Слепой часовщик. Как эволюция доказывает отсутствие замысла во Вселенной
Шрифт:
Мы оставили в стороне вопрос, почему самки могут, сходясь во вкусах, предпочитать хвосты, отступающие от утилитарного оптимума. На первый взгляд сама эта мысль покажется глупостью. Следящие за модой любительницы хвостов более длинных, чем это нужно для того, чтобы соответствовать критериям хорошего устройства, будут иметь нескладных, неумелых, неуклюже порхающих сыновей. Любая мутантная самка, которой посчастливится предпочитать самцов с более короткими хвостами, в частности такая мутантная самка, чьи вкусы случайно совпадут с утилитарным оптимумом, произведет качественных сыновей, хорошо приспособленных к полету и, несомненно, более успешных по сравнению с сыновьями соперничающих с ней самок-модниц. Ах, но вот тут-то и загвоздка! Она скрывается в моей метафоре о “моде”. Сыновья нашей мутантной самки могут летать сколь угодно виртуозно, и все равно они не будут привлекательными для большинства самок в популяции. Они обратят на себя внимание только представительниц меньшинства, бросающих вызов общественному мнению, но представительниц меньшинства по определению труднее встретить, чем представительниц большинства, — просто-напросто
Тут читатель вправе возмутиться: пусть даже все это так и есть, но аргументация целиком и полностью основывается на произвольном предположении. Действительно, из допущения, что самки предпочитают непрактичные длинные хвосты, нетрудно вывести все остальное. Но почему у большинства самок вообще возник такой вкус?! Почему большинство не предпочло хвосты короче утилитарного оптимума или в точности равные ему по длине? Почему мода не может совпадать с пользой? Ответ таков: все это вполне могло иметь место, и наверняка у многих видов так оно и было. Мой гипотетический пример с самками, предпочитающими длинные хвосты, выбран и в самом деле произвольно. Однако, какими бы ни были предпочтения большинства самок — пусть даже взятыми “с потолка”, — отбор все равно будет иметь тенденцию поддерживать это большинство, а иногда, при некоторых условиях, даже увеличивать, приумножать его. Вот тут нехватка математического обоснования в моих рассуждениях становится по-настоящему заметна. Я мог бы просто предложить читателю поверить мне на слово, что математические расчеты Лэнда подтверж дают мою мысль, и этим ограничиться. Возможно, это было бы мудрее всего, но я все-таки сделаю попытку хотя бы отчасти объяснить суть дела на словах.
Ключ к пониманию проблемы кроется в том, к чему мы уже пришли ранее, когда говорили о “неравновесном сцеплении”, — во “взаимной тяге” между генами определенной длины хвоста (какая бы она ни была) и соответствующими им генами предпочтения хвостов той же самой длины. Ничто не мешает нам рассматривать “коэффициент единства” как измеряемую величину. Если этот коэффициент очень велик, значит, зная, какие у данной особи гены длины хвоста, мы можем довольно точно предсказать, какие у нее гены предпочтения, и наоборот. Ну а если коэффициент единства мал, то знание об одной группе генов у индивида — будь то гены предпочтения или гены длины хвоста — дает нам не более чем слабую подсказку насчет генов из другой группы.
Какие факторы могут влиять на величину коэффициента единства? Такие как, например, сила женской приверженности к хвостам любимой длины — то есть то, насколько милостивы или суровы самки к тем самцам, которые кажутся им несовершенными. Еще один важный фактор — то, насколько изменчивость по длине хвоста у самцов обусловлена генами, а не факторами среды. А также многое другое. Если в результате воздействия всех этих факторов коэффициент единства — то есть прочность связи между генами длины хвоста и генами предпочтения этой длины — очень высок, то мы можем сделать следующий вывод. Каждый раз, когда самка делает выбор в пользу самца с длинным хвостом, происходит не только отбор генов длины хвоста. В тот же самый момент отбираются и гены пристрастия к длинным хвостам благодаря объединяющей эти гены “взаимной тяге”. Другими словами, те гены, которые определяют выбор самки в пользу мужских хвостов той или иной длины, фактически выбирают копии самих себя. Это важнейшая особенность самоусиливающихся процессов — способность самим производить поддерживающие их импульсы. Стоит только эволюции пойти в каком-то определенном направлении, как самого этого факта будет уже достаточно, чтобы направление оставалось неизменным.
Можно рассказать то же самое и другим способом — в терминах так называемого эффекта зеленой бороды. Эффект зеленой бороды — это такая научная биологическая шутка. Он исключительно гипотетический, но тем не менее поучительный. Изначально он был придуман как дидактическая уловка для объяснения фундаментального принципа, лежащего в основе выдвинутой У. Д. Гамильтоном ценнейшей теории родственного отбора, которую я обсуждаю на всем протяжении “Эгоистичного гена”. Гамильтон — ныне мой коллега по Оксфорду — показал, что естественный отбор должен благоприятствовать генам альтруистического поведения по отношению к близким родственникам просто-напросто потому, что в телах родственников с высокой вероятностью присутствуют копии тех же самых генов. Гипотеза насчет зеленой бороды представляет эту мысль в более общем, хотя и менее реалистичном виде. В сущности, родство, говорит она, — это не более чем один из возможных способов, с помощью которых гены могут обнаруживать свои копии в других организмах. Теоретически ген мог бы определять местонахождение своих копий и более прямым путем. Представьте себе, что возник такой ген, который случайно производит два следующих эффекта (гены с двумя и более эффектами — обычное явление): наделяет своих обладателей броским опознавательным знаком вроде зеленой бороды и так воздействует на их мозг, что они ведут себя альтруистично по отношению к зеленобородым особям. Спору нет, совпадение невероятное, но если оно когда-нибудь произойдет, то эволюционные последствия очевидны. Естественный отбор будет благоприятствовать гену зеленобородого альтруизма на том же основании, на каком он благоприятствует генам альтруизма по отношению к детенышам или к братьям. Всякий раз, когда одна зеленобородая особь будет помогать другой, ген такого избирательного альтруизма будет оказывать услугу своей копии. Автоматическое
На самом деле никто, и даже я, не верит, что эффект зеленой бороды в такой наипримитивнейшей форме будет когда-либо обнаружен. В природе гены проявляют пристрастие к своим копиям, руководствуясь ориентирами менее надежными, но более правдоподобными, чем зеленая борода. Родство — просто один из таких ориентиров. “Брат”, а фактически “тот, кто только что вылупился в гнезде, из которого я недавно вылетел” — это статистическая метка. Любой ген, заставляющий особь проявлять альтруизм по отношению к носителям данной метки, с высокой вероятностью окажет помощь своим копиям, поскольку у братьев с высокой вероятностью могут быть общие гены. Гамильтоновскую теорию родственного отбора можно рассматривать как одну из тех ситуаций, где эффект, напоминающий эффект зеленой бороды, в принципе возможен. Напоминаю, кстати, что здесь и речи нет о том, будто гены “хотят” помогать своим копиям. Просто любой ген, который случайно окажется обладающим подобным действием, волей-неволей будет становиться все более многочисленным в популяции.
Итак, родство — это одна из тех ситуаций, когда некая разновидность эффекта зеленой бороды выглядит правдоподобной. Фишеровская теория полового отбора описывает другую ситуацию такого рода. Если самки при выборе партнера склонны отдавать решительное предпочтение неким качествам самца, то, как мы уже видели, из этого следует, что организм любого самца будет с большой вероятностью содержать в себе копии тех генов, которые заставляют самок предпочитать именно таких самцов, как он. Все говорит в пользу того, что самец, унаследовавший длинный хвост от своего отца, мог унаследовать от матери гены, благодаря которым она польстилась на папин длинный хвост. А самец с коротким хвостом, по всей вероятности, будет носителем генов, заставляющих самок предпочитать короткохвостых самцов. Следовательно, всякий раз, когда самка выбирает себе самца, велика вероятность того, что, каковы бы ни были ее конкретные предпочтения, гены, которые определяют ее выбор, будут выбирать свои собственные копии, находящиеся внутри ее избранника. Делая выбор в пользу копий самих себя, они будут использовать длину хвоста как метку — несколько более сложная схема по сравнению с той, которой пользуется воображаемый ген зеленой бороды, использующий в качестве метки зеленую бороду.
Если половина самок в популяции предпочитают самцов с длинными хвостами, а половина — с короткими, то гены, отвечающие за женский выбор, все так же будут помогать своим копиям, но в общем и целом ни тот ни другой размер хвоста не будет более успешным. Популяция будет стремиться расколоться на две фракции: одну составят длиннохвостые самцы с любительницами длинных хвостов, а другую — короткохвостые самцы с любительницами коротких хвостов. Но такое положение дел, когда “голоса” самок разделены поровну, нестабильно. Стоит только появиться сколь угодно малому большинству, предпочитающему хвосты той или иной длины, и из поколения в поколение это большинство будет возрастать. Дело в том, что самцам, которые нравятся самкам, отличающимся более редким вкусом, будет сравнительно непросто найти себе партнершу, а у самок, исповедующих оппозиционные взгляды на мужской хвост, будут относительно неудачливые в любовных делах сыновья, которые, следовательно, подарят им меньше внуков. Всегда, когда меньшинство стремится к дальнейшему уменьшению, а большинство, даже незначительное, возрастает еще больше, мы видим перед собой рецепт положительной обратной связи: “Всякому имеющему дастся и приумножится, а у неимеющего отнимется и то, что имеет”. Когда равновесие нестабильно, случайные, непроизвольные тенденции имеют обыкновение упрочивать сами себя. Если мы спилим дерево, то вначале может быть неясно, в какую сторону оно упадет: к северу или к югу. Однако, когда, постояв немного, оно начнет заваливаться в ту или иную сторону, обратно его уже не вернуть.
Давайте еще крепче зашнуруем наши альпинистские ботинки и попытаемся ухватиться за следующий скальный крюк. Итак, вспомним, что самки тянут мужские хвосты в одну сторону (“тянут”, разумеется, в эволюционном смысле), а “утилитарный” отбор — в другую и реальная средняя длина хвоста представляет собой компромисс между двумя этими силами. Теперь давайте введем такую величину, как “несоответствие выбора”. Она выражает разницу между той средней длиной хвоста у самцов, какая наблюдается в действительности, и той “идеальной” длиной хвоста, какую среднестатистическая самка из данной популяции предпочла бы всем прочим. Единицы, в которых измеряется несоответствие выбора, могут быть произвольными, подобно тому как произвольными являются шкалы Фаренгейта и Цельсия для измерения температуры. Как некоторые находят удобным считать нулем точку замерзания воды, мы сочтем удобным установить наш ноль в той точке, где сила действия полового отбора в точности уравновешивается силой противодействия отбора утилитарного. Иными словами, если несоответствие выбора равняется нулю, это означает, что эволюционные изменения прекратились, поскольку две противоположных по своему направлению разновидности отбора полностью нейтрализуют одна другую.
Очевидно, что чем больше несоответствие выбора, тем сильнее эволюционная “тяга”, производимая самками, по сравнению с противоположным действием утилитарного естественного отбора. Но нас интересует не абсолютное значение несоответствия выбора в какой-то конкретный момент, а динамика его изменений из поколения в поколение. Если несоответствие имеется, то благодаря ему хвосты со временем удлинятся, но в то же время удлинится и идеальный с точки зрения самок хвост (напоминаю, что гены любви к длинным хвостам отбираются совместно с генами длинного хвоста). В следующем поколении в результате такого двойного отбора и средняя длина хвоста, и средняя длина предпочитаемого хвоста станут больше. Но вот какая из них увеличится сильнее? Это еще один способ спросить, что же произойдет с несоответствием выбора.