны естественным отбором, условия которого могут различаться с двух сторон горной цепи: вряд ли нам следует ожидать строго одинаковых условий на этих двух сторонах — будь то погоды, хищников и паразитов. Некоторые изменения могут быть вызваны одним случайным событием. Независимо от причин возникновения генетических изменений, скрещивание будет распространять их в пределах каждой из этих двух популяций, но не между ними. Так эти две популяции генетически разойдутся и станут всё более и более непохожими друг на друга.

Они станут настолько отличными друг от друга, что через некоторое время натуралисты увидели бы их принадлежащим разным «породам». По истечении ещё большего времени, они разойдутся настолько далеко, что мы будем должны классифицировать их как различные виды. Теперь представьте себе, что климат потеплел настолько, что переход через горы стал более лёгким, и некоторые особи нового вида начинают просачиваться назад, на свою историческую родину. И когда они встречают потомков своих давно «потерянных» братьев, то оказывается, что они настолько разошлись в своём наборе генов, что уже не могут продуктивно скрещиваться с ними. Если они и образуют гибриды, то потомство получается или неполноценным, или бесплодным — как мулы. Так естественный отбор наказывает какие-то попытки особей с обеих сторон к гибридизации с другим видом, или даже породой. Таким образом, естественный отбор завершает процесс «репродуктивной изоляции», начавшийся со случайного вмешательства горной цепи. «Видообразование» закончено. Мы теперь имеем два вида там, где первоначально имелся один, и эти два вида теперь могут сосуществовать в одной и той же самой области, более не скрещиваясь.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.