Огарок во тьме. Моя жизнь в науке

Докинз Ричард

Естественный отбор устроен иначе. Естественный отбор максимизирует только одну “полезность”: выживание генов. Если в роли метафорического максимизирующего агента представить ген, вы получите правильный ответ. Но на самом деле гены не действуют напрямую, так что мы переключим взгляд на тот уровень, где на самом деле принимаются решения: обычно это отдельный организм, у которого, в отличие от гена, есть органы чувств, чтобы постигать мир, память, чтобы хранить прошлые события, вычислительный аппарат в мозге, чтобы ежеминутно принимать решения, и мускулы, чтобы эти решения исполнять.

Почему, кстати, биологи стремятся все очеловечить и рассматривать как “агентов” – гены ли, людей ли? Подозреваю, потому, что мы – предельно социальный вид, социальные рыбы в человеческом море. Столько происходящего в нашей среде вызвано намеренными действиями людей, что естественно перенести такой взгляд и на неодушевленных “агентов”. Одно из отрицательных проявлений этой склонности – суеверия, боязнь привидений и полтергейстов. С другой стороны, ученые, которые знают, что делают, могут пользоваться персонификацией как уместной и удобной короткой

дорогой к правильным ответам. Мне запомнилось яркое сравнение нобелевского лауреата, биолога Жака Моно: “Столкнувшись с химической задачей, я спрашиваю себя: будь я электроном, что бы я сделал в такой ситуации?” Физики объясняют преломление света, говоря о фотонах как о сознательных агентах: фотоны будто бы подстраивают угол движения, чтобы сократить до минимума время прохождения сквозь среды, по-разному их замедляющие. Фотон подобен спасателю на пляже, который оптимизирует траекторию движения к тонущему вдалеке купальщику. Он (быстро) бежит большую часть пути вдоль пляжа, затем изменяет угол движения, чтобы (неизбежно медленнее) плыть, и два угла он выбирает так, чтобы общее время в пути было минимальным. Когда фотоны перемещаются из воздуха (быстрое движение) в стекло (медленное), можно верно рассчитать угол преломления, если представить, что они действуют как агенты – даже если они, в отличие от того спасателя, не вычисляют свой путь сознательно. Камень, брошенный в воздух, летит по такой траектории, словно сам “стремится” минимизировать некую математическую величину, которую физики могут вычислить. В химической реакции можно получить правильный ответ, если допустить, что реагенты “пытаются” максимизировать другую математическую величину, которая называется энтропией. Конечно, никто не думает, что неодушевленные предметы на самом деле пытаются что-то сделать. Просто если представить, что это так, получается правильный ответ, а человеческий ум приспособлен мыслить категориями целенаправленных действий.

Выходит, что биологи смещают фокус обоснованного очеловечивания с гена на отдельный организм. Оставим открытым вопрос о том, является ли организм сознательным агентом. Известно, что ген им точно не является. Организм принимает взвешенные решения (пусть даже бессознательно – нам этого достаточно), чтобы максимизировать долгосрочное выживание своих пассажиров-генов: эти гены запрограммировали нервную систему, принимающую решения, еще в процессе эмбрионального развития. Решения выглядят в точности как если бы их принимал сметливый экономист, который будто бы распределяет (рассредоточивает, растягивает) ограниченные ресурсы ради того, чтобы передать гены будущим поколениям. Ограниченные ресурсы куста картофеля берутся из солнца, воздуха и почвы. Растение-экономист должно “решить”, как поделить эти ресурсы между клубнями (запасы на будущее), листьями (солнечные батареи, чтобы собрать больше света, который можно превратить в химическую энергию), корнями (чтобы высасывать воду и минеральные вещества), цветами (чтобы привлечь опыляющих насекомых, которым нужно платить дорогим нектаром), стеблями (чтобы держать листья развернутыми под солнцем) и так далее. Если выделить слишком щедрую долю одной отрасли (скажем, корням) и слишком скудную – другой (скажем, листьям или цветам), растение достигнет меньшего успеха, чем при сбалансированном распределении по всем отраслям растительной экономики.

Все решения, принятые животным, – что о поведении (когда какие мышцы сокращать), что о развитии (какие части тела отрастить побольше) – это решения экономические: это выбор распределения ограниченных ресурсов по конкурирующим запросам. Таковы и решения о том, какую долю бюджета времени отвести на питание, какую на покорение соперников, какую – на ухаживания за брачным партнером и так далее. Таковы и родительские решения (какую часть ограниченного бюджета пищи, времени и риска потратить на имеющегося ребенка, а какую сохранить для будущих детей). Таковы и решения, касающиеся жизненной истории (какую часть жизни следует провести в виде растущей гусеницы, кормящейся растениями, а какую – в виде бабочки, которая пьет авиационное топливо из медоносных желез цветов и выискивает брачного партнера). Куда ни глянь – повсюду экономика: бессознательные вычисления, будто намеренно взвешивающие затраты и выгоды.

Но это все теория и спекуляции. А сможем ли мы проследить и посекундно записать действия животных в природе, чтобы вычислить их временной бюджет как пример экономических решений? Сможем, конечно, но для этого потребуется более-менее непрерывное наблюдение за мечеными животными в естественной среде. Это под силу лишь умелому и тщательному наблюдателю с огромным запасом терпения, упорства, ума и преданности своему делу. Позвольте представить доктора Джейн Брокманн.

Мы с Джейн познакомились летом 1977 года, когда она радостно впорхнула в мой оксфордский кабинет. Мой коллега и начальник, преемник Нико Тинбергена, блистательный Дэвид Макфарленд, принял ее на постдок. Она смогла приехать лишь годом позже, к тому времени Дэвид отправился в творческий отпуск, так что Джейн пришлось работать с его заместителем, то есть со мной. Я пришел к заключению, что это было счастливейшим для меня совпадением, и смею надеяться, что Джейн тоже об этом не пожалела.

Джейн защитила диссертацию в Висконсинском университете по роющим осам вида Sphex ichneumoneus. Она привезла с собой в Оксфорд огромное количество тщательно систематизированных данных наблюдений за поведением меченых самок ос на двух полигонах, в Нью-Гэмпшире и в Мичигане, и именно с этими данными (изначально собранными для совсем других целей, больше соответствовавших направлению исследований Дэвида Макфарленда, чем моему) мы в итоге и работали вместе.

Полосатые любительницы варенья, что мешают нам с вами пить чай в саду, – общественные насекомые, но не все осы таковы.

Многие виды ос, в том числе Sphex, ведут одиночный образ жизни. Роющие осы-самки после спаривания вынуждены справляться в одиночку, никакие рабочие им не помогают. Самцы после спаривания исчезают, оставляя самок с детьми на руках. Ладно, не совсем на руках. Обычный цикл выглядит так: самка роет нору примерно пятнадцать сантиметров глубиной, слегка отклоняющуюся от вертикали и заканчивающуюся коротким боковым туннелем, который ведет в расширенную камеру. Затем самка отправляется на поиски добычи, которой для этого вида ос служат кузнечики. Поймав кузнечика, оса жалит его так, чтобы парализовать, но не убить, затем летит с ним домой и затаскивает в вырытую камеру. Это повторяется несколько раз, пока в норе не накопится аккуратная горка примерно в полдюжины кузнечиков, затем оса откладывает на эту горку яйцо. Иногда после этого она роет в норе еще одну боковую камеру и повторяет все то же самое с новыми кузнечиками. Наконец она запечатывает нору и отправляется рыть новую. Некоторые виды роющих ос подбирают челюстями небольшой камешек и, как молотком, утрамбовывают им землю – это достижение превозносили как использование орудий, которое когда-то считалось монополией человека. Когда в защищенной темной камере из яйца вылупляется личинка, она кормится парализованными кузнечиками, растет на полученных из них питательных веществах, в какой-то момент окукливается и становится самцом или самкой взрослой осы нового поколения.

Они называются одиночными, поскольку не живут огромными колониями с армиями стерильных рабочих особей – но в некотором смысле эти осы не одиночки. Они роют норы вблизи того места, где вылупились сами, так что “традиционные” области гнездования разрастаются естественным образом. На определенном клочке земли возникает нечто вроде поселка, где десятки самок ос занимаются своими делами, в основном не замечают друг друга, но иногда сталкиваются. Подобная близость позволила Джейн наблюдать за всеми осами на этой территории, сидя на одном месте с блокнотом: каждую особь она пометила определенным кодом из цветных пятнышек. Она узнавала ос по кодовым именам (красный-красный-желтый, синий-зеленый-красный и т. п.) и составила карту, на которой отмечала каждую новую нору. Среди прочего Джейн заметила, что, если самка натыкалась на нору, вырытую другой осой, она могла не утруждаться рытьем своей собственной, а занять уже существующую нору. В этом и кроется история, которую мы взялись рассказать.

Другие, кстати, излагали иные истории. Чарльз Дарвин был потрясен жестокостью, с которой осы не убивают добычу сразу, а жалят, чтобы парализовать ее и сохранить свежее мясо на корм личинке. Если бы осы убивали добычу, та разлагалась бы и была бы не так полезна личинке. Нам не узнать, больно ли кузнечику, когда его ткани медленно пожирают изнутри, а он сам парализован и не может пошевелить ни единым мускулом, чтобы это остановить. Я истово надеюсь, что нет, – но сама возможность приводила Дарвина в ужас. Как сказал современник Дарвина, великий французский натуралист Жан-Анри Фабр, есть нечто клинически безжалостное в том, как точно жалят роющие осы. Фабр говорил, что они тщательно нацеливают свое жало на нервные ганглии, расположенные на брюшной стороне добычи, и поражают их один за другим, предположительно достигая парализующего эффекта за счет экономически выверенного минимума яда.

Осы-сфексы вдохновляли и философов, которые строили свой собственный нарратив под влиянием классических экспериментов, начатых еще Фабром и неоднократно повторенных. Когда оса возвращается в нору с добычей, она не сразу тащит ее внутрь. Сначала, оставив пойманное насекомое у входа, она лезет в нору с пустыми руками, вылезает обратно и только потом затаскивает улов вовнутрь. Это описывалось как “проверка” норы: предполагали, что, прежде чем тащить в нору добычу, оса проверяет, что внутри нет никаких препятствий. Эксперименты многократно показывали, что если сдвинуть добычу на несколько сантиметров, пока оса “проверяет” нору, то, вернувшись наружу, оса отправится на поиски. Найдя добычу, она не сразу потащит ее внутрь, а сначала проведет еще одну “проверку”. Исследователи мучали ос десятками проверок подряд. И каждый раз “глупая” оса “забывала”, что только что проверила нору и нет никакой нужды проверять еще раз. Выглядит как поведенческий автоматизм, как будто стиральную машину переключают на более раннюю фазу цикла – например, обратно на стирку, когда она должна была уже приступать к отжиму. Неважно, сколько раз подряд – глупая машинка не запомнит, что уже постирала одежду! Имя сфексов даже увековечено в философском жаргоне, на котором оно означает бездумные, автоматические действия: сфексовое поведение, или сфексовость. Но Джейн и некоторые другие наблюдатели за осами скептически относятся к подобным представлениям. Джейн подозревает, что оса ведет себя вовсе не сфексово. Недопонимание возникает, когда люди предполагают, что оса проверяет нору. Джейн и другие считают, что осе нужно подойти к добыче со стороны норы, чтобы, заползая обратно в нору с добычей, оказаться развернутой брюшком в нужную сторону. Поэтому она залезает в нору головой вперед, разворачивается внутри и вылезает головой вперед – так, что ее брюшко направлено вниз, в нору, когда она хватает добычу, чтобы затащить ее внутрь. Это способ нацелиться, а вовсе не проверка.

Исследуя эволюционно стабильные стратегии

Когда Джейн приехала в Оксфорд, “Эгоистичный ген” едва был опубликован, и моими мыслями владела одна из главных тем книги – понятие Джона Мэйнарда Смита из области эволюционной теории игр – ЭСС, или эволюционно стабильная стратегия. Я готовил лекцию “Хорошая стратегия или эволюционно стабильная стратегия” для конференции по социобиологии в Вашингтоне в будущем году (см. стр. 117). В то время, где бы я ни слышал рассказы о поведении животных – например, истории Джейн об осах, – мои мысли тут же с неподобающим пылом рвались перевести все на язык ЭСС.