Наука Плоского Мира III: Часы Дарвина (ЛП)

С другой стороны, люди никогда не занимались разведением динозавров. Означает ли это, что за появлением динозавров стоял Бог, или же динозавры сами вывели новые виды себе подобных? Дарвин понял, что есть и третий «вариант», который связан не с разумным замыслом, а с обстоятельствами и контекстом. Это и есть «естественный отбор». В условиях огромного и непрерывного соревнования за пищу, жизненное пространство и возможности для размножения природа автоматически отдает предпочтение победителям. Соревнование — это своего рода храповый механизм, который почти всегда движется в одном и том же направлении — в сторону тех, кто лучше справляется со своей задачей. Неудивительно, что едва заметные пошаговые изменения, происходящие из поколения в поколение, должны следовать некой «генеральной линии», или динамике, при которой связное накопление изменений в масштабе геологических эр приводит к возникновению совершенно нового явления.
Подобное описание легко вводит в заблуждение, создавая видимость тенденции к «прогрессу», встроенной в саму реальность — всегда вперед, всегда вверх. В сторону все большей и большей сложности. В викторианскую эпоху многие люди пришли к выводу, что целью эволюции было создание человечества. Мы высшая форма творения, вершина эволюционного древа. Произведя нас на свет, эволюция достигла конечной точки; и теперь, исполнив свою высшую цель, должна сойти на нет.
Чепуха. «Тот, кто лучше справляется со своей задачей» — это вовсе не абсолютный критерий. Он зависит от контекста, который также подвержен изменениям. То, что хорошо сейчас, может оказаться не лучшим вариантом миллион лет спустя — или даже завтра. Возможно, что в течение какого-то времени большой и сильный клюв будет давать птицам преимущество. Если это действительно так, то он будет развиваться именно в этом направлении. Дело не в том, что птицы знают, какой клюв им лучше подходит, а в том, что более подходящий клюв увеличивает их шансы на выживание и, следовательно, с большей вероятностью будет унаследован следующим поколением. Однако результат соревнования может изменить правила игры таким образом, что большой клюв превратится в недостаток — например, после того, как исчезнет подходящая для него пища. И тогда птицы с маленьким клювом одержат победу.
Если вкратце, эволюционная динамика не задана наперед — она «эмерджентна». Она действует в рамках контекста, который сама же и создает по ходу своего движения. И вот, мы ожидаем, что в любой конкретный момент времени эволюционные изменения обладают некой осмысленной направленностью, которая в целом остается неизменной на протяжении многих поколений, хотя даже для самой Вселенной направление развития остается загадкой, пока она не перепробует возможные варианты и не выяснит, какие из них работают на практике. К тому же, если дать эволюции больше времени, может измениться даже ее направление. Она похожа на реку, которая протекает по рельефу, подверженному эрозии: в каждый конкретный момент поток воды следует в определенном направлении, однако со временем течение реки может постепенно изменить форму ее русла.
Важно также понимать, что отдельные организмы не соревнуются изолированно друг от друга или на фоне неизменной среды. В природе постоянно происходят миллиарды соревнований, в то время как другие соревнования оказывают влияние на их результат. Эти соревнования отличаются от Олимпийских игр: здесь метатели копья не станут вежливо уступать дорогу пробегающим мимо марафонцам. Вот как выглядит версия Олимпиады, в которую играет эволюция: метатели копья стараются заколоть как можно больше марафонцев, в то время как участники бега с препятствиями пытаются отобрать у них копья и использовать их как миниатюрные шесты для прыжков, а марафонцы видят смысл своей жизни в том, чтобы выпить воду из бассейна для прыжков раньше, чем это сделают бегуны. Такова Эволимпиада — здесь все происходит одновременно.
Контекст влияет как на сами соревнования, так и на их результаты. Особенно важную роль играет климат. В отношении дарвиновых вьюрков, обитающих на Галапагосских островах, отбор по размеру клюва зависит от количества птиц, обладающих клювом определенного размера, и количества доступной пищи определенного вида — семян, насекомых, кактусов. Количество и тип пищи, в свою очередь, зависит от того, какие растения и насекомые лучше других справляются с задачей выживания — не последнюю роль здесь играет способность защищаться от вьюрков — и размножения. И все это происходит на фоне климатических изменений: влажного или сухого лета и влажной или сухой зимы. Как показывают результаты наблюдений, опубликованных в 2002 г. Питером и Розмари Грэн, самая непредсказуемая черта эволюции галапагосских вьюрков — это климат. Если бы мы могли точно предугадать изменение климата, мы могли бы предсказать и эволюцию вьюрков. Тем не менее, способность предсказывать климат с достаточно точностью находится за пределами наших возможностей, и есть основания полагать, что так будет всегда.
Это обстоятельство не мешает нам делать прогнозы в отношении эволюции и, следовательно, не лишает ее статуса научной теории — как, впрочем, и метеорологию. Однако эволюционные прогнозы зависят от климатических условий. Они сообщают о том, что произойдет при определенных обстоятельствах, но не говорят, когда именно это случится.
В молодости Дарвин почти наверняка читал выдающийся труд Пейли, а впоследствии использовал его как эталон для изложения собственных, более радикальных и куда более опосредованных, взглядов. Пейли в сжатом виде изложил большую часть возражений, направленных против идей Дарвина задолго до того, как они были сформулированы самим Дарвином. С позиции интеллектуальной честности, Дарвин был обязан дать словам Пейли убедительный ответ. Легендарный труд Дарвина, известный как «Происхождение видов», практически усеян подобными ответами, несмотря на то, что имя Пейли в нем не упоминается.
В частности, Дарвин посчитал необходимым коснуться щекотливого вопроса о природе глаза. Его ответ был таким: хотя человеческий глаз и выглядит, как механизм — доведенный до совершенства и состоящий из множества взаимозависимых частей — в животном царстве можно встретить немало примеров самых разных «глаз», многие из которых развиты относительно слабо. Их даже можно примерно расположить в порядке увеличения сложности: от простых светочувствительных пятен до камер с точечной диафрагмой и сложных линз (однако не следует путать подобное расположение с настоящей последовательностью эволюционных изменений). Вместо половины глаза мы видим глаз, обладающий вдвое меньшей светочувствительной способностью. А такой глаз намного, намного лучше, чем ничего.
Подход Дарвина к вопросу о глазе дополняется серией компьютерных экспериментов, проведенных Дэниелом Нилссоном и Сюзанной Пелгер в 1994 г [21]. Они изучали простую эволюционную модель пятна светочувствительных клеток, которое могло слегка изменять свои геометрические свойства в каждом новом «поколении» и в потенциале было способно к развитию дополнительных приспособлений — например, линз. Их имитационной модели потребовалось всего лишь 100 000 поколений, чтобы превратить светочувствительную поверхность в структуру, напоминающую человеческий глаз и оснащенную хрусталиком с переменным показателем преломления — для улучшения фокусировки. Именно такой хрусталик находится внутри человеческого глаза. Но что более важно — каждый из этих 100 000 шагов сопровождался улучшением светочувствительных способностей глаза.
Не так давно эта модель была подвергнута критике — на том основании, что она просто подгоняет исходные данные под нужный результат. Она не объясняет ни происхождение светочувствительных клеток, ни механизм, благодаря которому глаз может менять свою геометрию. К тому же способ оценки эффективности глаза, используемый в данной модели, довольно примитивен. Приведенные доводы звучали бы обоснованно, если бы модель была своеобразным доказательством в пользу того, что глаза — это продукт эволюции, а описанные превращения — точное описание пути их эволюционного развития. На самом же деле имитационная модель преследовала совершенно другую цель. Она решала две главные задачи. Во-первых, — продемонстрировать, что в упрощенном контексте данной модели эволюция, ограниченная процессом естественного отбора, может сформировать подобие реального глаза в результате серии пошаговых улучшений. А не застопорится на полпути из-за какого-нибудь тупикового варианта, улучшить который можно, только разобрав его на части и начав весь процесс заново. Во-вторых, — оценить время, необходимое для завершения подобного процесса (взгляните на название статьи), исходя из предположения о доступности всех необходимых компонентов.