Наука Плоского мира. Книга 3. Часы Дарвина - Терри Пратчетт

Этот эксперимент недавно раскритиковали за то, что он просто подтверждает свои исходные данные. Он не объясняет, откуда эти светочувствительные клетки взялись с самого начала или как меняется геометрическая форма глаза. И оценивает работу глаза в весьма упрощенном виде. Подобные аргументы имели бы вес, если бы с помощью этой модели пытались доказать, что глаз должен эволюционировать, и в точности описать данный процесс. Однако ни то, ни другое никогда не было целью эксперимента. Основных задач у него было две. Первая – показать, что в упрощенном контексте модели эволюция, стесненная рамками естественного отбора, могла постепенными изменениями создать нечто похожее на настоящий глаз. Она не остановилась бы на полпути, создав какой-нибудь неудачный вариант глаза, который оставалось бы только вырвать, чтобы начать все заново. Вторая задача эксперимента – рассчитать время, которое займет данный процесс (см. название статьи) при условии, что все необходимые составляющие будут доступны.

Некоторые допущения эксперимента, как оказалось, быстро подтвердились. Свет несет энергию, а та воздействует на химические связи – отсюда неудивительно, что столь многие химические вещества реагируют на свет. Эволюция опирается на огромный набор молекул – они содержатся в генах белков и закодированы в цепочках ДНК. Простор для комбинаторики здесь воистину огромен: вселенная не настолько велика и не настолько стара, чтобы молекула любого протеина была такой же сложной, как, скажем, молекула гемоглобина, переносящего кислород в крови. Было бы крайне странно, если бы эволюция не смогла создать хотя бы один светочувствительный пигмент и включить его в состав клеток.

Есть даже кое-какие идеи о том, как это могло случиться. В «Спорах о замысле» Брюс Уэбер и Дэвид Дипью указывают на то, что системы светочувствительных ферментов можно обнаружить в бактериях и они, вероятно, окажутся очень древними. Бактерии используют их не для того, чтобы видеть, а для участия в процессах метаболизма (обмена веществ). Белки хрусталика в человеческом глазе почти не отличаются от метаболических ферментов печени. Выходит, белки, составляющие глаз, сначала не были частью зрительной системы. Они появились где-то в другом месте и выполняли совершенно другие «функции». Их форма и назначение претерпели выборочные изменения, когда оказалось, что их рудиментарные светочувствительные способности могут обеспечить эволюционное преимущество.

Несмотря на то, что мы немало знаем о генетике человеческого глаза, ни один биолог не может утверждать, что ему доподлинно известно, как тот эволюционировал. Анализ окаменелостей здесь не очень помогает, а глаза человекоподобных существ не превращаются в окаменелости (в отличие от глаз трилобитов). Но биологи просто объясняют, как и почему глаза могли эволюционировать – и одного этого достаточно, чтобы опровергнуть утверждение, будто эволюция невозможна в принципе по той причине, что части глаза взаимосвязаны и удаление любой из них приведет к неспособности выполнять его функции. Части глаза не эволюционировали по отдельности. Все они эволюционировали параллельно.

Те, кто пытается возродить идеи Пейли, хоть и придерживаются не столь явно теистических взглядов, но признали, что глаз – это особый случай… только более общий смысл, судя по всему, от них ускользнул. Рассуждения Дарвина на эту тему, как и эксперимент Нильсона и Пелгер, касаются не только глаза. Они несут более глубокий посыл. Сталкиваясь со сложным живым «механизмом», не думайте, что он мог эволюционировать не иначе как постепенно – по кусочку, по детали зараз. Увидев часы, не думайте о соединении пружин и шестерней из стандартного комплекта запасных частей. Лучше подумайте о «мягких часах» Сальвадора Дали, которые текут и искажаются, деформируются, разъединяются и соединяются вновь. Подумайте о часах, чьи шестерни меняют форму, отращивают новые зубцы, и чьи валы и крепления эволюционируют вместе с шестернями, благодаря чему подходят друг другу на каждом этапе эволюции. Подумайте о часах, которые, быть может, изначально были канцелярской скрепкой, а затем превратились в ходулю-кузнечика. Не думайте о часах, которые всегда делали одно и то же – показывали время. Подумайте о часах, которые когда-то скрепляли бумагу, умели распрямляться и служить зубочисткой, после чего выяснилось, что с их помощью очень удобно подпрыгивать, а когда кто-то заметил, что их ритмичными движениями можно отмечать секунды, их стали использовать, чтобы измерять время.

Да, сторонники теории разумного замысла солидарны насчет глаза… но считают это лишь одним из примеров, а не положением основного принципа. «Да, мы все знаем об этом глазе», говорят они (а мы пересказываем). «Мы не станем спрашивать, есть ли польза от половины глаза. Это просто наивный вздор!» Вместо этого они спрашивают, есть ли польза от половины жгутика бактерии, и повторяют ту же ошибку в другом контексте.

Этим примером мы обязаны Майклу Бихи, биохимику, которого сбила с толку сложность этих самых жгутиков. Речь идет о «хвостиках», помогающих бактериям передвигаться. Подобно крошечным гребным винтам кораблей, они приводятся в движение вращающимися молекулярными моторами. В этом моторе содержится порядка сорока белков, и, если пропустить хоть один из них, он не будет работать. В своей книге «Черный ящик Дарвина», опубликованной в 1996 году, Бихи утверждал, что создать жгутик можно, лишь заранее закодировав всю структуру в ДНК бактерии. Этот код не мог эволюционировать из чего-либо более простого, поскольку жгутик обладает «неуменьшаемой сложностью». Органическую или биохимическую систему считают неуменьшаемо сложной, если она перестает работать, когда удаляют любую ее часть. Бихи пришел к выводу, что такие системы не могут эволюционировать. Сторонники теории разумного замысла быстро взяли пример жгутика за основу своих доводов и посчитали принцип неуменьшаемой сложности Бихи непреодолимым препятствием для эволюции сложных структур и функций.

Этому спору о разумном замысле посвящен ряд замечательных книг, пару из которых мы уже упомянули в сносках. Справедливости ради стоит отметить, что противники данной теории выигрывают его одной левой – даже в книгах, вышедших под редакцией ее сторонников – в «Спорах о замысле» например. Пожалуй, больше всего трудностей сторонники испытывают из-за того, что фундаментальное понятие «неуменьшаемой сложности» Бихи имеет существенные недостатки. По его определению, вывод о том, что неуменьшаемо сложные системы не способны эволюционировать, справедлив только в том случае, если эволюция подразумевает добавление новых частей. Если бы эволюция заключалась только в этом, такое утверждение можно было бы считать логичным. Допустим, мы имеем неуменьшаемо сложную систему, которая пытается эволюционировать. Сосредоточим внимание на последнем шаге, когда к ней добавилась последняя часть. Тогда независимо от того, что происходило до этого, она должна была перестать работать – то есть такая система не могла существовать. Это бессмыслица – вот и все.

Как бы то ни было, эволюции не нужно просто добавлять компоненты, как рабочему, собирающему машину. А еще она может удалять их – как строитель, который работает с лесов, а потом, когда все закончит, разбирает их. Или же вся структура может эволюционировать одновременно. Любой из этих вариантов делает возможной эволюцию неуменьшаемо сложной системы, поскольку предпоследний шаг в этом случае не обязательно делается тогда, когда системе не хватает того последнего, жизненно важного элемента. Вместо этого его можно совершить, когда система имеет лишний элемент, удалив его. Или же одновременно добавить два элемента, необходимых для работы. Ничего из этого не противоречит определению неуменьшаемой сложности Бихи.

К тому же «перестать работать» – понятие растяжимое: часы, которые не надеты на руку, не сообщают время, но их можно применить для бомбы замедленного действия или повесить на шнурок и использовать как отвес. Органы и биохимические системы часто меняют свое назначение в процессе эволюции – точно так же, как в случае с глазом. Пока не было дано ни одного удовлетворительного определения «неуменьшаемой сложности» – такого, которое действительно бы показало, что она является препятствием для эволюции.

Кеннет Миллер в «Спорах о замысле» пишет: «Ирония всевозрастающего почитания жгутиков как символа антиэволюционного движения состоит в том, что их неснижаемая сложность оказалась опровергнутой исследованием почти сразу после того, как было объявлено об этом их свойстве». Если удалить какую-нибудь часть жгутика, он не перестанет работать. Бактериальный мотор в своей основе очень напоминает систему, которую бактерии используют против других бактерий – «секреторную систему III типа». Таким образом, мы имеем основу совершенно разумного и правдоподобного пути эволюции, при котором белковые компоненты в самом деле добавляются в систему. Если удалить их снова, жгутик перестанет работать – но заработает секреторная система. Способ передвижения бактерий также мог эволюционировать и из механизма нападения.