Текст книги "Восхождение на гору Невероятности"

Что касается пчел, они предоставляют широчайший спектр услуг по опылению. Подсчитано, что в одной только Германии медоносные пчелы в течение одного летнего дня обслуживают примерно десять триллионов цветков. Кроме того, опыляемые пчелами растения обеспечивают людям 30 % их рациона, а экономика Новой Зеландии может и рухнуть, если уничтожить пчел. Цветы вправе были бы сказать, что пчелы созданы специально для переноса их пыльцы.

Таким образом, красивые и душистые цветы созданы вовсе не для нас, даже если нам так кажется. Цветы растут в саду, где хозяйничают насекомые, в мистическом ультрафиолетовом саду, и, при всем нашем тщеславии, мы тут совершенно ни при чем. Во все века люди сажали и выращивали садовые цветы, но вплоть до недавнего времени садовниками были не мы, а пчелы и бабочки. Цветы используют пчел, а пчелы используют цветы. Обе стороны партнерства влияют друг на друга. Можно сказать, обе стороны одомашнили и стали культивировать одна другую. В ультрафиолетовом саду установилось двустороннее движение. Пчелы культивируют цветы в своих целях. Цветы разводят пчел для себя.

В эволюции часто наблюдается подобное сотрудничество. Существуют целые “муравьиные сады”, состоящие из эпифитных растений (эпифиты – растения, живущие на других растениях). Муравьи перетаскивают с собой семена определенных видов и закапывают их в свои гнезда, где они прорастают. Муравьи питаются листьями укоренившихся в их гнездах растений. Доказано, что некоторые растения лучше чувствуют себя в почве муравейника. Другие виды муравьев и термитов разводят подземные грибы, размножают споры, пропалывают свои грибницы от сорных грибов, подпитывают их компостом из пережеванных листьев. В тропиках Америки водятся знаменитые муравьи-листорезы, вся восьмимиллионная рать которых неутомимо жнет свежую листву. Они оставляют за собой безжизненные пустоши, не уступая в этом саранче. Однако срезанные листья не идут в пищу ни им самим, ни их личинкам, а собираются лишь для удобрения грибниц. Сами муравьи едят только грибы тех видов, которые растут только в их гнездах. С точки зрения этих грибов, муравьи существуют для того, чтобы их (грибы) выращивать, а с позиции муравьев – грибы растут исключительно ради того, чтобы муравьи их ели.

Самые необычные из всех мирмекофильных (муравьелюбивых) растений-эпифитов встречаются в юго-восточной Азии: у них на стеблях образуются объемные разрастания – ложные луковицы. Внутри такой ложной луковицы – сложный лабиринт из ходов и каверн. Каверны очень похожи на норки, которые устраивают себе в земле муравьи: можно подумать, что муравьи сами их и прокопали. Но это неверно. Растение выросло с этими полостями, а муравьи в них просто поселились (рис. 8.4).

Рис. 8.4. Растение предоставляет муравьям готовое жилье в обмен на защиту. Ложная луковица Myrmecodia pentasperma в разрезе.

Более известен вид муравьев, которые живут только в особенных полых шипах акации (рис. 8.5). Толстые, объемистые шипы сразу формируются с полостью внутри – будто специально для муравейника. Зато жгучие муравьиные укусы обеспечивают дереву безопасность. Это доказали удивительно простые наблюдения. После обработки инсектицидом муравьи на акации погибли, и вскоре стало заметно, что она серьезно пострадала от агрессии со стороны травоядных. Муравьи думают – конечно, если они вообще думают, – что шипы акации созданы для их блага. Акация полагает, что главная задача муравьев – защищать ее от тех, кто пожирает ее листья. Следует ли отсюда, что каждый член этого содружества действует в интересах другой стороны? Скорее уж, обе стороны используют друг друга в собственных интересах. Получается своего рода бартер, когда выигрыш каждой стороны достаточно велик, чтобы оправдать расходы на взаимопомощь.

Рис. 8.5. Шип акации. Еще один пример сосуществования муравьев и растений. Шип с шаровидным разрастанием – полый внутри, чем пользуются муравьи.

Так и хочется – и экологи не раз это себе позволяли – свести жизнь к общему собранию, где важные для всех вопросы решаются в атмосфере дружбы и сочувствия. В первичном звене энергопотребления находятся растения. Они поглощают солнечный свет и перерабатывают его энергию так, чтобы она стала доступна всему сообществу. Они вносят свой вклад в жизнь сообщества – их можно съесть. Травоядные, включая самую многочисленную армию травоядных насекомых, служат проводниками солнечной энергии – передают ее от первичных производителей (растений) следующим звеньям пищевой цепи, то есть насекомоядным, а также мелким и крупным плотоядным. Жуки, навозники и могильщики, которые питаются падалью, перерабатывают химические отходы жизнедеятельности животных (экскременты и продукты разложения трупов) и поставляют ценный продукт почвенным бактериям, а те – обратно растениям.

Прекрасная была бы идиллия, если не знать достоверно, что ни на одной стадии благодатного круговорота энергии и других ресурсов никто не стремится его поддерживать. Каждый участник процесса преследует свою корысть. Жук-навозник собирает экскременты, чтобы закопать их впрок для еды. Лишь по случайному совпадению его ассенизаторская деятельность оказывается полезной для остальных обитателей ареала.

Трава составляет основу рациона всех жвачных животных, а те, в свою очередь, удобряют луга. Известно даже, что без животных на выпасе луга погибают. Однако это вовсе не означает, что трава растет для того, чтобы ее ели, нет ей от этого никакой пользы. Если бы травянистое растение могло поведать нам о своих желаниях, вероятно, оно не захотело бы превратиться в чей‐нибудь обед. Как же тогда разобраться с этим парадоксом? Почему трава погибает без травоядных? Дело в том, что хотя растения не стремятся быть съеденными, травянистые растения переносят такое испытание лучше других видов – именно поэтому ими и засевают лужайки. Там, где траву регулярно съедают или стригут, не приживаются конкурентные виды растений. Ростки деревьев уничтожаются, и они не успевают закрепиться на земле. Следовательно, пасущиеся животные непосредственно приносят траве пользу. Но не надо думать, что отдельный вид травянистых растений выигрывает от того, что его жуют. Каждое конкретное растение выигрывает от того, что сжевываются другие травы, в том числе его собственного вида: так оно получает больше удобрений и избавляется от конкурентов. Но еще лучше для него было бы самому избежать участи корма для животных и расти спокойно.

Мы начали с едкой сатиры на тему распространенного заблуждения о том, что животные и растения призваны удовлетворять нужды людей, что скот покорно и даже с энтузиазмом соглашается отдать себя нам на жаркое, и все в том же духе. Не больше оснований утверждать, что все они существуют ради блага своих естественных партнеров – цветы для пчел и пчелы для цветов, шипы акации для муравьев и муравьи для акации. Однако с таким представлением о всеобщей самоотверженности можно дойти до абсурда. Мы должны откреститься от модных, но ложных экологических теорий о единении всего живого в желании жить ради общего процветания, ради экосистемы, ради “Геи”. Пора проявить активность и дать ясный ответ на вопрос о том, что значит для живого существа жить ради чьего‐либо блага. Что вообще значит “ради блага”? Для чего на самом деле все это – цветы и пчелы, осы и смоковницы, слоны и сосны? Что это за объект, чьи интересы должен обслуживать живой организм или его отдельные части?

Это ДНК. Вот вам точный, исчерпывающий ответ, подкрепленный неоспоримыми, но требующими разъяснений фактами. Я намерен обсудить их прямо сейчас и в следующей главе. Для начала еще раз привлечем к разговору мою дочку.

Однажды она заболела, у нее был сильный жар, и я страшно волновался, сидя подле нее и обтирая ее влажным холодным полотенцем. Современные доктора уверили бы меня, что жизни девочки ничего не угрожает, но в измученном бессонницей мозгу любящего отца вертелись назойливые мысли о детской смертности в прошлые века и о том, как больно терять даже одного ребенка. Чарльз Дарвин так и не оправился после непонятной смерти своей любимой дочери Энни. Говорят, ее кончина казалась ему такой несправедливой, что отчасти из‐за этого он разуверился в религии. Если бы бедняжка Джульет посмотрела на меня и, словно в продолжение нашей давнишней беспечной болтовни, спросила, зачем нужны вирусы, что я ответил бы ей?

Зачем нужны вирусы? Чтобы мы стали здоровее и окрепли в борьбе с невзгодами? Помнится, один профессор теологии, с которым я сцепился в споре на британском телевидении, высказался о “положительных эффектах” Освенцима. Чтобы сколько‐то людей умерло и не возникло риска перенаселения? Особенно полезно это было бы там, где церковь запрещает контрацепцию. Чтобы наказать нас за наши грехи? Если речь зайдет о ВИЧ, у этой идеи найдется немало сторонников. Можно даже посочувствовать средневековым священникам, у которых не было в арсенале такого высокоморального патогена. Но опять‐таки это человекоцентристский подход, только с негативным душком. Как все живое в природе, вирусы не испытывают ни малейшего интереса к людям, ни в хорошем смысле, ни в плохом. Вирусы – это закодированные программные инструкции, или команды, написанные на языке ДНК, необходимые исключительно для осуществления этих команд. “Скопируй меня и распространи!” – гласит инструкция, а мы встречаемся с теми, кто ей подчиняется. Вот и все. Это наиболее приближенный к верному ответ на вопрос, в чем смысл вирусов. На первый взгляд, это лишено смысла – на что я и хочу обратить ваше внимание. Я проведу параллель с компьютерными вирусами. Между настоящими вирусами и компьютерными прослеживается четкая аналогия, которая многое разъясняет.

Компьютерный вирус – это та же программа, написанная так же, как любая другая программа, и распространяющаяся в том же медиапространстве – на дисках, по компьютерным сетям, телефонным кабелям, модемам и интернету. Любая компьютерная программа представляет собой комплекс команд. Команд сделать что? Да что угодно. Одни программы содержат набор команд для обработки счетов. Текстовые процессоры содержат команды для считывания напечатанных слов, перемещения их на экране и, в конечном итоге, печати. Бывают программы, составленные из команд играть в шахматы на гроссмейстерском уровне, – одна из них обыграла великого Гарри Каспарова. Компьютерный вирус – это программа, команды которой говорят, например: “Когда заходишь на новый диск, копируй меня и устанавливай на этот диск”. Это программа “Дуплицируй меня”. В частности, можно дать команду очистить жесткий диск. Или заставить компьютер твердить противным металлическим голоском: “Без паники”. Но это все так, к слову. Главная отличительная особенность компьютерного вируса – то, что в нем всегда есть команда “Скопируй меня”, написанная на том языке, которому компьютер обязательно подчинится.

Люди, может, и воспротивятся столь бесцеремонным императивам, но компьютер беспрекословно исполнит все, что будет велено на его родном языке. Он с одинаковой готовностью выполнит распоряжения “инвертировать матрицу”, “печатать текст курсивом”, “подвинуть пешку на две клетки вперед” и “скопируй меня”. Более того, зараза расползается по всему свету. Пользователи вступают в беспорядочный обмен дисками, пересылают друзьям компьютерные игры и различные полезные ссылки. Ясно, что если по миру бесконтрольно гуляет множество дисков, вирус с командой “скопируй меня на каждый диск” может разлететься во все стороны, как ветрянка. Очень быстро растиражируются сотни копий, и число их будет стремительно расти. В наши дни киберпространство пронизано множеством пересекающихся информационных трасс, что создает еще более благоприятные условия для быстрого размножения компьютерных вирусов.

Я не мог не злиться на ОРВИ, вот и тут как не посетовать на бесполезность подобных программ-паразитов? Что толку от программы, которая знает одну-единственную команду: “Скопируй эту программу”? Она‐то скопируется, но такое “самоудовлетворение” выглядит глупо и смешно, не правда ли? Безусловно! Порочное и бесплодное занятие. Однако главное – не бесплодность, а следовательно, бессмысленность акции. Программа абсолютно бесполезна, но все равно распространяется. Она копируется потому, что она копируется, потому что она копируется. Тот факт, что она не делает при этом ничего хорошего – а может, делает что‐то плохое, – ни о чем не говорит. Она просто выживает в мире компьютеров и обмена дисками, потому что выживает.

Точно так же действуют биологические вирусы. Вирус – это, по сути, программа, написанная на языке ДНК, у которого масса общего с компьютерными языками, вплоть до того, что команды точно так же шифруются цифрами. Биологический вирус, подобно компьютерному, говорит: “Копируй и распространяй меня”. Как и в случае с компьютерным вирусом, никто не предполагает, что ДНК в вирусе стремится к самовоспроизведению. Просто из всех вероятных способов построения ДНК передаются только те, что содержат команду “передай меня”. Таких программ в мире становится все больше и больше, и с этим ничего нельзя поделать. Они есть, потому что они существуют, потому что они существуют, как и компьютерные вирусы. Если бы никто не выполнял команды вирусов и не доказывал тем самым их существование, их бы не было.

Компьютерные вирусы отличаются от биологических в основном тем, что первые создают люди с преступными намерениями или шутки ради, а вторые появляются в результате мутаций и естественного отбора. Такие негативные последствия влияния вируса, как насморк и смерть, – это побочные эффекты или симптомы способов его распространения. Компьютерные вирусы дают похожие негативные эффекты. Губительное действие знаменитого “червя Морриса”, 2 ноября 1988 года запутавшего всю сеть в США, стало случайным побочным результатом его распространения (сетевой червь и компьютерный вирус – не одно и то же, но не стоит сейчас морочить себе голову). Копии программы завладели памятью компьютеров и процессорным временем, и около 6000 машин зависли. Как мы знаем, побочные эффекты компьютерных вирусов могут быть не лишними и неизбежными результатами их воздействия на систему, а чистым и беспричинным проявлением злого умысла. Вредоносные эффекты вовсе не способствуют, а, скорее, мешают распространению программы-паразита. Живые вирусы не нацелены именно против людей, если только их не вывели специально в лаборатории биологического оружия. Вирусы, которые развиваются естественным путем, вовсе не стремятся уничтожить нас или причинить нам боль. Им все равно, пострадаем мы или нет. Наши страдания – лишь побочный эффект их активного самовоспроизводства.

Бесполезно давать инструкции, и в частности, команду “скопируй меня”, если нет механизма для ее исполнения. Программа типа “дуплицируй меня” прекрасно функционирует в комфортной компьютерной среде. Опутанные мировой паутиной, с пользователями, которые то и дело передают друг другу диски, компьютеры – это рай для самокопирующейся программы. Готовые устройства, способные копировать и исполнять команды, жужжат и гудят, буквально умоляют нас поставить на них какую‐нибудь программу с командой “дуплицируй меня”. Роль готовых копирующих и исполняющих устройств для ДНК-содержащих вирусов берут на себя клеточные механизмы, все эти информационные, рибосомные и транспортные РНК, каждая из которых привязана к собственной аминокислоте с ее собственным буквенным кодом. Не будем отвлекаться на детали, а если заинтересуетесь, почитайте книгу Дж. Д. Уотсона “Молекулярная биология гена” (J. D. Watson, Molecular Biology of the Gene), где все изложено предельно ясно. Нам достаточно понимать, что, во‐первых, в каждой клетке есть миниатюрный аналог считывающего и исполняющего команды компьютерного устройства, а во‐вторых, что все клетки всего живого на земле понимают один и тот же язык. Между прочим, компьютерные вирусы не могут похвастаться такой универсальностью: вирусы DOS бессильны в MacOS, и наоборот. Команды компьютерных и ДНК-содержащих вирусов исполняются потому, что в их родных средах язык, на котором написаны команды, абсолютно понятен.

Но откуда берутся все эти исполнительные устройства? Не из воздуха же. Кто‐то должен их сделать. Устройства, копирующие компьютерные вирусы, делают люди. Для ДНК-содержащих вирусов механизмы создаются клетками других живых существ. А кто создает этих существ – людей, слонов, бегемотов, – чьи клетки помогают вирусам? Их создают другие самокопирующиеся ДНК. Те, что принадлежат людям и слонам. Так что же представляют собой крупные создания, такие как слон, вишневое дерево или мышь? По сравнению с вирусом даже мышь ужасно большая. Ради чьего блага пришли в этот мир мыши, слоны и цветы?

Совсем скоро мы сможем дать недвусмысленный ответ на вопросы такого рода. Цветы и слоны, как и все живое на земле, существуют для распространения программ типа “Скопируй меня” (или “Дуплицируй меня”), записанных на языке ДНК. Цветы нужны для распространения копий инструкций, по которым создаются другие цветы. Слоны нужны для распространения копий инструкций, по которым создаются другие слоны. Птицы нужны для распространения копий инструкций, по которым создаются другие птицы. Клетки слонов не знают, чьи команды они исправно выполняют – вирусов или слонов. Так, в стихотворении Теннисона “Атака легкой бригады” кто‐то невнятно пробурчал: “Не их дело отвечать, не их дело рассуждать, а их дело – умирать”.

Должно быть, вы понимаете, что под слонами я подразумеваю любое крупное, самостоятельно существующее создание, будь то цветок, пчела, человек, кактус или даже бактерия. Как мы знаем, вирусные команды гласят: “Скопируй меня”. Что говорят слоновьи команды? Мне хотелось бы, чтобы к концу главы вы это поняли. Слоновьи команды тоже требуют дупликации, но их формулировки более расплывчаты. ДНК слона создает колоссальную программу вроде компьютерной. В основе своей это тоже программа “Скопируй меня”, как и вирусная ДНК, но важнейшим условием надлежащего выполнения главного задания является чуть ли не критическое отклонение от прямого пути. Отклонение в виде слона. Программа говорит: “Скопируй меня, но сначала сделай крюк и сотвори слона”. Слон ест, чтобы расти; растет, чтобы стать взрослым животным; становится взрослым, чтобы спариться и произвести потомство – новых слонят; производит потомство, чтобы передать по наследству новые копии оригинальной программы.

Все то же самое относится ко многим животным и растениям. Павлиний клюв не только подбирает пищу, чтобы павлин мог жить, но и участвует в воспроизводстве инструкций по созданию павлиньего клюва. Пышный хвост павлина – это инструмент для передачи инструкций по созданию пышного павлиньего хвоста. Его назначение – нравиться самкам. Клюв эффективно подбирает пищу, а хвост эффективно приманивает самок. Самцы с яркими хвостами произведут больше птенцов, чтобы передать потомкам копии генов яркого оперения. Вот почему павлиньи хвосты такие красивые. То, что они нам кажутся красивыми – это случайный побочный эффект. Хвост павлина – это средство передачи генов по наследству, которое действует при помощи глаз самки.

Генетические инструкции для формирования крыльев передаются через крылья. Что касается павлина, роль его крыльев как хранилища генов особенно заметна, когда павлин резко взлетает, вспугнутый хищником. Растения тоже могут сформировать у своих семян нечто вроде летательных органов (рис. 8.6), однако люди вряд ли скажут о растениях, что они летают – в прямом смысле слова. Считается, что у растений крыльев нет и что они не летают.

Рис. 8.6. Крылатые ДНК: семена клена и одуванчика.

Минуточку! С позиции растения им и не нужны крылья, коль скоро можно воспользоваться крылышками пчел и бабочек. Пожалуй, я не побоялся бы назвать пчелиные крылья растительными. Это летательные органы, с помощью которых растения посылают свою пыльцу другим растениям. Цветки служат средством передачи ДНК растения следующим поколениям. Они работают точно так же, как павлиний хвост, только привлекают не самок павлинов, а пчел. Вот и вся разница. Павлиний хвост оказывает косвенное влияние на мускулатуру ног павы, поскольку заставляет ее идти к самцу и спариваться с ним, а окраска, аромат и нектар цветка оказывают косвенное влияние на развитие крылышек пчел, бабочек и колибри. Цветы приманивают пчел. Трепещущие крылышки несут пыльцу с одного цветка на другой. Крылышки пчелы переносят как ее собственные гены, так и гены цветка, так что их с равным успехом можно было бы присвоить цветку.

Организму слона неведомо, чьи ДНК он воспроизводит – слоновьи или вирусные, – и крылышки пчелы не знают, несут они ДНК своей хозяйки или ДНК цветка. Выходит, что пчелы, если только не тратят по неразумию время на совокупление с орхидеями, старательно распространяют все ДНК. Для операционной системы пчелы что ее родная ДНК, что ДНК цветка – все едино. Павлины, пчелы, цветы и слоны состоят со своими ДНК в таких же отношениях, что и с ДНК внедрившихся в них паразитных вирусов. Вирусная ДНК – это программа, которая командует: “Дуплицируй меня простым и прямым путем с помощью механизма, имеющегося в хозяйских клетках”. ДНК слонов командует: “Дуплицируй меня кружным путем, так чтобы сначала получился слон”. ДНК цветка командует: “Дуплицируй меня еще более сложным способом – сначала создай цветок, а затем с помощью этого цветка и вспомогательных средств, например, нектарной приманки, управляй крылышками пчелы (они очень кстати уже заранее созданы по инструкции, полученной от собственной ДНК пчелы), так чтобы они разносили пыльцу, которая содержит команды той же ДНК”. К тому же заключению мы придем еще раз в следующей главе, только с другой стороны.