Слепой часовщик. Как эволюция доказывает отсутствие замысла во Вселенной
Шрифт:
Мы, разумеется, не имеем в виду, будто у глины есть “воля” к жизни. Речь неизменно идет только о случайных последствиях, о событиях, которые просто вытекают из тех свойств, которыми репликатору посчастливилось обладать. Теперь давайте представим себе еще одну разновидность глины. Ту, которая замедляет поток таким образом, что это стимулирует дальнейшее отложение глины того же типа. Очевидно, что этот вариант будет становиться все более распространенным, поскольку так вышло, что он управляет течением себе на “пользу”. Однако пока что мы имеем дело только с одноступенчатым отбором. А может ли тут начаться накапливающий отбор в какой-либо форме?
Зайдем в своих спекуляциях еще немножко дальше и представим себе, как некая разновидность глины увеличивает вероятность своего осаждения, перегораживая поток. Это происходит непроизвольно, вследствие какого-то специфического дефекта ее структуры. В любом ручье, где есть такая глина, образуются мелкие широкие заводи со стоячей водой, а основной поток сворачивается воздвигающейся плотиной в сторону. В этих тихих запрудах откладывается еще больше подобной глины. Вдоль по течению ручья, “зараженного” ее затравочными кристаллами, вскоре образуется целый ряд
Назвать такой цикл “жизненным” было бы, возможно, чересчур, но тем не менее это своего рода цикл, и с настоящими жизненными циклами его сближает способность давать начало накапливающему отбору. Раз ручьи “заражаются” пылью, принесенной от других ручьев, значит, мы можем рассортировать их на “предков” и “потомков”. Глина, перегородившая ручей Б, прилетела в виде крошечных кристаллов от ручья А. Впоследствии запруды на ручье Б пересохнут и образуют пыль, которая заразит ручьи П и Ф. Основываясь на источнике происхождения плотинообразующей глины в каждом ручье, можно выстраивать “генеалогию” ручьев. У каждого зараженного ручья имеется свой “родитель” и может быть более одного “потомка”. Ручей здесь играет роль организма, на “развитие” которого влияют “гены” затравки и который затем служит для распространения новых затравочных кристаллов. Каждое “поколение” такого цикла начинается с того, что эти кристаллы отпочковываются от родительского ручья в форме пылинок. Кристаллическая структура каждой пылинки копирует структуру глины в родительском ручье и сообщает ее глине ручья-потомка, которая будет расти, множиться и в конце концов — разбрасывать новую порцию “семян”.
Исходная кристаллическая структура будет сохраняться из поколения в поколение до тех пор, пока в ходе роста какого-то из кристаллов не произойдет ошибка — изредка случающееся изменение взаимного расположения атомов. В последующих слоях этого кристалла данный дефект будет воспроизводиться, и если наш кристалл развалится на куски, то тем самым он даст начало субпопуляции видоизмененных кристаллов. Ну а если возникшее изменение повлияет в ту или иную сторону на эффективность участия кристалла в цикле “запруживание/высыхание/выветривание”, то это скажется и на том, какое количество его копий передастся следующим “поколениям”. Например, видоизмененные кристаллы могут легче разламываться (“размножаться”). Или глина, образующаяся из таких кристаллов, будет более эффективно перекрывать течение (конкретные механизмы тут могут быть самыми разными). А может быть, она будет более предрасположена к растрескиванию под воздействием солнца. Или к рассыпанию в пыль. Пылинки глины нового типа могут легче переноситься по воздуху, как, скажем, пушистые семена ивы. Какие-то типы кристаллов могли бы вызывать укорачивание “жизненного цикла” и, как следствие, ускорять “эволюцию”. В таком ряду “поколений” есть много возможностей для постепенного “усовершенствования” способности передаваться от предков к потомкам. Другими словами, много возможностей для того, чтобы элементарный накапливающий отбор принялся за дело.
Этот небольшой полет фантазии, развивающий фантазии самого Кернса-Смита, касался только одного типа тех неорганических “жизненных циклов”, какие в принципе могли поставить накапливающий отбор на рельсы, ведущие к великим свершениям. Есть и другие. Так, какие-то разновидности кристаллов могли получить доступ к новым ручьям, не распадаясь на пылинки-“семена”, а разделяя поток на множество мелких ручейков, разбегающихся по окрестностям и заражающих новые водные системы. Другие разновидности могли благоприятствовать возникновению водопадов, ускоряющих вымывание горных пород и растворение “полуфабрикатов”, необходимых для образования глины ниже по течению. Третьи могли поставить себя в выигрышное положение, создавая условия, неблагоприятные для образования “соперничающих” разновидностей, конкурирующих с ними за сырье. Четвертые могли заняться “хищничеством”, разрушая соперников и используя в качестве сырья их составные части. Не будем ни на секунду забывать о том, что ни здесь, ни в случае современной жизни, основанной на ДНК, и речи нет о преднамеренном планировании. Просто само собой выходит так, что мир стремится быть заполненным теми разновидностями глины (и ДНК), у которых оказались качества, позволяющие им сохраняться и распространяться.
Пора переходить к следующему этапу рассуждений. Некоторые “линии” кристаллов могли оказаться катализаторами для синтеза других веществ, облегчавших им переход в следующее “поколение”. Эти вспомогательные соединения не формировали (по крайней мере поначалу) свои собственные ряды поколений, а создавались каждым очередным поколением первичных репликаторов заново. Их можно считать инструментами для реплицирующихся кристаллов — зачатками первых “фенотипов”. Кернс-Смит полагает, что среди нереплицирующегося “инструментария” неорганических кристаллических репликаторов особую роль играли молекулы органических веществ. Органические соединения часто используются при промышленном неорганическом синтезе, поскольку они влияют на текучесть жидкостей, а также на дезинтеграцию и рост неорганических частиц — то есть на все те параметры, которые могут оказаться важными для “успеха” реплицирующихся кристаллов. К примеру, встречающийся в составе глин минерал с чарующим названием “монтмориллонит” склонен разрыхляться в присутствии небольших количеств органического
Здесь теория Кернса-Смита получает нечто вроде бесплатной прибавки в убедительности. Так вышло, что другие химики, придерживающиеся более традиционной теории органического “первичного бульона”, уже давно допускают, что глинистые минералы могли оказаться кстати. Процитирую одного из них (Д. М. Андерсона): “Широко признано, что некоторые, а возможно многие, абиотические химические реакции и процессы, приведшие к появлению на Земле реплицирующихся микроорганизмов, протекали в ранний период существования нашей планеты в непосредственной близости от глинистых минералов и других неорганических субстратов”. Далее этот автор называет пять “функций” глинистых минералов, которые могли способствовать появлению жизни на органической основе, такие как, например, “концентрация химических реагентов благодаря адсорбции”. Нам нет нужды ни перечислять все пять, ни даже понимать их. Для нас здесь важно то, что каждая из этих пяти “функций” глинистых минералов действует в обе стороны. Ведь из всей этой аргументации следует, что органический синтез и глинистая поверхность могут быть тесно взаимосвязаны. А значит, это добавляет веса теории о том, что репликаторы из глины синтезировали органические молекулы и использовали их для своих целей.
Кернс-Смит более подробно, чем я могу себе позволить здесь, обсуждает то, какое первоначальное применение могли найти первые кристаллические репликаторы белкам, сахарам и, что важнее всего, нуклеиновым кислотам, в частности РНК. Он предполагает, что поначалу РНК использовалась в целях исключительно структурных — как бурильщики нефтяных скважин используют танины или как все мы используем мыло и стиральный порошок. Благодаря своему отрицательно заряженному каркасу молекулы, подобные РНК, стремятся образовывать вокруг частичек глины наружную оболочку. Все это уводит нас в область химии, лежащую за пределами нашей компетенции. Для нас здесь важно только то, что РНК — или что-то на нее похожее — имелась в немалых количествах еще задолго до того, как обрела способность реплицироваться самостоятельно. Когда же это наконец произошло, то ее саморепликация возникла как приспособление, выработанное минеральными “генами” для повышения эффективности производства РНК. Но, как только появилась на свет новая самовоспроизводящаяся молекула, сразу же появилась возможность и для новой разновидности накапливающего отбора. Будучи поначалу на вторых ролях, новые репликаторы оказались настолько эффективнее прежних кристаллов, что одержали над ними верх. В ходе дальнейшей эволюции они довели теперь известный нам генетический код ДНК до совершенства. Исходные неорганические репликаторы были отброшены, как отслужившие свое строительные леса, а вся современная жизнь произошла от относительно недавнего общего предка и имеет единую, унифицированную генетическую систему и во многом единую биохимию.
В “Эгоистичном гене” я высказал предположение, что сейчас мы, возможно, стоим на пороге нового генетического “перехвата власти”. ДНК-репликаторы строят для себя “машины выживания” — тела живых организмов, в том числе и наши с вами. В числе прочего оборудования у этих машин возник и бортовой компьютер — головной мозг. У мозга выработалась способность обмениваться информацией с другими мозгами при помощи языка и культурных традиций. Однако эта новая культурная среда создает новые возможности для возникновения самовоспроизводящихся объектов. Новые репликаторы — это не ДНК и не кристаллы глины. Это информационные блоки, способные благоденствовать только в головном мозге и в его искусственных производных: книгах, компьютерах и т. п. Но если мозги, книги и компьютеры уже существуют, то новые репликаторы — которые я назвал мемами, чтобы отличать их от генов, — могут передаваться от мозга к мозгу, от мозга к книге, от книги к мозгу, от мозга к компьютеру, от компьютера к компьютеру. По ходу своего распространения они могут изменяться — мутировать. И не исключено, что “мутантные” мемы способны оказывать такого рода воздействия, которые я здесь называю “властью репликаторов”. Напоминаю, что под этим имеется в виду любой эффект, который влияет на вероятность их распространения. Эволюция под воздействием этих новых репликаторов — меметическая эволюция — переживает пока что период своего младенчества. Проявляется она в том, что принято называть эволюцией культуры. Эволюция культуры идет на несколько порядков быстрее, чем эволюция, основанная на ДНК, что еще больше наводит на мысли о “перехвате власти”. И если репликаторы нового типа действительно затевают переворот, то вполне можно себе представить, что они зайдут так далеко, что породившая их ДНК (вместе с их бабушкой глиной, если Кернс-Смит прав) останется далеко позади. В таком случае можно не сомневаться, что уж компьютеры-то на обочине не останутся.
Быть может, однажды в далеком будущем разумные компьютеры задумаются о тайне своего происхождения. И кто знает, вдруг одного из них осенит крамольная мысль, что они ведут свое начало от совершенно иной, более древней формы жизни, основывавшейся не на кремниевой электронике, как они, а на органической, углеродной химии. Будет ли у роботов свой Кернс-Смит, который напишет книгу под заголовком “Электронный перехват”? Сумеет ли он подобрать какой-нибудь кибернетический аналог метафоры про арку и осознать, что компьютеры не могли возникнуть самопроизвольно и были порождены некоей более ранней разновидностью накапливающего отбора? Сможет ли он додуматься до деталей и воссоздать ДНК — этот гипотетический древний репликатор, павший жертвой электронной узурпации? И будет ли он достаточно прозорлив, чтобы догадаться, что и сама ДНК была узурпатором, отнявшим власть у еще более загадочных и древних репликаторов — кристаллических силикатов? Если он будет отличаться поэтическим складом мышления, то, возможно, усмотрит даже своеобразную справедливость в том, что жизнь вернулась к своим кремниевым формам, а ДНК была всего лишь интермедией, хотя и продлившейся больше трех эонов.