Как работает эволюция: первые открытия и начало новой эры

Как объяснить – ну, или хотя бы убедительно описать – откуда пошла психика? И в самом деле. Трудно понять, с чего начать, так что рассмотрим для начала наши первобытные истоки. Центральные события революции в биологических науках девятнадцатого столетия возвращают нас не в лабораторию и не к страницам математических формул, а в Даун-Хаус, изящный особняк в Суссексе, где сорок лет прожил Чарльз Дарвин (1809—1882).

Дарвин был хронически болен, слишком болен для того, чтобы выносить тяготы жизни в Лондоне, не говоря уже о научных баталиях, и потому прожил самые продуктивные десятилетия своей жизни в уединении, наблюдая и размышляя. Возможно, именно это уединение и позволило ему увидеть очевидное. А может быть, дело было в эпохе, когда он занялся естественнонаучными изысканиями, и в накопленных к тому времени знаниях. Или просто в его собственном гении.

До Дарвина очень многие, если не все биологи на вопрос «Почему все создания ведут себя так, как если бы были предназначены для определенной цели?» отвечали примерно следующее: «Бог создал все виды живых существ безупречными, и со времен Творения эти виды не менялись». Любое живое существо рассматривалось как сотворенное отдельно от всех остальных, причем сотворенное для того, чтобы занять вполне определенное, фиксированное место в мире. Следовательно, люди были всегда, и других предков, кроме людей, у них не было; точно так же гориллы могли произойти только от горилл, а ленивцы – только от ленивцев. Мир этот, населенный великим множеством живых существ, никогда не менялся. Конечно, палеонтологическая летопись велась и тогда, но не для того чтобы показать поступательное развитие живой природы, а чтобы отделить останки существовавших видов.

Однако в XVIII—XIX в. археологи начали находить ископаемые останки созданий, похожих на нас, но, судя по всему, уже переставших существовать. У одного голова была похожа одновременно и на человеческую, и на обезьянью; у другого кости ног свидетельствовали о прямохождении, как у современного человека, но форма черепа была скорее как у шимпанзе. Ученых эти находки весьма озадачили.

И тогда подавляющее большинство биологов обратилось к теории катастроф. Вместо того чтобы предположить, что виды эволюционировали один из другого, а окаменелости были останками вымерших существ, биологи решили, что Бог создавал мир не один, а несколько раз. И палеонтологическая летопись – история этих отдельных творений. (Упрощенный вариант этой гипотезы – ядро современного креационизма.) Однако трудно поверить, что Господь столько раз передумывал. Если Он наделен высшим разумом, то зачем терять время, проходя через все эти многочисленные пробы и ошибки? Это не вяжется ни с идеей Бога, ни с палеонтологическими летописями.

Сейчас мы знаем, что аргумент Творения живых организмов ложен. Даже самые сложные органы – продукт эволюционного развития, пусть их изменение было крайне медленным и тянулось на протяжении долгого времени. Чтобы вполне осознать эту мысль, нам нужно взглянуть на поставленную проблему с радикально противоположной точки зрения. Ответ на главную загадку жизни – откуда взялись столь разнообразные виды живых существ и почему они вымирают – появился, когда Дарвин в 1859 г. опубликовал свою книгу «О происхождении видов», открывшую новую страницу в биологии. Книга содержала его теорию приспособления или адаптации – теорию, которую он разрабатывал на протяжении более чем 30 лет.

Несмотря на множество исключений, уже к середине девятнадцатого столетия большинство ученых начали признавать, что у всех существующих форм жизни были свои предшественники. По сути, ученые наконец приняли посылку, сформулированную в свое время Руми: человек – продукт эволюции, он возник на основе более ранних форм жизни.

Одной из причин недоверия было то, что непонятен был механизм, стоящий за эволюцией. Наиболее правдоподобной казалась теория наследования приобретенных признаков, предложенная Жаном-Батистом Ламарком. Согласно этой теории, животные, организм которых претерпел некоторые изменения, передают эти изменения своим потомкам. Предки жирафа вытягивали шеи, чтобы дотянуться до пищи, и вытянутая шея стала врожденным признаком потомства. Мышцы, сформировавшиеся в результате этих упражнений, тоже перешли по наследству к отпрыскам. Не правда ли, похоже на сказки, которые родители рассказывают детям, разъясняя, почему мир устроен так, а не иначе. Жираф тянул-тянул шею, тянул-тянул, и… В общем-то, даже вполне правдоподобно.

Однако не было случая, чтобы кто-то произвел потомство с более крепкими мышцами, как бы родители их ни упражняли; что бы ни делалось с животным на протяжении жизни, на потомство это никак не влияло. (Конечно, есть факторы, которые могут повлиять на приплод, поскольку оказывают влияние на генетический материал: например, отравление ядами, а в современном мире – беспрецедентные опасности наподобие радиоактивного облучения. Однако итоговые врожденные дефекты ни в коей мере не являются приобретенными признаками, передающимися потомству.) Наследование приобретенных признаков – одна из замечательных, безупречных теорий, понятных всем и каждому. Более того, в неё можно попросту влюбиться. Я верил в неё в молодые годы, и хотя мне импонировало множество научных идей, оказавшихся впоследствии неверными, лишь её развенчание заставило меня плакать.

Но если задуматься над этим вопросом так, как мы привыкли, то остается недоумение: как вообще человек «произошел» от обезьяны? А как предками обезьяны могли быть грызуны, не говоря уже о рептилиях? Неужели вот так, ни с того, ни с сего, получился глаз? А крыло? А психика? Всё это кажется невозможным даже многим нашим современникам. Должен был быть проект, замысел, а у него должен был быть автор, Творец. Мы слишком уж хороши для того, чтобы оказаться продуктом случайности.

Происхождение человека оставалось загадкой до тех самых пор, когда Дарвин опубликовал свои революционные наблюдения, ставшие вместе с современной генетикой основой современной теории эволюции и биологических наук. В «Происхождении видов» сформулированы два основополагающих принципа: жизнь на Земле – продукт эволюции, а движущей силой эволюции был естественный отбор.

Предложение Дарвина отличается замечательной простотой, особенно если принять во внимание всю сложность и охват мира природы. Только представьте, как он обнародовал свою идею. Должен признаться, что мне до сих пор не по себе при мысли о том, как он на это решился.

Он понял, что механизм развития и изменений – не замысел Господа, да и вообще не чей-либо замысел, что в эволюции были задействованы мириады живых организмов, приспосабливавшихся к определенному месту обитания, которое они населяли бессчетное количество лет. Ключом к разгадке стал масштаб времени, в течение которого происходит приспособление.

Фундаментальным прозрением, положившим начало новой эре в биологических науках и психологии, стала догадка о том, что процесс приспособления не выходит за рамки нормального течения репродуктивного процесса. Попытаемся последовать за логикой Дарвина. Чтобы популяция животных благоденствовала и разрасталась, каждое поколение должно воспроизводить себя посредством полового размножения. В одной из своих записных книжек Дарвин записал: «Психика человека не более совершенна, чем инстинкты животного. Наше происхождение – это происхождение наших низменных страстей! Дьявол в обличье бабуина – наш прародитель!»

Завершая эти записные книжки, Дарвин как раз прочел «Опыт о законе народонаселения» Томаса Мальтуса и начал разрабатывать свою теорию естественного отбора. В автобиографии он пишет: «В октябре 1838 года, то есть пятнадцать месяцев спустя после того, как я начал свои систематические исследования, мне довелось прочесть развлечения ради книгу Мальтуса о народонаселении, и поскольку, много лет наблюдая за образом жизни животных и растений, я был готов к восприятию идеи борьбы за существование, в высшей степени характерной для мира природы, мне пришло в голову, что в подобных обстоятельствах более приспособленные будут выживать, а менее приспособленные – вымирать. Наконец появилась теория, от которой можно было оттолкнуться». Мальтус показал, что народонаселение растет в геометрической прогрессии, однако его рост сдерживается «враждебными природными факторами», такими как голод, войны, эпидемии и прочие бедствия. Эта мысль подтолкнула Дарвина к первой догадке: в естественном состоянии, когда пища и прочие ресурсы ограничены, борьба за существование должна быть наиболее напряженной. Тогда необходимо обратить внимание прежде всего на особенности тех, кто выжил – вот от какой теории Дарвин решил оттолкнуться.

Почти любой живой организм производит намного больше потомства, чем нужно было бы для воспроизводства себя. Лосось откладывает тысячи икринок; кошка в течение жизни может принести несколько пометов по шесть-семь котят; женщина может родить десять и даже больше детей. Однако размер популяций животных практически не меняется от поколения к поколению. Тогда должен существовать механизм отбора тех, кому суждено будет выжить. Запомните хорошенько понятие отбора и обратите внимание еще на одну важную идею Дарвина: особи отличаются друг от друга ростом, весом, особенностями пищеварения, цветом глаз и волос, физической и психической выносливостью и сноровкой. Порой кажется, что каждый наш знакомый и даже каждое знакомое нам животное – все они уникальны. Не знаю, как там золотые рыбки, но доводилось ли вам встречать двух кошек с одинаковым характером?

Эта уникальность – движущая сила как эволюции, так и внутривидового разнообразия. Ибо если бы все мы были похожи друг на друга как две капли воды, эволюция бы остановилась. Кто-то должен побеждать, кто-то – проигрывать. Одни рождают потомство, наиболее «приспособленное» к успеху, и особи, которые выживают, должны быть более «приспособляемыми», должны успешнее адаптироваться к окружающей среде. Эта «приспособляемость» в узко биологическом смысле слова не связана ни с физической сноровкой, ни с силой, ни с мышечной массой, но лишь с соответствием между особенностями популяции и средой её обитания.

Почему так получается? Половое размножение и случайные мутации ведут к рождению отпрысков, которые несут в себе сочетание признаков двух различных особей, не являясь при этом точной копией ни одной из них. Признаки, которые позволяют этим отпрыскам лучше приспосабливаться к среде и производить себе подобных, с большей вероятностью перейдут к следующему поколению, и это поколение тоже изменится, или претерпит эволюцию. Дарвин рассматривает популяцию как совокупность уникальных особей: в мире природы невозможно представить себе «типичное животное» или «типичное растение». Даже стручки гороха, как нетрудно заметить, отличаются друг от друга, в точности как наши уши и носы. Капустные кочаны различаются по размеру, и наши головы тоже.

Дарвин обратил внимание на то, как животноводы добиваются необходимых признаков у домашних животных. Так, можно вывести породу карликовых пуделей, отбирая в каждом помете самых маленьких кобелей и сук, а потом спаривая их и вновь отбирая самых маленьких среди их щенков. Если повторять этот процесс вновь и вновь, то благодаря такому искусственному отбору каждое последующее поколение будет в среднем меньше предыдущего. Такому же отбору может быть подвергнуто множество признаков, среди которых – длинный нос колли, окрас ирландских сеттеров, степень дикости гибридов собаки и волка. Буквально за несколько десятилетий селекционерам удалось вывести бирманских кошек с острыми мордочками, а потом вернуть им обратно мордочки, больше напоминающие бульдожьи.

Здесь-то Дарвин и усмотрел механизм изменения живых существ с ходом времени. Преимущества в выживании касаются не только жизни отдельной особи, но и последующих поколений. Эволюция работает так: определенные особи рождаются с признаками, позволяющими им лучше приспосабливаться к окружающей среде, и в результате дольше живут и более успешно размножаются. В результате они передают эти признаки своим потомкам. И чем выше приспособляемость, тем с большей вероятностью отпрыски тоже выживут.

Благодаря естественному отбору виды оказываются лучше «приспособлены» к окружающей среде. Так, хищники ловят особей, которые медленнее реагируют на события в своем окружении, менее бдительны или лишены стадного чувства (и, не стремясь прибиться к стае, становятся более уязвимыми), и со временем добыча тоже эволюционирует. Живые существа меняются, приспосабливаются, а мир выбирает наиболее приспособленных. Так вершится безличный и медленный естественный отбор.

Попытаемся теперь использовать эту теорию постепенных изменений и их отбора на основе успешности приспособления к среде в анализе чудес физиологии – таких, как глаз млекопитающих, косточки внутреннего уха, крыло и, наконец, психика. Как вообще мог возникнуть глаз с его сотнями миллионов нервных клеток? Когда он появился? А была ли промежуточная форма глаза? И когда? Об 1 % нынешнего глаза едва ли имеет смысл говорить. Как возникло крыло? А среднее ухо? А психика?

Все эти структуры отнюдь не были целенаправленно созданы Всевышним Часовщиком в соответствии с Великим Замыслом. Они сложились в ходе миллиардов лет приспособления: не для того, чтобы воплотить совершенство, но для того, чтобы организм мог процветать в определенных жизненных условиях. Возьмем для примера крыло⁵. Пожалуйста, не проводите подобного эксперимента дома, но задумайтесь: что будет, если птице удалить 90 % каждого из крыльев? Вы 100 %-но лишите ее способности летать: одной десятой крыла делу не поможешь, и даже 25 %, судя по всему, тут недостаточно. И от дзенского хлопка одним крылом не будет никакого толку, так что мы особо не продвинемся, если предположим, что сначала возникло крыло, потом к нему добавилось еще одно, и птицы научились летать. Но мелкие динозавроподобные предки птиц не перешли от передвижения по земле к полету в мгновение ока. Если бы такое случилось, нам пришлось бы в корне пересмотреть свои представления как о генетике, так и об эволюции.