Восхождение на гору Невероятности

Докинз Ричард

У камня есть еще одно, возможно, не самое важное свойство, но давайте все же поговорим о нем и о его следствиях. У камней не может быть потомков. Похожие на них дети, если бы они родились, унаследовали бы от родителей способность иметь детей. Это означает, что в следующих поколениях у них были бы внуки и правнуки. Вы скажете, что это умозрительные рассуждения? Не совсем. Позвольте обратить ваше внимание на другие объекты, тоже острые по случайному стечению обстоятельств, но способные производить потомство.

Жесткие края плоских листьев тростниковых растений довольно острые. Вероятно, это непредвиденный побочный эффект развития других свойств листа. О тростниковый лист можно серьезно пораниться, но он не настолько хорошо заточен, чтобы это могло показаться нам преднамеренным. Конечно, попадаются листья более острые, чем другие, и можно обшарить берег в поисках самого травмоопасного листа. С этого момента камни нам больше не нужны. Вы сможете не только резать своим тростниковым ножом, но и выращивать ему подобные! Или разводить другие растения, которые вы нарвали себе на ножи. Cамым острым обеспечьте возможности для перекрестного опыления, тупые уничтожьте – делайте что хотите, но следите за тем, чтобы растения с наиболее острыми листьями размножались как можно лучше. Не сразу, поколение за поколением. Со временем вы увидите, что одни листья режут хорошо, другие похуже, но в среднем тростник стал острее. Возможно, за сто поколений вам удастся вывести вполне качественную бритву. Если вы

поставите своей целью добиться не только остроты, но и жесткости растительного “лезвия”, то вы рискуете рано или поздно нечаянно перерезать себе глотку. В известном смысле вы не сделали ничего – не пилили и не строгали, не лепили из глины, не затачивали инструмент, а просто искали объект с нужными свойствами и нашли самый подходящий. Острые листья отобрали, мягкие выбросили. Камни с режущим краем вы тоже находили, но во втором случае есть одно существенное отличие – это кумулятивный процесс. Камни не дают потомства, в то время как листья – точнее, растения – порождают другие листья. Обнаружив в очередном поколении самое острое лезвие, вы не просто пользуетесь им, пока оно не затупится. Вы добиваетесь воспроизводства и передачи его лучших качеств следующим поколениям, усиливаете их и тем самым извлекаете дополнительную выгоду. Это бесконечный накопительный процесс. Вы по-прежнему занимаетесь только поисками, но поскольку генетические механизмы наследования обеспечивают кумулятивный (накопительный) эффект, т. е. дальнейшее развитие признака, лучший образец из более позднего поколения лучше самого лучшего образца из предыдущего поколения. Как мы узнаем в третьей главе, это и подразумевается под восхождением на гору Невероятности.

Рецепт выведения тростника с улучшенными режущими свойствами – выдумка, которая помогла нам обрисовать проблему. Все растения на рис. 1.13 происходят от одного вида – дикой капусты, Brassica oleracea. Это ни на что не похожее растение на самом деле и капусту напоминает слабо. Люди довольно быстро модифицировали его в несколько совершенно разных огородных растений. То же самое произошло с собаками (рис. 1.14). Хотя гибриды собак с шакалами и собак с койотами и существуют, в настоящее время большинство ученых полагает, что предками домашних собак всех пород были волки (вверху слева), жившие, вероятно, несколько тысяч лет назад. Человек словно бы использовал волчью плоть в качестве глины. Конечно, никто не месил и не формовал волков в буквальном смысле, чтобы вылепить себе гончую или таксу. Люди сделали это путем кумулятивного (накопительного) поиска – или, если оперировать более привычными терминами, селекционного скрещивания и искусственного отбора. Заводчики гончих нашли особей с качествами гончих собак чуть выше среднего. Получили щенков от них, отобрали лучших из одного помета, и так далее. Безусловно, в реальности все было не так примитивно, и заводчики не представляли себе заранее, как должен выглядеть пес современной гончей породы. Может, им просто понравился экстерьер, который мы теперь видим у гончих собак, а может, эти внешние физические данные сформировались спонтанно при попытках добиться каких-то других качеств, например, способности гнать зайцев. Но будь то гончая, такса, датский дог или бульдог, процесс их выведения скорее напоминал поиск, а не лепку. Впрочем, все-таки не только поиск, так как от поколения к поколению происходило кумулятивное усиление тех или иных свойств. Вот почему я называю это кумулятивным поиском.

Рис. 1.13. У всех этих овощей общий предок – дикая капуста, Brassica olearacea; сверху слева по часовой стрелке: брюссельская капуста, кольраби, полевая капуста, полукочанная капуста, цветная капуста, савойская капуста.

Рис. 1.14. Возможности селекции при выведении пород собак. Люди вывели все эти породы от волка (вверху), их общего дикого предка; сверху вниз: датский дог, английский бульдог, гончая, длинношерстная такса, длинношерстная чихуахуа.

Что-то можно отыскать случайно. Дизайнерские вещи нельзя просто так найти, их надо смоделировать, отлить, вылепить, собрать или выточить – вещь обретает свой конечный вид постепенно. Дизайноиды – это продукты кумулятивного поиска, как в случае с собаками и капустой, когда ищет человек, так и в случае, когда отбирает (например, акул) среда обитания. Благодаря законам наследственности, случайные усовершенствования, которые можно обнаружить в каждом поколении, аккумулируются (усиливаются) в чреде поколений. Через много поколений кумулятивного поиска может сформироваться такой дизайноид, что мы ахнем от восхищения, любуясь великолепной “моделью”. Но модель эта будет ненастоящая, так как процесс ее формирования принципиально отличается от истинного конструирования.

Неплохо было бы посмотреть, как развивались события в то или иное время. Собачий век гораздо короче человеческого, но все равно нашей жизни не хватит на то, чтобы хоть в какой-то степени ускорить эволюцию собак. Люди вывели чихуахуа в десять тысяч раз быстрее, чем природа вырастила волков из их насекомоядных предков, живших в эпоху вымирания динозавров и размером не превосходивших чихуахуа, хотя внешне и не похожих на комнатных собачек. Но все равно искусственный отбор реальных живых существ – по крайней мере, более крупных, чем бактерии – продвигается слишком медленно для того, чтобы можно было продемонстрировать эти интригующие превращения нетерпеливым и далеко не вечным людям. Можно многократно ускорить их с помощью компьютера. Эти быстродействующие машины, при всех своих погрешностях, способны смоделировать все, что поддается точному описанию, в том числе процессы размножения, такие как, например, у животных и растений. Если воспроизвести процесс передачи признаков по наследству – а это основополагающее свойство жизни – и предусмотреть возможность случайных мутаций, то на ваших глазах развернется фантастическая картина отбора на протяжении нескольких сотен поколений животных или растений. Впервые я описал это в своей книге “Слепой часовщик”, использовав одноименную программу. Она позволяет вывести на экране путем искусственного отбора так называемые компьютерные биоморфы.

Мы полагаем, что все собаки произошли от волка, и все компьютерные биоморфы точно так же происходят от общих предков, примерно таких:

. Человек видит на экране монитора целые выводки различных особей со случайными “генетическими мутациями” и выбирает те, от которых ему хотелось бы получить потомство. Здесь необходимо кое-что пояснить. Прежде всего, что такое потомство, гены и мутации по отношению к компьютерным объектам? У всех биоморфов имеется одна и та же “эмбриология”. Они строятся в основном за счет ветвления, так же как деревья или целая серия таких деревьев, объединенных друг с другом. Параметры дерева (или деревьев) – количество ветвей, их длина и углы, под которыми они расположены, – регулируются “генами”, в данном случае цифрами. Гены настоящих деревьев, как и наши собственные или гены бактерий, представляют собой закодированные послания, записанные на языке ДНК. ДНК копируется из поколения в поколение с высокой, если не с идеальной точностью. В каждом поколении ДНК “считывается” и влияет на вид животного или растения. На рис. 1.15 показано, как изменение всего лишь нескольких генов влияет на форму настоящего живого или компьютерного биоморфного дерева за счет изменения запрограммированных правил роста отпочковывающихся ветвей. Гены биоморфов составлены не из ДНК, но для решения нашей задачи этим отличием можно пренебречь. ДНК – это закодированная в цифрах информация, подобно цифровой информации в компьютере, и цифровые “гены” переходят из поколения в поколение биоморфов точно так же, как настоящая ДНК – в живом организме.

Потомство биоморфа, если таковое появится, унаследует все гены родителя – единственного, так как половые контакты отсутствуют, – но возможны случайные мутации. Мутация – это спонтанное увеличение или уменьшение цифрового значения гена. Поэтому если у детки цифровой эквивалент Гена 6 вырастет с 20 до 21, она будет походить на родителя, но ее ветки будут отходить от ствола под несколько более острым углом. В режиме “разведение биоморфов” компьютер нарисует его в центре экрана, в окружении выводка произвольно мутировавших отпрысков. Поскольку гены меняются очень мало, потомки всегда похожи на своего предка и друг на друга, но у многих есть слабые отличия, заметные человеческому глазу. Вооружившись компьютерной мышкой, человек выбирает на экране одного из биоморфов “на развод”. На экране остается только выбранный биоморф, который перемещается в центр экрана, в родительскую зону, а вокруг него появляется новая “кладка” мутантов. Переходя от поколения к поколению, селекционер может направлять эволюцию почти точно так же, как люди направляют эволюцию породы собак, только гораздо быстрее. Когда я в первый раз написал такую программу, меня поразило, в частности, как быстро может эволюционировать исходное дерево. Оказалось, что можно сфокусироваться на “насекомом”, “цветке”, “летучей мыши”, “пауке” или “самолетике”. Все биоморфы с рис. 1.16 являются конечными продуктами сотен ступеней воспроизводства в процессе искусственного отбора. Разведение видов происходит в компьютере, поэтому можно за считанные минуты пробежаться по многим поколениям. Эта программа позволяет за несколько минут игры на современном быстродействующем компьютере наглядно представить себе и ощутить на практике, что такое дарвиновский естественный отбор. Биоморфы из “сафари-парка” на рис. 1.16 напоминают мне ос, бабочек, пауков, скорпионов, плоских червей, вшей, а также других “созданий”, которые выглядят вполне “биологически”, несмотря на то, что не имеют сходства ни с одним реально существующим на нашей планете видом. Впрочем, все они родственники деревьев, среди которых обитают, и эскадры “самолетиков”, выстроившейся в правом верхнем углу. Их объединяют близкие родственные связи. У всех по шестнадцать генов. Отличаются они только численно закодированными значениями генов. Можно заниматься их селекционным разведением – переходить от одной особи к другой в зоопарке сафари или к миллиарду других возможных биоморфов. Последняя версия программы позволяет выводить цветные биоморфы. Она основана на старой программе, но предлагает более совершенную “эмбриологию” и новые гены, которые задают окраску ветвей. Кроме того, есть гены, определяющие форму каждой ветки – линию, прямоугольник или овал, ее заполнение (ветка может быть сплошной или полой) и интенсивность оттенка. Работая с цветной версией, я бродил по дорожкам эволюции не только среди насекомых и скорпионов, но и среди цветов и каких-то абстрактных рисунков, которые неплохо смотрелись бы на обоях или на плитке в ванной комнате (рис. 1.17). Моя жена Лалла Уорд вышила один из этих рисунков на накидке для кресла – по стежку вместо каждого пикселя.

Рис. 1.15. Рисунки настоящих и компьютерных биоморфных деревьев показывают, как может измениться форма вида из-за незначительной коррекции механизма роста. Крона одних деревьев обвисает, как у плакучей ивы, в то время как другие устремляются ввысь, как пирамидальный тополь.

Рис. 1.16. “Зоопарк” черно-белых биоморфов, выведенных в программе “Слепой часовщик”.

Биоморфы “выведены” человеком. В этом смысле они подобны капусте и собакам. Однако искусственный отбор предполагает участие селекционера – человека, а это не является главной темой моей книги. Вслед за Дарвином я рассматриваю искусственный отбор в качестве модели совсем другого процесса – естественного отбора. Пора наконец поговорить собственно о нем. Естественный отбор происходит примерно так же, как искусственный, но без вмешательства человека. Здесь не человек, а сама природа “решает”, кому из потомства продолжить свой род, а кому умереть. Я поставил кавычки не просто так, ибо на самом деле природа не принимает осознанных решений. Банальная, казалось бы, истина, но вы не поверите, если вам сказать, сколь многие уверены в том, что естественный отбор сродни личному выбору. Это в корне не так. На самом деле просто вероятность гибели одних потомков достаточно велика, а другие обладают какими-то свойствами, которые помогают им выжить и дать потомство. Поэтому в среднем типичные представители популяции из поколения в поколение становятся все лучше и лучше в искусстве выживания и размножения. Я должен уточнить, что “всегда лучше” справедливо при сравнении с каким-то абсолютным стандартом. На деле, впрочем, отбор не всегда настолько эффективен, потому что их жизни всегда угрожают особи других видов, которые тоже эволюционируют и становятся более жизнеспособными. Можно выработать качества, которые помогают спастись от зубов и когтей хищника, но ведь и хищники тоже совершенствуют свои охотничьи качества, так что в конечном итоге ничего не выиграешь. Своего рода “эволюционная гонка вооружений” – тема интересная, но мы забегаем вперед.

Смоделировать на компьютере искусственный отбор не так сложно, и биоморфы – прекрасный тому пример. Моя мечта – воспроизвести еще и естественный отбор. В идеале я хотел бы создать условия для эволюционной борьбы, чтобы возникающие на экране “хищники” и “жертвы” побуждали друг друга к прогрессивному развитию, а мы просто наблюдали бы за их соперничеством. К сожалению, это непростое дело, и вот почему. Я говорил, что отдельные особи из потомства обречены на гибель, и вроде бы легко спровоцировать их насильственную смерть. Но цифровая тварь должна погибнуть от каких-либо нестандартных дефектов – например из-за коротких ног, не позволяющих ей убежать от хищника, – тогда смерть на экране будет выглядеть натурально. У некоторых насекомоподобных биоморфов с рис. 1.16 есть похожие на ножки отростки. Но они не пользуются своими “ножками”, и хищников вокруг них нет. Нет и жертв или растительной пищи. В их мире не бывает ни болезней, ни плохой или хорошей погоды. Теоретически мы могли бы включить любой из этих факторов риска. Но запрограммированная угроза будет столь же искусственной, как и сам искусственный отбор. Нам придется что-то предпринять – скажем, постановить, что длинным и тонким биоморфам легче уйти от преследования, чем коротким и толстым. Велеть машине измерить биоморфы и отобрать для дальнейшего разведения самых поджарых и голенастых – дело нехитрое. Но тогда процесс эволюции лишится интриги. Мы просто увидим, что по мере смены поколений особи становятся все более долговязыми. С тем же успехом мы могли бы просто на глазок прикинуть, какие из биоморфов тоньше и длиннее. Нет спонтанности, характерной для естественного отбора, которой можно было бы достичь при адекватной имитации.