Огарок во тьме. Моя жизнь в науке - Докинз Ричард

Я давно и увлеченно воображал: что бы сделал Дарси Томпсон, имейся у него компьютер? Однажды я включил этот вопрос в билеты к выпускному экзамену по зоологии в Оксфорде. Кажется, его никто не выбрал – может быть, потому, что, увы, лекционный материал их к этому не готовил, а экзаменуемые предпочитают действовать наверняка (и их можно понять). И вот я решил попытаться ответить на собственный вопрос, изменив биоморфную программу. Гены теперь не управляли развитием дерева, а математически определяли растяжение виртуальной “резины” в компьютере. Как и в случае с конхоморфами, требовалось переписать лишь ядро эмбриологической схемы, остальная программа оставалась без изменений. Пошаговый отбор должен был позволить “эволюционно” пройти от Geryon до, скажем, Corystes. По примеру самого Дарси Томпсона я был готов оставить за скобками то, что все эти виды крабов – современные, ни один из них не произошел от другого. Меня захватила мысль, что родственных друг другу животных можно представить как искаженные, растянутые, перекрученные версии друг друга в великом Математическом музее всех животных.

Для этого требовалось намного лучше разбираться в математике и компьютерах, чем было по силам мне – даже если бы у меня нашлось на это время. Поэтому я принял участие в коллективной заявке на грант в Оксфорде, чтобы нанять двух программистов. Одному предстояло работать над моим проектом по Дарси Томпсону, другому – над не связанным с этим проектом по сельскому хозяйству. На “мой” проект пришел работать программистом Уилл Эткинсон, и это было все, о чем я мог мечтать.

“Гены” в “дарси-томпсоновской” программе Уилла выполняли целый ряд функций. Одни меняли форму “растянутой резины” от прямоугольника к трапеции (величина искажения определялась численным значением гена). Другие меняли одну или обе “оси” на логарифмические или проводили другие математические преобразования. Биологическая форма, изображенная на резине, постепенно менялась по мере того, как наблюдатель выбирал предпочитаемых “потомков” для “дальнейшего разведения”, как и в исходной биоморфной программе.

Программа Уилла была написана весьма изящно, но формы, которые в ней “эволюционировали”, со сменой поколений выглядели все менее биологическими. Эволюционирующие животные все больше напоминали вырожденные версии своих предков, а не новые жизнеспособные преобразования и не новых правдоподобных потомков, возникших в ходе эволюции, как было с моими исходными биоморфами. У “дарси-морфов” нет эмбриологии. От поколения к поколению эволюционируют не формы животных, а “резина”, на которой они изображены.

Если уж на то пошло, исходные преобразования Дарси Томпсона не были подлинно эволюционными: животные, которых он рисовал, были взрослыми и современными. Взрослые животные не преобразуются в других взрослых животных. Эмбриологические процессы эволюционируют из эмбриологических процессов у предков. Джулиан Хаксли (который занимал должность преподавателя зоологии в Новом колледже до меня) видоизменил технику Дарси Томпсона так, чтобы преобразовывать эмбрионы во взрослых, и, как заметил Питер Медавар, это ее применение было более биологически правдоподобным. Мои исходные биоморфы были “плодотворными” и даже “творческими” в порождении биологических форм потому, что обладали эмбриологией: рекурсивно ветвящиеся деревья возможностей, в которые встроена своего рода склонность продолжать эволюцию в новых интересных направлениях. У конхоморфов тоже была своя эмбриология (совсем другая, но биологически осмысленная), способная порождать богатое разнообразие биологически правдоподобных форм. Есть ли у эмбриологии в реальной жизни подобная “творческая” склонность? Эволюционирует ли эмбриология, чтобы лучше порождать эволюцию? Может ли существовать некий отбор высшего порядка, благоприятствующий эволюционно плодородным эмбриологиям? Так зародилась моя идея “эволюции способности к эволюции”, к которой я совсем скоро вернусь.

Мои исходные девятигенные биоморфы из книги “Слепой часовщик” блуждали эволюционными тропами в рамках девятимерного гиперкуба. Эволюционные тенденции сводились к движению дюйм за дюймом в этом конкретном гиперкубе, девятимерном Музее всех биоморфов. Меня интересовали возможные пути побега за пределы гиперкуба, в гиперкуб побольше. Например, можно было заменить эмбриологию на совершенно другую – скажем, вместо эмбриологии деревьев установить эмбриологию улиток; так я и сделал. Но до этого меня заинтересовало, каковы будут последствия, если увеличить число генов, воздействующих на существующую эмбриологию – эмбриологию исходных, древообразных биоморфов. Это было все равно что увеличить количество измерений математического пространства, доступного для эволюции, и я надеялся, что такое расширение позволит лучше понять настоящую биологическую эволюцию. Я проделал это в две стадии. Во второй стадии я ввел гены цвета: они дебютировали в книге “Восхождение на гору Невероятности”. А первая стадия – все еще монохромная – появилась в приложении, которое я добавил к переизданию “Слепого часовщика” 1991 года. Там я поднял число генов с девяти до шестнадцати. В основе оставалась ветвящаяся древообразная эмбриология, а новые гены (повторюсь: гены были всего лишь числами) обозначали разные способы изображения базового биоморфа.

Гены сегментации рисовали цепочку биоморфов, повторяющую членистое строение дождевых червей и многоножек. Один ген определял, сколько рисуется сегментов, другой – расстояние между ними, третий задавал “градиенты” постепенного изменения в движении от переда к заду. Сегментированные биоморфы (см. предыдущую страницу) напоминали членистоногих даже больше, чем мои “заратустровые” насекомые. Они смотрятся биологично, не так ли, – даже если нельзя отнести их к конкретному биологическому виду из реальной жизни? Еще один набор генов “отражал” биоморфов в разных плоскостях симметрии.

Шестнадцатимерный гиперкуб с новыми генами сегментации и симметрии открыл намного более широкие возможности для эволюции биоморфов, чем исходное девятимерное пространство. Получилось даже вывести несовершенный, но алфавит, которым я неуклюже попытался написать собственное имя (см. ниже). С исходными девятью генами вывести алфавит было бы решительно невозможно, а судя по изъянам букв, зародившихся в шестнадцатимерном гиперкубе, требуется еще больше генов, чтобы повысить гибкость эволюции биоморфов.

Подобные размышления привели меня назад к биологии и к идее эволюции способности к эволюции.

Эволюция способности к эволюции

Спустя год после публикации книги “Слепой часовщик” Кристофер Лэнгтон, визионер-основатель науки об искусственной жизни, пригласил меня на первую конференцию по новорожденной дисциплине, проходившую в Национальной лаборатории Лос-Аламоса в Нью-Мексико. Отрезвляющий это опыт – оказаться там, где была создана первая атомная бомба, и вспомнить посреди устоявшейся мирной жизни мрачные пророческие слова Роберта Оппенгеймера после первых ядерных испытаний в пустыне:

“Мы знали, что мир уже не будет прежним. Кто-то смеялся, кто-то плакал. Большинство молчали. Я вспомнил строку из священной книги индуизма, Бхагавадгиты: <… > «Я – Смерть, великий разрушитель миров…»”[144]

Люди, собравшиеся на первую конференцию, посвященную искусственной жизни, были совсем не похожи на коллег Оппенгеймера, но я мог представить себе, что атмосфера мало чем отличалась: собрались первопроходцы, чтобы работать над совершенно новым и необычным предприятием, хотя наше предприятие было созидательным, а их – разрушительнее некуда. Помимо самого Криса Лэнгтона я рад был встретиться с многочисленными светилами науки из близлежащего Института Санта-Фе, в том числе со Стюартом Коффманом, Дойном Фармером и Норманом Пакардом. Последние двое были напарниками по авантюрному (да и попросту опасному) предприятию: они попытались разорить казино в Лас-Вегасе, опираясь на принципы ньютоновской физики, – применили миниатюрные компьютеры, спрятанные в ботинках и управляемые пальцами ног. Эту историю занимательно излагает Томас Бэсс в книге, чье название я в очередной раз не буду упоминать, поскольку на той стороне Атлантики его зачем-то поменяли.