Слепой часовщик. Как эволюция доказывает отсутствие замысла во Вселенной

Докинз Ричард

Та РНК, которая возникала в этих экспериментах из раза в раз, имела тот же самый размер и структуру, что и молекулы, полученные Шпигельманом. Но если у Шпигельмана эта РНК эволюционировала путем “дегенерации” из более крупной встречающейся в природе вирусной РНК Q, то в опытах группы Эйгена она появлялась почти что из ничего. Эта конкретная последовательность хорошо приспособлена к окружающей среде, образованной пробирками, бесперебойно снабжаемыми готовенькой репликазой. Вот почему накапливающий отбор благоприятствовал конвергенции и привел к одной и той же формуле из двух очень далеких друг от друга начальных точек. Более крупная РНК Q хуже приспособлена к существованию в пробирке и лучше — к той окружающей среде, которую обеспечивают клетки E. coli.

Эксперименты, подобные этим, помогают нам прочувствовать полный автоматизм и непроизвольность, присущие естественному

отбору. “Станки”, коими являются молекулы репликазы, не “знают”, зачем они производят РНК; эта деятельность — просто побочный эффект их строения. Да и сами молекулы РНК не вырабатывают специально никакой стратегии, как бы им получше удвоиться. Даже если бы они могли думать, нет никаких очевидных причин для того, чтобы разумному существу хотелось делать свои собственные копии. Если бы я знал, как создавать копии самого себя, то не уверен, что предпочел бы это занятие всем прочим. С какой, собственно, стати? Но вопросы мотивировки к молекулам неприменимы. Структура вирусной РНК просто оказалась такой, что клеточные механизмы вынуждены штамповать ее копии. А если где угодно во Вселенной появляется такой объект, который оказывается успешно делающим свои собственные копии, то очевидно, что число копий этого объекта будет непроизвольно возрастать. А кроме того, в связи с тем что эти объекты будут автоматически образовывать ряды поколений и время от времени копироваться с ошибками, благодаря могучему процессу накапливающего отбора более поздние варианты будут иметь тенденцию создавать свои копии “лучше”, чем более ранние. Это крайне просто и механистично. Настолько предсказуемо, что практически неизбежно.

“Успешная” молекула РНК из пробирки обязана успехом какому-то своему собственному, непосредственному качеству — чему-то аналогичному “липучести” из моего гипотетического примера. Однако такие свойства, как “липучесть”, — вещь довольно скучная. Это элементарные свойства самого репликатора, свойства, которые напрямую влияют на его вероятность быть удвоенным. А что если репликатор каким-то образом будет воздействовать на что-нибудь еще, что подействует на что-нибудь еще, что подействует на что-нибудь еще, что… в конечном итоге косвенно повлияет на вероятность того, что данный репликатор будет реплицирован? Вполне можно видеть, что наш основополагающий трюизм, не заслуживающий даже звания аксиомы, по-прежнему остается в силе. Репликаторы, имеющие все необходимое, чтобы реплицироваться, станут преобладать в мире независимо от того, насколько длинной и непрямой является та цепочка причинно-следственных связей, с помощью которой они оказывают влияние на вероятность своей репликации. В той же мере справедливо и то, что мир будет постепенно наполняться звеньями этой причинно-следственной цепочки. Мы сможем видеть эти звенья и изумляться им.

У современных организмов мы все время их видим. Это глаза и кожа, кости и пальцы ног, мозг и инстинкты. Все это инструменты для репликации ДНК. Они обусловлены ДНК в том смысле, что различия в костях, глазах, коже, инстинктах и т. д. обусловлены различиями в ДНК. Они влияют на репликацию породившей их ДНК тем, что влияют на выживание и размножение организмов, которые содержат эту самую ДНК и судьбу которых она вследствие этого разделяет. Получается, что через все эти признаки организмов ДНК оказывает влияние на свое собственное будущее. Можно сказать, что ДНК обладает властью над своим будущим, а организмы вместе со своими органами и повадками — рычаги этой власти.

Говоря о власти, мы подразумеваем любые последствия деятельности репликаторов, влияющие на их будущее, какими бы отдаленными эти последствия ни были. Количество звеньев, ведущих от причины к следствию, роли не играет. Если причина — способный к саморепликации объект, то следствие, пусть даже сколь угодно отдаленное и непрямое, может стать предметом для естественного отбора. Поясню эту общую мысль на конкретном примере с бобрами. Подробности моего рассказа про бобров предположительны, но в целом он наверняка недалек от истины. Никто не проводил исследование развития нервных связей в мозге бобров, но подобные исследования были проведены на других животных, например на червях. Я позаимствую выводы этих исследований и экстраполирую их на бобров, поскольку многим из читателей бобры интереснее и ближе, чем черви.

Мутантный ген бобра — это всего-навсего замена одной буквы в тексте, состоящем из миллиардов букв, замена в одном конкретном гене G. По мере того как бобренок растет и развивается, это изменение копируется во все его клетки вместе со всеми остальными буквами этого текста. В большинстве клеток ген G не считывается — там считываются другие гены, характерные для клеток соответствующих типов. Тем не менее в некоторых клетках развивающегося мозга G считывается и переписывается в виде копий РНК. Эти рабочие копии болтаются во внутриклеточном растворе, пока некоторые из них не наткнутся на специальные машины

по производству белка, называемые рибосомами. Рибосомы расшифровывают записанные в РНК рабочие планы и производят новые молекулы белка в соответствии с ними. Эти молекулы белка сворачиваются, принимая строго определенную форму, заданную их аминокислотной последовательностью, которая, в свою очередь, обусловлена кодирующей последовательностью ДНК гена G. Замена буквы, происходящая при мутации гена G, вносит в аминокислотную последовательность, обычно кодируемую этим геном, существенное изменение, влияющее и на ту форму, которую молекула белка приобретает при свертывании.

Машины для производства белка в развивающихся клетках мозга начинают массовый выпуск таких слегка модифицированных белковых молекул. Эти молекулы и сами являются машинами — ферментами, производящими другие вещества, которые тоже входят в состав данной клетки и тоже являются результатом деятельности гена G. Эти продукты его деятельности направляются в мембрану, которая окружает клетку, и принимают участие в процессе образования связей между этой клеткой и соседними клетками. Из-за небольшого искажения в подлиннике инструкции ДНК интенсивность выработки некоторых компонентов мембраны изменилась. А это повлекло за собой изменение того, каким именно образом некоторые из клеток в развивающемся мозге будут соединены друг с другом. В определенной части головного мозга бобра произошла едва заметная модификация монтажной схемы — косвенное и, что ни говори, очень отдаленное последствие изменения в тексте ДНК.

И вот оказывается, что именно эта часть мозга вследствие своего местоположения в общей монтажной схеме принимает участие в строительном поведении нашего бобра. Разумеется, когда бобр строит свою плотину, в этом процессе задействованы многие участки мозга, однако, после того как мутация гена G затрагивает данную конкретную часть общей схемы, это отражается на поведении специфическим образом. А именно заставляет бобра держать голову выше над водой, когда он плывет с зажатым в зубах сучком. Под “выше” имеется в виду выше по сравнению с бобром без такой модификации. Это немного снижает вероятность того, что грязь, прилипшая к сучку, смоется во время плавания. А это увеличивает липкость сучка, что, в свою очередь, увеличивает вероятность того, что, когда бобр засунет сучок в плотину, этот сучок там останется. Это рассуждение будет в большей или меньшей степени применимо ко всем сучьям и бревнам, перемещаемым бобром — носителем данной мутации. Повышенная липкость сучьев будет следствием — опять-таки чрезвычайно косвенным — буквенной замены в тексте ДНК.

Увеличение липкости бревен сообщит плотине дополнительную прочность, сделает ее устойчивее к разрушению. Что, в свою очередь, увеличит размер запруды и сделает хатку, расположенную в центре запруды, более защищенной от хищников. Это повысит вероятность того, что наш бобр благополучно вырастит большее число потомков. Рассматривая всю популяцию бобров целиком, мы увидим, что те бобры, которые обладают таким мутантным геном, в среднем выращивают больше потомства, чем те, у кого этого гена нет. А потомство будет с высокой вероятностью наследовать архивные копии этого же мутантного гена от своих родителей. Следовательно, данная разновидность гена будет с течением поколений становиться все более многочисленной. В конце концов она станет нормой, и называть ее “мутантной” будет неправомерно. Бобровые плотины, если говорить в целом, сделают очередной маленький рывок в сторону усовершенствования.

То, что данная история является гипотетической и может расходиться с реальностью в некоторых подробностях, неважно. Бобровые плотины возникли путем естественного отбора, а значит, то, что происходило на самом деле, вряд ли сильно отличалось от моего рассказа, если не считать частностей, касающихся действия каких-то конкретных механизмов. Выводы, вытекающие из такого взгляда на жизнь, изложены и детально проработаны в моей книге “Расширенный фенотип”, так что я не буду дублировать эти рассуждения здесь. Обратите внимание, что в причинно-следственной цепочке, которая привела от изменения в гене к улучшению выживаемости, было не менее 11 звеньев. В реальной жизни их могло быть даже больше. Все эти звенья, будь то влияние на химию клетки, более отдаленное влияние на соединение клеток мозга друг с другом, еще более отдаленное влияние на поведение или же конечный результат — изменение величины запруды, были, строго говоря, вызваны заменой в ДНК. Даже если бы звеньев было не 11, а 111, это ничего бы не изменило. Любое влияние мутации гена на его способность самореплицироваться естественный отбор сочтет законным. Это совершенно просто и восхитительно непроизвольно и непреднамеренно. Что-то подобное будет почти что неизбежным, стоит только возникнуть основополагающим компонентам накапливающего отбора: репликации, неточности и власти. Но как такое могло произойти? Откуда они взялись на планете Земля до того, как туда пришла жизнь? В следующей главе мы увидим, как можно попытаться ответить на этот непростой вопрос.