Текст книги "Хлопок одной ладонью"

В общем, отбор – это больше, чем борьба живых организмов. Как емко сформулировал понятие «отбор» один из моих далеких от науки друзей: «Хорошие идеи выживают, плохие – нет».

Можно ли представить изменчивость и наследование без отбора? Пусть мир населен разнообразными грибами, которые постоянно мутируют, совершенно не конкурируют и радостно размножаются, потому что им особо ничего не нужно, кроме места и перегноя. Что произойдет? Место и перегной рано или поздно закончатся. Начнется конкуренция, а значит, кто-то будет выживать, а кто-то нет. У всего материального есть границы, а где границы – там отбор.

Даже если использовать термин «отбор» в более широком смысле, то представить бесконечное неограниченное воспроизведение сложно. Допустим, речь идет опять-таки о вариантах компьютерного кода, и допустим, что эти варианты размножаются безо всяких ограничений. Что значит «безо всяких ограничений»? Каким бы большим ни был объем памяти компьютера, он имеет предел, и, если код размножается без ограничений, рано или поздно он упрется в этот предел. В таком случае код может прекратить размножаться, а может оказаться, что одни варианты умеют перезаписывать себя на место других, а другие так делать не умеют. То есть автоматически возникнет конкуренция за память, а значит – возникнет отбор.

Такие мысленные эксперименты помогают прочувствовать важную, на мой взгляд, идею: отбор – это свойство природы. Его не может не быть. Он заложен в логику Вселенной. Он существует просто по определению. Хорошие идеи выживают, плохие – нет. Что такое хорошая идея? Это идея, которая выживает. Что такое плохая идея? Это идея, которая не выживает. По умолчанию в мире исчезает все. Но иногда среди этих исчезающих вещей появляются вещи, которые умеют не исчезать. Этот факт и есть отбор.

В нашей лаконичной формулировке теория Дарвина складывает три явления – изменчивость, наследственность, отбор – и получает эволюцию, то есть изменение видов со временем. Такая запись теории в форме уравнения мне симпатична именно потому, что она подчеркивает свою логическую неотвратимость. Если есть изменчивость, наследственность и отбор, это гарантирует эволюцию. В этой абстрактной законченности, в возведении эволюции из ранга биологических гипотез в ранг математически обоснованной теории развития природы, состоит, на мой взгляд, главная заслуга Дарвина.

Гипотезы и теории

Гипотеза – это вопрос, на который в принципе есть ответ. Например, у меня есть гипотеза, что слово «ботаник» в значении «гик» происходит от фамилии «Ботвинник». Это может быть правдой, а может быть неправдой.

Гипотеза об эволюции может звучать, например, так: «Виды изменяются со временем». Эту конкретную гипотезу можно проверить и подтвердить, проследив постепенные изменения в геноме быстро размножающегося микроорганизма или, скажем, в статистике встречаемости генотипов птиц. Подтвержденная гипотеза становится фактом, и существование эволюции как явления – действительно факт.

Могут быть и другие, более сложные гипотезы, например: «Человек произошел от обезьяны» или «Жизнь началась в океане». Даже если эти гипотезы не проверить напрямую, принципиально они могут быть верными или неверными. В таких случаях – когда проверка гипотезы невозможна – мы руководствуемся своим представлением о реальности, то есть теорией.

Теория – это не вопрос и даже не ответ. Теория – это объяснение.

Если «ботвинник» действительно со временем превратился в «ботаника», какими могли быть причины такого превращения? Можно предположить, что образ великого гроссмейстера имеет фонетическое и семантическое сходство с образом ботаника. Можно предположить, что дело в тенденции разговорного языка к укорачиванию слов. И вот это уже теории: объяснения фактов с помощью более общих, более абстрактных принципов. Гипотеза – это предположение о чем-то неизвестном. Теория – это объяснение уже известного.

Помните, как капитан Фицрой не хотел пускать Дарвина на «Бигль» из-за его физиогномически неприемлемого носа?

Физиогномика своей популярностью среди чудаковатой европейской аристократии обязана Иоганну Лафатеру. Швейцарский теолог, поэт и интеллектуал Лафатер был модным спиритическим гуру предыдущей эпохи: в 1782 г. к нему, например, под именем графа и графини Северных приезжали будущий император Павел с великой княгиней Марией Федоровной, которая потом много лет с ним переписывалась. Учение Лафатера имело неоднозначную репутацию даже среди современников, но он умудрился придать ему ауру благородного искусства, таинственной науки человеческой души. Это учение многим нравилось: просто так не любить человека за морду кирпичом вроде неприлично, а если ты в этом кирпиче читаешь божественную тайнопись, совсем другое дело.

КСТАТИ

Физиогномику иногда путают с френологией – другим учением, в задачи которого тоже входила расшифровка внутреннего через внешнее, а именно свойств характера на основе формы черепа. Френологические и физиогномические гипотезы очень похожи и с современных позиций одинаково неверны. Но как теория френология имеет совсем другую основу. Она гласит, что сознание имеет материальную природу, что разные аспекты мыслительной деятельности локализованы в разных частях мозга и что эти разные части мозга в ходе развития по-разному влияют на растущую кость. Френологическая теория материальности и локализации мысленных функций для своего времени была очень прогрессивна. Если не считать деталей, связанных с развитием черепа, она и по сей день объясняет многое из того, что мы знаем о мозге.

Что такое физиогномика? Это идея о том, что по лицу можно судить о скрытых, внутренних свойствах человека. Сама по себе эта идея никак не объясняет, с чего это вдруг лоб или нос должны отражать моральные качества или ум. Поэтому теорией физиогномику никак не назвать. Это скорее гипотеза – предположение, которое можно проверить, например, сопоставив результат IQ-теста с длиной носа у большой выборки людей. (Как нетрудно догадаться, при подобной проверке гипотезы Лафатера современными методами она быстро рассыпается.)

В чем тогда заключается теория Лафатера? Она сугубо религиозна. Бог создал человека по своему образу и подобию, а значит, идеальный человек и внешне прекрасен, и внутренне добродетелен. Чем дальше от Бога – тем человек уродливее и одновременно слабее духом. Отсюда и соответствие между лицом и душой.

У Дарвина было множество гипотез: что между видами должны быть переходные формы, что виды приспособлены ровно настолько, насколько этого требует среда, и да, что человек произошел от обезьяны. Все это вопросы, ответы на которые он предполагал на основе своего видения внутренней логики природы. Эта внутренняя логика и есть теория Дарвина. Как и любая теория, это не вопрос о неизвестном, а объяснение известного – объяснение, которое элементарно проще, чем непознаваемый Бог.

«Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции»

Когда я учился в институте, этот заголовок классического эссе Феодосия Добржанского казался мне эмоциональным преувеличением, в духе «у бабушки лучший борщ в мире» или «нет ничего страшнее „Ашана“ 31 декабря». Я понял, что хотел сказать Добржанский, только когда сам стал задавать это эссе на дом студентам. Дело даже не в том, что за истекший период я что-то такое особое понял, а в том, что учился я на русском языке, а преподаю на английском.

Это любопытный пример несостыковки двух языков. Знаменитый генетик и эволюционист Добржанский родом с Украины, но большую часть жизни и карьеры провел в США. Эссе 1973 г. в оригинале написано на английском языке и называется «Nothing in biology makes sense except in the light of evolution». Английская конструкция «make sense» плохо переводится на русский язык. Фраза «иметь смысл» похожа лишь отдаленно. Под «смыслом» можно понимать как «внутреннюю логику» («я понял смысл анекдота про панаму»), так и «обоснованность» («нет смысла обижаться на дураков»). Поэтому «ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции» в студенческие годы звучало для меня, начинающего биолога, так, будто Добржанский требовал от меня исключительно работы, тем или иным образом связанной с эволюцией. Если я, например, хотел тестировать лекарства или изучать физические свойства нервных клеток, то мне казалось, что Добржанский непременно назвал бы такие исследования «бессмысленными», тем самым исключая меня из биологии.

Но словосочетание «make sense» означает не обоснованность, а именно наличие внутренней логики – то, что приблизительно можно выразить фразой «все сходится». Эссе Добржанского именно об этом: о том, что в биологии ничего не сходится, кроме как если представить, что все произошло в результате эволюции.

Действительно, живая природа – область интересов науки биологии – очень странная штука, если отрешиться и на секунду забыть все биологические теории. Помните галапагосских вьюрков? Можно, конечно, предположить, что Бог творил их «очагами», аккуратно приспосабливая под им же заложенные различия в растительности и комбинируя с другими, специально подобранными видами, но это выглядит как-то странно. Точно так же странно и все остальное. Зачем в мире столько видов? Их буквально миллионы, и каждый по-своему уникален. Бóльшую часть этого планетарного биоразнообразия никто и не видел до изобретения микроскопа¹³. Зачем все это надо? И почему, несмотря на свои бесчисленные различия, все эти виды тем не менее так друг на друга похожи? Если они сотворены безграничной фантазией Творца, почему они все состоят из клеток, как будто их собирали из конструктора? Почему у насекомых шесть ног, а у позвоночных четыре? Почему жгутик человеческого сперматозоида в разрезе выглядит в точности как жгутик одноклеточной водоросли?

Что объясняет теория эволюции? Добржанский в своем эссе приводит два качества живой природы: разнообразие и единство¹⁴. Наличие беспрецедентного, неохватного количества форм в совокупности с упорядоченностью этих форм в единую систему групп и сходств. Разнообразие и единство – это то, что «не сходится» в живой природе, если только не допустить, что живая природа находится в постоянном движении.

КСТАТИ

Даже самые «сиюминутные» области биологии, далекие от ископаемых костей, просто не срастаются без теории эволюции. Физические свойства человеческих нервных клеток, например, во многом известны благодаря работе на гигантских нервных клетках кальмара. Без эволюционного фундамента совершенно непонятно, как нервные клетки кальмара связаны с человеческими, как они могут настолько от них отличаться и одновременно быть настолько на них похожими. Любое исследование на модельном организме в принципе основано на предположении, что между этим организмом и человеком есть что-то общее. А это предположение основано на теории эволюции. Тестирование лекарств (возможно, самая приземленная и практически ориентированная область биологии) тоже требует эволюционного мышления – иначе, например, непонятно, зачем клетке столько молекул, которые так мечтают вызвать в ней рак, или в чем заключается мотивация рецептора, отправляющего в ядро сигнал к клеточному самоубийству. Все эти вопросы встают на свои места, только если вспомнить про отбор и про миллионы поколений, предшествующие любому процессу в живом организме.

Чтобы понять жизнь на Земле, нужно так или иначе изогнуть повседневное мышление непривычным образом. Самый простой способ это сделать – вообразить Бога, разумного Творца. Это хорошо объясняет, почему все живое так разумно устроено. Но разумное творение плохо объясняет разнообразие и единство. (Например: зачем Творцу столько жуков и, раз уж такая страсть, почему все они обязательно должны быть шестиногими?) Эти свойства живой природы гораздо более интуитивно объясняются эволюцией, происхождением с изменением.

Почему в мире столько видов? Потому что все живое находится в постоянном движении во всех направлениях, и виды – просто текущий срез этого движения во времени.

Почему они так похожи друг на друга? Потому что они происходят от общих предков, и чем ближе общий предок двух видов, тем сильнее их сходство.

Почему они так хитро устроены? Потому что меняются они очень давно и успели решить множество проблем, а когда столько проблем решено, это выглядит так, будто их никогда и не было.

Последний кошмар Дарвина

Дарвин никогда не отличался ни крепким здоровьем, ни хорошим настроением, в точности подтверждая физиогномический прогноз Фицроя. По разным версиям, виной тому могла быть болезнь Шагаса, непереносимость лактозы, аллергия или отравление мышьяком, но при жизни диагноз Дарвину поставить никто не мог¹⁵. Так или иначе, он вел замкнутый образ жизни (у него снаружи дома даже было зеркало заднего вида, предупреждающее его о приближении нежелательных гостей¹⁶), он все время плохо себя чувствовал и постоянно чем-нибудь терзался. Особые терзания вызывала у Дарвина критика его теории, известная как «кошмар Дженкина».

Флеминг Дженкин – еще один колоритный герой своего времени, мастер на все руки: инженер, экономист, филолог, драматург, художник и актер. Придумал кривые спроса и предложения, а также канатную дорогу, писал книги про атомную теорию Лукреция и про здоровое домашнее хозяйство, сочинял стихи и в перерывах опровергал Дарвина.

Суть аргумента Дженкина сегодня формулируется как «поглощающее влияние свободного скрещивания». Его еще называют «заболачивающим аргументом». Пусть в пределах вида появляется редкая вариация, тот же клюв, который, допустим, гораздо крупнее нормы и дает птице возможность лучше колоть орехи. Естественный отбор на ее стороне. Допустим, эта птица с большим клювом объелась орехов и пошла размножаться. С кем она будет скрещиваться? С обычными птицами, у которых нет большого клюва. Получится несколько птенцов с клювами где-то посередине. У них преимущество большого клюва будет уже менее выражено. За пару поколений оно размоется («заболотится») и вернется к среднему. Откуда тут взяться происхождению видов? Естественный отбор, резюмирует Дженкин, в принципе не может создать новый вид, потому что любые отклонения быстро смешиваются со старым видом.

КСТАТИ

Сам Дженкин в своей статье, опубликованной в журнале The North British Review за июнь 1867 г., пользуется примером, по современным стандартам, почти сюрреалистической грубости: «Представим себе белого человека, потерпевшего кораблекрушение на острове, населенном неграми… Наш выживший герой, возможно, станет среди них королем; он убьет очень много чернокожих людей в борьбе за выживание; он заведет очень много жен и детей, в то время как множество его подданных будут жить холостяками и умрут холостяками… Качества и способности нашего белого человека, несомненно, помогут ему дожить до глубокой старости, но даже его длинной жизни явно не хватит для того, чтобы кто-то из его потомков в каком-либо поколении стал полностью белым… В первом поколении будет несколько дюжин смышленых молодых мулатов, чей ум будет в среднем превосходить негритянский. Нас не удивит, что трон в течение нескольких поколений будет принадлежать более или менее желтокожему королю; но сможет ли поверить кто-то, что население всего острова постепенно станет белым или пусть даже желтым?..»¹⁷

Дарвин до конца своей жизни строил предположения, но так и не придумал, что делать с Дженкином и его «болотом». Сегодня мы бы ответили этому человеку многих талантов и предрассудков, что он неправильно понимает природу наследственности: та работает не путем «слияния жидкостей», а скорее путем комбинирования инструкций. Но без знаний о генах, мутациях и ДНК догадаться, как на самом деле работает наследственность, просто невозможно – это все равно что догадываться, как выглядят инопланетяне. Поэтому для своего времени спор был просто неразрешимым.

Космическая ирония момента заключается в том, что ровно в то же время, когда публиковалась и критиковалась всем научным миром теория Дарвина, будущий «отец генетики», а тогда никому не известный чешский монах, Грегор Мендель проводил эксперименты на горохе, которые принципиально могли бы заткнуть дженкинскую брешь в теории Дарвина. В конце концов это и произошло, но уже в XX в., когда открытия в разных сферах биологии были синтезированы в новую, обновленную теорию. В основе этого «Нового синтеза» (Modern Synthesis) в первую очередь лежат дарвиновская теория и менделевская генетика. Но при жизни Дарвин с Менделем никогда не встречались. Эксперименты Менделя остались незамеченными и были забыты вплоть до конца XIX в., когда его ключевые выводы были переоткрыты новым поколением ученых. Дарвин же до конца жизни мучился незнанием. По части того, чтобы помучиться да заморочиться, он, правда, никогда не подводил.

КСТАТИ

Дарвин и сам предполагал что-то подобное менделевскому наследованию: он воображал микроскопические частицы, передающие наследственные признаки организма через половые клетки в новое поколение. Частицы он называл «геммулы», а всю гипотезу наследственности «пангенезис». Именно от этого слова ведет свое происхождение слово «ген». Но для самого Дарвина «частицы наследования» навсегда остались умозрительной гипотезой.

Мендель и его горох – это очень круто, но только если вы уже хорошо понимаете, как все на самом деле работает. Именно поэтому, на мой взгляд, законы Менделя в школьной программе просто адская скукотища. Механика наследственности – это механика молекул. Мы не будем пытаться восстановить логику человека из XIX в., нащупавшего интимную жизнь этих молекул в своих расчетах окраски гороха. Наследственность гораздо проще понять, если взглянуть на мир с точки зрения самих молекул. Поэтому от Дарвина, Дженкина и Менделя мы отправимся не вперед, к Моргану, Добржанскому и троице Франклин – Уотсон – Крик, а назад, в глубину вечности и в глубину океана, к нашим гидротермальным источникам, с которых все началось.

Гидротермальный дарвинизм

Мы оставили наши РНК-машины, когда они научились создавать копии собственных последовательностей. Сами того не подозревая, эти молекулы тем самым попали под юрисдикцию теории Дарвина, их далекого правнука.

Согласно определению американского космического агентства NASA, ответственного в том числе за поиск внеземной жизни, жизнь – это «химическая система, способная к дарвиновской эволюции». То есть смесь молекул становится живой, если она способна к наследуемости, обладает изменчивостью и подвержена отбору.

В предыдущей главе мы проследили самое сложное из этих требований: наследуемость, то самое ноу-хау жизни, которое разом меняет правила игры для куска материи. В современном мире наследуемость достигается копированием ДНК при посредстве белков, но первым прототипом наследуемой системы большинство биологов сегодня считает ту или иную форму самокопирующихся РНК. Я, например, выступаю за автокаталитические ансамбли из разных РНК, совокупностью своей работы обеспечивающие собственное воспроизведение где-то в толще гидротермального источника.

Изменчивость этих РНК, как и всех их потомков, объяснить куда проще. Это просто элемент случайности. Те же камни разнообразны не потому, что у них есть какое-то особое свойство разнообразности, а просто в силу хаотичности природы. Нет двух одинаковых снежинок или двух одинаковых капель воды, потому что и снежинки, и капли – сложные системы, состоящие из астрономического количества молекул, в поведении которых бывает масса случайностей. Но для теории Дарвина такого хаоса мало: она стоит не просто на изменчивости, а на наследуемой изменчивости.

Если многократно делать ксерокопии одного и того же оригинала, то эти ксерокопии будут почти неотличимы друг от друга. Но если скопировать на ксероксе фотографию, затем ее копию, затем – копию копии и так далее, постепенно она станет неузнаваемой. То же самое произойдет, если многократно пересохранять файл в формате jpeg, как, например, в ВК-сообществе «Путин каждый день», где фотография президента с каждым днем теряет в качестве и уже давно выглядит как угловатая черно-белая галлюцинация¹⁸.

Почему это происходит? Потому что копирование делает случайные мимолетные изменения постоянными. Выше я упоминал, что наследование дает признаку доступ к вечности. Искажения, возникающие в каждой ксерокопии, могут быть мелкими и случайными, но если продолжать их копировать, то они будут сохраняться и накапливаться.

Любая химическая реакция, включая сборку цепочки РНК или ДНК, – это столкновение молекул, в результате которого происходит перераспределение их электронных облаков. Молекулы ударились друг о друга своими атомами, а вот сольются их облака в одно или нет – это уже дело случая. Бывает, что сливаются почти всегда, а бывает – когда как. Молекулы постоянно болтаются туда-сюда с огромной скоростью и все время друг в друга врезаются, и иногда от этого в них что-то переламывается, что-то куда-то притягивается, что-то откуда-то отваливается, а что-то куда-то приклеивается. Поэтому случайные, ненаправленные и маловероятные реакции постоянно происходят со всеми молекулами, от белков и липидов до РНК и ДНК. Но поломка белка – это как искажение в ксерокопии с оригинала, потому что белки всегда производятся с нуля, а не из других белков. Искажение первой ксерокопии редко бывает существенным, а если вдруг копия вышла совсем косой, ее можно выкинуть и переделать. Поломка в ДНК, или мутация, отличается тем, что она затрагивает не только эту одну конкретную молекулу, но и всех ее потомков.

Мутации – результат неизбежной хаотичности молекулярного мира. Порой вместо наиболее вероятной реакции происходит менее вероятная: в случае копирования ДНК, например, вместо комплементарного нуклеотида может встревать некомплементарный. Нуклеотиды или целые цепи иногда тупо ломаются, иногда к ним приклеиваются молекулы, которые меняют их свойства, и так далее. Если сломался белок, то он в конечном итоге будет просто списан, разобран клеткой на аминокислоты, и про его поломку все забудут. Поломка в ДНК, если ее вовремя не исправить, при следующем копировании станет неотделимой от оригинала.

КСТАТИ

В учебнике все внутриклеточные процессы показаны аккуратными стрелочками, как будто молекулы целенаправленно идут к выбранному партнеру и вежливо с ним реагируют, когда клетке это нужно. На самом деле молекулы понятия не имеют, что им делать. Просто их такое количество, и носятся они по клетке с такой скоростью, что успевают за долю секунды случайно столкнуться с подходящим по химическим свойствам партнером. Клетка забита сложными молекулами как вагон метро в час пик, только в этом вагоне все непрерывно прыгают, кувыркаются и ходят друг у друга по головам с невообразимой для нашего макроскопического мира скоростью. Моя любимая иллюстрация этой скорости – синтез белка. Как читатель помнит из предыдущей главы, в ходе этого процесса лента матричной РНК пропускается через рибосому, которая подбирает под каждое из трехбуквенных «слов» подходящую аминокислоту. Этих аминокислот 20 штук, и каждая доставляется в рибосому специальной транспортной РНК. Как происходит «подбор» нужной аминокислоты под текущее «слово»? Да никак. Просто клетка кишит транспортными РНК с прикрепленными к ней аминокислотами, и периодически они случайным образом залетают в специальное окошко рибосомы, и периодически из 20 типов этих залетающих транспортных РНК одна окажется подходящей под «слово», в данный момент находящееся внутри рибосомы[5]5
  На самом деле транспортных РНК должно быть не 20, а 61. Кодонов, трехбуквенных комбинаций из 4 нуклеотидов, может быть 64, но 3 из них – это «стоп-кодоны», сигналы окончания трансляции без соответствующей аминокислоты. Но тРНК в клетке не 61, а около 30–40. Аминокислот меньше, чем кодонов, поэтому несколько кодонов могут кодировать одну и ту же аминокислоту. Обычно у них одинаковы две первые буквы, а третья может варьировать. В таких случаях можно сэкономить на тРНК и приспособить одну молекулу с одной и той же прикрепленной к ней аминокислотой под несколько кодонов¹⁹.


[Закрыть]. То есть рибосома в буквальном смысле ждет, пока в нее случайно залетит нужная деталь из десятков возможных – и так на каждой ступени сборки белка, обычно состоящего из нескольких сотен аминокислот. Сколько же времени занимает настолько муторный и маловероятный процесс? Средний белок длиной в 500 аминокислот собирается на рибосоме около 25 секунд, то есть скорость, с которой в рибосому залетают подходящие аминокислоты – 20 штук в секунду²⁰ (неподходящие аминокислоты, ясное дело, залетают в десятки раз чаще). Не знаю, как вам, а мне таких скоростей даже не представить.

В современном мире клетка делает все возможное, чтобы снизить вероятность мутаций. Например, у человека полимеразы, которые вяжут копию ДНК, умеют ловить ошибки, возвращаться назад и стирать неверную «букву». Целые команды белков-дружинников бродят по геному и проверяют, чтобы все было комплементарно, сшивают, если порвалось, переписывают, если повредилось. Отчасти это связано с тем, что, в отличие от древних РНК, для которых случайные мутации были единственным источником изменчивости, у нас, современных видов, есть другие, менее рискованные и более эффективные способы внести в жизнь разнообразие между поколениями – прежде всего половое размножение, при котором перемешиваются гены двух разных организмов. Но об этом разговор впереди. Удивительно не то, что в современных клетках мутациям противостоит жесткая инспекция, а то, что при всех ухищрениях клетки мутации все равно происходят, пусть и существенно реже. В этом смысле изменчивость, как и отбор, тоже сила природы, хаос, заложенный в принципах работы Вселенной. Его может быть больше или меньше, но не может вообще не быть.

Итак, наши древние РНК-машины умеют воспроизводить самих себя, то есть размножаться, наследуя при этом признаки своих родителей. Благодаря комплементарному копированию они наследуют последовательности родительских нуклеотидов. Но в этом процессе неизбежны ошибки, то есть в последовательностях периодически будут появляться наследуемые изменения. Поскольку в РНК информация (последовательность) определяет функцию (то, что молекула умеет делать), по крайней мере некоторые из этих изменений последовательности отразятся на умении молекулы воспроизводиться, то есть между двумя разными копиями неизбежно возникнут различия в способностях. И тут в дело включается отбор, решающий, какие из вариантов лучше, а какие хуже.

Как уже упоминалось, отбора просто не может не быть, было бы наследование. Если нет отбора, значит, нет никаких проблем, то есть все копируется одинаково хорошо без малейших затруднений. Но рано или поздно проблемы появятся. Если самокопирующиеся РНК ограничены количеством доступных нуклеотидов, то молекула, хватающая эти нуклеотиды быстрее других, будет размножаться в больших количествах – то есть будет отбор на скорость потребления нуклеотидов. Если они ограничены определенной температурой, то молекула, умеющая работать при других температурах, найдет много свободного места и его заполнит – то есть будет отбор на термоустойчивость. Если они ограничены только пространством – допустим, гидротермальным источником, – то они размножатся до пределов этого источника и преимущество получит молекула, умеющая разбирать или вытеснять другие молекулы. Логично предположить, что потомки первых РНК на том или ином этапе были ограничены всеми этими факторами, и логично, что за сотни миллионов лет все эти проблемы были постепенно решены. Необязательно представлять себе молекулы, сознательно стремящиеся к совершенству, достаточно представить, что есть куча воспроизводящихся молекул. В этом и есть основное отличие теории Дарвина от теории разумного творения. Разумное творение – это когда невидимая сила сначала выбирает идею, а потом ее реализует. Дарвинизм – это когда идея сначала реализуется, а потом невидимая сила ее выбирает.

Это подводит нас, возможно, к главному свойству жизни как явления: сам факт существования жизни толкает ее к решению стоящих перед ней проблем. Если есть жизнь, то она либо бесконтрольно размножается, либо у нее есть проблема, которая этому мешает. Если есть проблема, принципиальное решение проблемы и время – то проблема рано или поздно будет решена. Жизнь в форме РНК умеет эволюционировать, поэтому рано или поздно она станет сложнее, чем просто РНК.

Что движет этими эволюционирующими РНК? Сам факт того, что они существуют. Они множатся в своих сложных разветвленных комбинациях, потому что могут, и сам факт того, что они это могут, постепенно расширяет их возможности. Для этого им необязательно задумываться о будущем. «Первородная РНК» не мечтала научиться новым химическим трюкам или стать стабильнее, но в один прекрасный день среди ее потомков нашлись такие, у которых получилось это реализовать. Все остальное померкло, забылось, исчезло. Так были изобретены белки, и так была изобретена ДНК, а потом и еще одно грандиозное предприятие – клетка. Никто из участников процесса не думал о будущем, но из далекого будущего все выглядит именно так, как будто все задумано заранее.

Нужно оговориться по поводу выражений вроде «РНК изобрела белок» или «змеи придумали себе глаза на спине», которые часто используются в этой книге, но за которые мне бы точно поставил двойку любой школьный учитель биологии. Мой кумир философ Дэниел Деннет называет такую форму мышления intentional stance, «позиция преднамеренности», и я с удовольствием отсылаю читателя к его работе «Опасная идея Дарвина»²¹. Но если вкратце, то так просто удобно думать. Поскольку в долгосрочной перспективе отбор приводит к рациональному решению проблем, его можно условно описывать как сознательные действия – правда, не организмов, а генов, но об этом в следующей главе.

На уроках биологии учителя обычно концентрируются на случайности и ненаправленности эволюционного процесса. РНК не знает, что произойдет в результате мутации, а змеи не знают, какие рисунки на спине приведут к повышенной выживаемости, поэтому никакой преднамеренности и целенаправленности в эволюции быть не может.

Все это относится к изменчивости: та действительно случайна и ненаправленна. Но изменчивость – это только один из элементов в уравнении эволюции. Наследственность совершенно неслучайна: ее суть именно в том, что воспроизводится нечто конкретное. А отбор – главная креативная сила, которая лепит из изменчивости признаки, – вообще не имеет к случайности никакого отношения. Он постепенно, поколение за поколением приспосабливает клюв вьюрка под форму ореха, стебель подсолнуха под суточные циклы, а его лепестки – под зрение насекомых. Результат деятельности отбора неотличим от разумного процесса, поэтому, на мой взгляд, нет ничего предосудительного в том, чтобы обсуждать эволюцию в «рациональных» терминах. Рациональность молекулы РНК – это на самом деле рациональность природы, постепенно выбирающей из случайных РНК самые рационально устроенные. В сущности, и человеческая рациональность (прототип воображаемой рациональности Бога-творца) – точно та же рациональность природы, только усложненная и ускоренная.