Текст книги "Проблемы эволюции и теоретические вопросы систематики"

Справедливо, что интеллект человека потрясающе разнообразен, и все же я полагаю, что у разных людей не столько разные способы мышления, сколько разные взгляды на то, что можно и должно называть мыслью: только ли то, что отчетливо сформулировано, или также и то, что быстро мелькнет в голове.

Вспоминая какую-то ситуацию, мы мысленно мгновенно охватываем ее как целое, в разных ее аспектах и связях, а уж затем можем довольно долго и обстоятельно о ней повествовать. Отсюда, вероятно, надо сделать вывод, что мысли наши текут не линейно, а как бы сразу в нескольких измерениях и только при переводе их в словесную форму они приобретают линейный облик речи. Весьма знаменательно, что виднейший отечественный психолог Л.С. Выготский, хотя и работал в эпоху жесткого идеологического давления (в области психологии, в частности со стороны тезиса, принимавшегося Гегелем[56]56
  Гегель Г. Энциклопедия философских наук. Ч.З. Философия духа. М., 1956. С.273.


[Закрыть], а за ним и Ф. Энгельсом: «Мыслить без слов невозможно»), тем не менее писал: «То, что в мысли содержится симультанно, то в речи развертывается сукцессивно. Мысль можно было бы сравнить с нависшим облаком, которое проливается дождем слов. Поэтому переход от мысли к речи представляет собой чрезвычайно сложный процесс»[57]57
  Выготский Л. С. Мышление и речь. М.-Л., 1934. С.313.


[Закрыть].

Если нужно понять какое-то устройство, сообразить, как следует поступить, как что-то наладить, то очень часто мысль прямо воплощается в действии, вовсе минуя перевод в слова (или же ограничиваясь очень немногими словами весьма универсального применения, подчас даже не вполне литературными). Очевидно, прав был Выготский, полагая, что мысль и речь «не связаны между собой изначальной связью. Эта связь возникает, изменяется и разрастается в ходе самого развития мысли и слова»[58]58
  Там же. С.260.


[Закрыть].

Что мысль и речь – как бы тесно они ни были связаны друг с другом – все же разные процессы, говорят и наблюдения над животными. Речи у животных нет, но вместе с тем у собак, кошек, ворон, крыс и других мы признаем ту или иную степень «смышлености», «сообразительности», «понятливости». Да они и передают своим сородичам, а отчасти и человеку, сигналы, имеющие определенное смысловое содержание. Л.В. Крушинский, экспериментально исследовавший поведение собак и крыс, говорил о наличии у них «элементарной рассудочной деятельности»[59]59
  Крушинский Л. В. Возможный механизм рассудка // Природа. 1974. № 5. С. 23–33.


[Закрыть]. Не менее высоко, или даже еще выше, оцениваются способности обезьян или дельфинов. Не свидетельствует ли это о том, что какой-то уровень мыслительных способностей свойствен и высокоорганизованным животным, хотя и лишенным дара речи? С другой стороны, условно-рефлекторные механизмы, которые считаются, наряду с инстинктами, важнейшей основой поведения животных, несомненно играют огромную роль в становлении речевой деятельности в онтогенезе человека, тогда как человеческие мыслительные способности, по всей вероятности, в основном определяются врожденно. Согласно классическим исследованиям французского психолога Ж. Пиаже, у ребенка мышление генетически предшествует речи[60]60
  Пиаже Ж. Избр. психологические труды. М., 1969.


[Закрыть].

Кроме мира живых существ и человеческого познания есть еще и другие сферы, в которых происходят определенные процессы развития, определенная эволюция. Это социальные структуры общества, культура, языки, технология и др. Поскольку эти сферы находятся как бы в промежутке между наиболее специфичным для человека, наиболее абстрактным проявлением его деятельности – познанием – и биологическими корнями человечества, можно полагать, что эволюционные процессы, протекающие и в социальной, и в языковой, и в общекультурной сфере и т. п. также (если не полностью, то уж, наверное, в значительной мере) изоморфны процессам дарвиновской эволюции.

Хотя еще при жизни Дарвина лингвист А. Шлейхер[61]61
  Schleicher A. Die Darwinsche Theorie und die Sprachwissenschaft. Weimar, 1863.


[Закрыть] говорил о филогенетическом древе языков, вскоре интерес к теме заглох – и надолго. Зато в последние 10–15 лет наблюдается повышенное внимание к механизмам культурной эволюции – публикации исчисляются уже многими десятками. При этом намечаются и совсем новые, неожиданные направления. Скажем, некоторые детали поведения животных, передаваемые потомству не чисто генетически, а как и у человека – при посредстве подражания, обучения, можно рассмотреть в качестве элементов культуры, что создает возможность экспериментально изучать «микроэволюцию культуры» – например, у певчих птиц, пользуясь акустической записью их песен[62]62
  Jenkins P.F. // Animal Behav. 1977. V. 25. P. 50–78; Lynch A. et al. // Amer. Natur. 1989. V. 133. N 5. P. 634–653.


[Закрыть]. Еще интереснее попытки не только провести аналогии, но и реально «состыковать» изучение эволюции физических черт человека с его культурной эволюцией. Так. Л. Кавалли-Сфорца с сотрудниками недавно сообщили, что они установили дивергенцию геномов, параллельную дивергенции археологических культур и языков основных этнических групп[63]63
  Cavalli-Sforza L.L. et al. // Proc. Nation. Acad. Sci. USA. 1988. V.85. N 16. P. 6002–6006.


[Закрыть].

Воздерживаясь от дальнейшего углубления в тему культурной и языковой эволюции, отсылаю интересующихся к некоторым более важным публикациям[64]64
  Cavalli-Sforza L.L., Feldman N. W. Cultural transmission and evolution. Princeton, 1981; Csanyi V. General theory of evolution. Budapest, 1982; Csanyi V. Evolutionary systems and society: a general theory. Durham, N. C., 1989; Sereno M. J. // J. Theor. Biol. 1991. V.151. N 4. P. 467–508.


[Закрыть].

Какие же выводы можно сделать из изложенного в настоящей статье? Во-первых, то обстоятельство, что дарвиновский механизм эволюции действителен не только на биологическом уровне организации материи, но и на более высоких уровнях, повышает общенаучный статус дарвиновской теории, придавая ей весьма широкое и общее значение.

Вторым выводом можно считать следующее рассуждение. Если попытаться оценить в целом прогресс биологической эволюции на Земле, то, вероятно, наиболее объективными будут два показателя: увеличение генетико-таксономического разнообразия биоты («biodiversity») и увеличение суммарной биологической продуктивности на единицу площади в определенных условиях среды. Очевидно, для оценки прогресса науки наиболее общими и вместе с тем объективными будут аналогичные показатели: расширение круга явлений, охватываемых наукой, т. е. диверсификация научных дисциплин, направлений и школ; научная продуктивность в сравнимых научных ячейках. Из всего того, что нам известно из систематики, генетики и экологии, явствует, что оба показателя биологической эволюции имеют наивысшие значения при свободном течении природных процессов в экосистемах. Посторонние нарушения, в том числе антропогенные, уменьшают их. По аналогии следует заключить, что и оценочные показатели прогресса науки тоже будут наивысшими при свободном ее развитии.

Третий вывод. Очевидная исходная предпосылка эволюции – наличие мутаций; чем больше возникает мутаций, тем интенсивнее работает отбор – тем быстрее идет эволюция. По аналогии мы должны заключить, что самая основная, базисная предпосылка прогресса науки – наличие в ней людей, обладающих даром интуиции, воображением. Конечно, современная наука невозможна без сложного материального оснащения; наличие приборов и материалов – необходимое условие, но не достаточное. Без новых идей, без воображения никакие приборы, никакие компьютеры ничего нового не дадут. Желая воздать похвалу ученому, мы обычно говорим о его преданности науке, увлеченности, всесторонней эрудированности, работоспособности, принципиальности… ну, еще иногда о талантливости. А слова «воображение» мы стесняемся. Между тем в мировой практике один из самых ходовых, стандартных критериев оценки ученого (да и не только ученого) – именно наличие воображения, imagination. Я думаю, надо и нам, подбирая молодые кадры, обращать больше внимания на их способность к воображению, умение высказать и обосновать свои собственные свежие суждения.

То обстоятельство, что основное условие прогресса науки – наличие хороших голов, способных генерировать идеи, – дает надежду, что наша наука сможет пережить теперешние тяжелые времена упадка экономики, культуры и общественной морали, пережить, не разрушившись. Будем же надеяться, что если мы сами, ученые, сможем сейчас удержаться от полной деморализации, то мы еще увидим новый подъем отечественной науки. Это последний вывод.

Многообразие живого мира Земли и проблемы его сохранения
(Природа. 1996. № 6. С. 95–105)

В комплексе задач, связанных с охраной среды обитания человека, особое место занимает сохранение многообразия проявлений жизни, или, как теперь часто говорят, биоразнообразия (biodiversity[65]65
  Русский термин – калька с английского, притом гибридный, трехчленный и в русской речи звучит неуклюже, но уже вошел в обиход. Да и сказать «био-диверзитет» или «жизнеразнообразие» было бы не лучше.


[Закрыть]). Эта проблема, сформулированная впервые достаточно остро в 50-60-х годах нашего столетия, продолжает привлекать к себе все большее внимание, так как антропогенный пресс на природу, включая и прямое уничтожение природных экосистем, постоянно растет. В большинстве стран приняты различные законодательные акты об охране редких видов, которым угрожает полное исчезновение, изданы Красные книги. Подписан и ряд международных соглашений, а в 1992 г. конференция Объединенных наций в Рио-де-Жанейро приняла всемирную «Конвенцию о биологическом разнообразии» («United Nations Convention on biological diversity»). Цель этого документа – сохранить максимально возможное биологическое разнообразие на Земле. Государства, подписавшие конвенцию, обязаны обеспечить такое сохранение на своих территориях.

Представлялось, что конференция в Рио и подписанная Конвенция станут кульминационным моментом и поворотным пунктом в борьбе за сохранение биологического разнообразия. Но уже почти сразу после конференции начали раздаваться разочарованные голоса. Конвенция скорее отразила благие намерения, чем ощутимую и обязывающую реальность. Значит, справлять «новый политический год» на поприще охраны живой природы – пока рано. Нужны еще и еще усилия, необходимо внимательно рассмотреть все причины и обстоятельства, связанные с проблемой и влияющие на ее решение. Прежде всего это, конечно, различные политические и экономические контроверзы. Но они, как говорится, «лежат на поверхности», да и наш журнал – не самое подходящее место для их обсуждения. Поэтому мы их оставим в стороне Но есть и немало обстоятельств, лежащих глубже, но не менее действенных, – ив науке, и в культурно-историческом наследии современного человека, и в свойственной ему психологии, и в мировоззрении. В предлагаемой статье попытаемся вкратце рассмотреть некоторые из этих обстоятельств.

В самых общих чертах сегодня проблему биоразнообразия можно представить следующим образом. Биологам – систематикам и экологам – удалось вызвать широкое сочувствие и симпатию к охране редких видов животных и растений, которым угрожало скорое полное исчезновение; в результате в 60-70-х годах появились Красные книги, различные списки редких и подлежащих охране видов, а также некоторые законодательные акты и международные соглашения (например, о запрете торговли редкими видами и т. п.). Однако пропаганда охраны редких видов велась в основном на очень ярких примерах, таких как киты, тигры, черепахи, крупные бабочки, а из растений – лилии, пионы, секвойи, дикие родичи хлебных злаков и т. п. Соответственно, и в Красные книги попали преимущественно «знаменитости». Значительно шире и «демократичнее» оказались региональные списки редких и нуждающихся в охране видов. В странах умеренного климата Северного полушария редкие и заслуживающие охраны виды растений составляют (по разным регионам и разным оценкам) от 6 до 20 % всей флоры соответствующего региона Между тем в Красную книгу бывшего СССР включено только 600 видов, т. е. около 3 % всей флоры.

Конечно, ни списки подлежащих охране видов, ни даже Красные книги сами по себе не создают гарантии сохранности, хотя их появление – все же бесспорный шаг вперед. Однако дальнейшее расширение проблемы – постановка задачи сохранения по возможности всего многообразия жизни на Земле – еще не вызывает такого широкого сочувствия; еще нет всеобщей уверенности в фундаментальной, жизненной важности этой задачи. Если задать вопрос: что вы считаете самым большим богатством нашей планеты? – то биологи (да и то, наверно, не все) ответят: конечно, это многообразие проявлений жизни. Но услышать такой ответ от любого встречного на улице или от административного деятеля – шансов немного.

Каковы же реальные масштабы разнообразия жизни на Земле и как их измерить? Наиболее адекватно отражает биологическое многообразие систематика; ее прямо можно назвать наукой о разнообразии живых существ. Следовательно, если пытаться количественно оценить разнообразие, то самыми подходящими «счетными единицами» будут систематические группы (таксоны) и прежде всего виды. Хотя в разных группах виды по многим показателям могут быть весьма неравнозначны (особенно велико различие между видами у прокариот и у эвкариот), тем не менее, пожалуй, только вид можно принять в качестве универсальной счетной единицы, приложимой как ко всей биоте, так и к отдельным ее территориальным или таксономическим выделам.

Для оценки своеобразия региональных флор и фаун полезно также использовать подсчет высших таксонов (родов, семейств, классов), а равно и отдельный подсчет эндемичных (т. е. присущих только данному региону) таксонов всех рангов. Внутреннее разнообразие самых узких выделов, таких как популяция, вид или группа близко родственных видов (особенно культурных), можно оценивать и на генетической основе, опираясь либо на фенетические проявления генов, либо на структуру геномов, либо, наконец, на молекулярные структуры ДНК и РНК. Но применительно к крупным фрагментам биоты генетический подход хотя и мыслим, однако вряд ли способен (по крайней мере в настоящее время) дать удовлетворительные результаты.

Многократно пытались оценивать биоразнообразие не с таксономических и генетических позиций, а с экологических, или, как говорят, «на эко системном уровне». Но в экосистемах очень велико участие неживых компонентов – почв и подстилающих пород со своей химией и физикой, рельефа, гидросферы, климата, разнообразных искусственных, технических сооружений, а также и разных форм вмешательства человека. Экосистемные исследования в значительной мере сводятся к обобщающим показателям, таким как продуктивность, циклы продукции и деструкции, энергетический баланс, круговорот отдельных химических элементов (углерода, кислорода, серы и др.), т. е. направлены от конкретики разнообразия живых организмов в прямо противоположную сторону – к обобщающим цифрам единообразных физических и химических параметров.

Если же мы вычленим из экосистемы только ее живой компонент в качестве биоценоза (или фитоценоза, зооценоза), то различия между ними в основном сведутся к различиям в видовом составе.

К настоящему времени описано примерно 1.5–2 млн видов живых существ – от вирусов до человека. Среди них больше всего насекомых – около 1 млн – и настоящих растений (т. е. без грибов, водорослей и разных одноклеточных организмов, ранее считавшихся растениями) – около 250 тыс. всех вместе взятых позвоночных животных – около 45 тыс. В то же время специалисты по отдельным группам считают, что на Земле огромное количество видов еще не открыто и не описано. Так, полагают, что насекомых насчитывается не менее 8 млн. видов, а может быть, даже и 100 млн. Круглых червей (нематод) при 15 тыс. описанных существует, возможно, до 1 млн видов. У позвоночных животных и у растений ожидаемый прирост гораздо менее значителен: у первых может прибавиться вряд ли более 5 тыс., а у вторых общее число видов, вероятно, достигнет 300 тыс., но вряд ли полумиллиона.

В приводимых цифрах нельзя не заметить закономерности, аналогичной содержанию Красных книг: чем организмы мельче, чем они менее заметны для человека, тем меньше им уделено внимания, тем меньше они изучены, но тем больше ожидается открытий новых видов. Что же касается самых мелких (бактерий и вирусов), то тут соотношение числа известных видов с предполагаемым числом еще ожидающих описания поистине фантастическое: для вирусов оно составляет 5 тыс./500 тыс., а для бактерий – 4 тыс./400 тыс. и даже до 3 млн![66]66
  Источники цифр: Global Biodiversity Strategy World Resources Institute (WRI). World Conservation Union (IUCN). United Nations Environment Programme (UNEP). 1992 S.I. P.244. Systematics Agenda 2000: charting the biosphere. Technical Report. 1994. S. 1. P.34.


[Закрыть] И это при том, что за последние три-четыре десятилетия в изучении разнообразия микроорганизмов произошел огромный рывок вперед, позволивший, в частности, основательно продвинуться в понимании самых ранних этапов развития биосферы. Насколько, значит, еще далеко до полного описания всех видов живых существ на Земле!

В 1994 г группа американских научных организаций, в которых ведутся исследования по систематике, выдвинула программу «Systematics Agenda 2000: Charting the biosphere», цель которой – завершить в течение первой четверти XXI в полную таксономическую инвентаризацию живых существ Земли. Инициаторы полны решимости добиваться необходимого финансирования, а также призывают коллег в других странах присоединиться к выполнению программы и, разумеется, к добыванию средств. По расчетам инициаторов, для реализации программы в течение 25 лет необходимо по 3 млрд долл, ежегодно. Сейчас, конечно, еще трудно судить, сколь успешно будет развиваться эта инициатива и в какой мере в ней смогут участвовать российские систематики. Но что число известных видов организмов в ближайшие 10–15 лет существенно возрастет – это несомненно.

Существование огромного количества видов, естественно, вызывает вопрос: так ли уж важно сохранять их все? Ведь среди них есть и вредные для человека, и еще больше – ничем не примечательны. В течение всей истории жизни на Земле наряду с появлением новых видов исчезали старые. Если и сейчас какая-то ничем не примечательная травка или козявка находятся на пути к вымиранию – ну и пусть себе тихо и мирно вымрут, а их место займут более жизнеспособные и, возможно, для нас более интересные.

Вопрос серьезный. В ответ на него развивается аргументация по двум основным линиям. Первая: мы не только еще не знаем всех живущих ныне существ, но и еще менее знаем полезные свойства давно известных. Применительно к растениям – это прежде всего потенциальная пищевая или кормовая ценность, а также наличие различных биологически активных веществ, число которых все увеличивается и кажется поистине беспредельным. Новейшие примеры: открытие про-тиволейкемического действия препаратов из мадагаскарского кустарника розового барвинка, или катаранта (Cataranthus roseus), и противоопухолевого действия – из коры и хвои калифорнийского тиса (Taxus brevifolia) Сравнительно недавно открыты в растениях и вещества, обладающие в сотни и даже тысячи раз более сладким вкусом, чем обыкновенный сахар Так, южноафриканское растение из семейства сложноцветных Stevia rebaudiana, содержащее гликопротеид в 300 раз слаще сахара, уже начинает входить в культуру.

За каждым открытием новых полезных свойств у какого-либо вида растений вполне естественно начинается поиск аналогичных качеств у других видов, особенно из ближнего родства. И совершенно ясно, что было бы, мягко говоря, неразумно поставить под охрану, скажем, катарант, а остальную богатейшую (13 тыс. видов) мадагаскарскую флору оставить беззащитной перед бурно нарастающей хозяйственной трансформацией земель. К тому же во флоре Мадагаскара 80 % видов эндемичны, т. е. нигде более на свете не встречаются. В принципе ситуация сходна во всех странах, однако в тропических и субтропических она особенно остра.

Для тех, кто всякую пользу признает постольку, поскольку она выражена в долларах, в литературе, особенно американской, приводится немало подсчетов. Например, по сообщению уже упоминавшегося выше издания «Global Biodiversity Strategy» (1992), в США 20 наиболее популярных лекарств, содержащих вещества растительного и животного происхождения, продаются в год на 6 млрд долл. А один живой слон, бродящий на воле в Кении, приносит доход от туристов на 600 тыс. долл, в год. И т. д.

Вторая группа аргументов в пользу полного сохранения всех форм жизни основывается на том, что организмы тесно связаны в своей жизнедеятельности не только с физическими условиями среды, но и между собой. И выпадение каких-то отдельных элементов из этой сложной сети взаимодействий может привести к совершенно неожиданным негативным последствиям. Таких примеров много Так, уничтожение мест обитания диких пчел и шмелей снижает урожайность культур, которые опыляются этими насекомыми. Отсутствие хищных птиц в городе приводит к чрезмерному размножению голубей, среди которых вспыхивают массовые инфекции Флора степи резко беднеет, если отсутствует необходимый компонент степного биоценоза – копытные животные. После долгих лет курса на полное истребление волков пришли к выводу, что в условиях мало измененных природных экосистем волк – необходимый элемент; нужно только регулировать его численность. А в окультуренных экосистемах экологическую нишу истребленного волка начали занимать одичавшие собаки.

Современная биосфера сформировалась за миллионы лет и сейчас поддерживается при участии всех живых организмов. Конечно, будучи сложной саморегулирующейся системой, она обладает значительным запасом прочности, способностью к компенсации понесенных нарушений и потерь. Но ни в какой системе запас прочности не может быть беспредельным. И когда нам говорят, что при сохранении сегодняшних темпов наступления человека на дикую природу к 2100 г. число видов живых существ на Земле сократится вдвое, то надо крепко задуматься над последствиями этого.

Известный чеховский злоумышленник, отвинчивая на рыболовные грузила гайки от железнодорожных рельсов, оправдывался тем, что отвинчивает только некоторые. Мы усердно отвинчиваем гайки в сложном механизме биосферы, хотя и не знаем, сколько это допустимо, чтобы этот механизм не разрушился. Благоразумнее было бы не отвинчивать нисколько[67]67
  Чеховский герой вряд ли имел хотя бы начальное образование, а очень модные ныне ученые слова «моделирование» или «паттерн» он и вовсе не слыхал. Но как великолепно он смоделировал паттерн человеческого поведения, словно нарочно подходящий для описания нашего отношения к биосфере. Много позже, очевидно, независимо от чеховского злоумышленника и теперь уже специально имея в виду биосферу, была предложена очень похожая, но, на мой взгляд, менее удачная модель; в ней речь идет о выдирании заклепок из крыла самолета (Ehrlich R, Ehrlich A. Extinction. The causes and consequences of the disappearance of species. NY. 1981).


[Закрыть].

Ведь человечество и то, что им создано (и что мы называем ноосферой), – это все производное биосферы и ее неотрывная часть. Следовательно, деградация биосферы не может не привести и к деградации человечества.