На той же самой странице, откуда я взял этот отрывок про жуков-бомбардиров, задается вопрос: “Какая может быть польза… от половины легкого? Естественный отбор наверняка бы элиминировал животных с такими диковинными образованиями, а не сохранял их”. У здорового взрослого человека каждое из двух легких разделено примерно на 300 млн крохотных отсеков, расположенных на кончиках ветвящейся системы трубочек. Архитектура ветвления этих трубочек очень напоминает древовидную биоморфу в самом низу рис. 2 в предыдущей главе. Число последовательных ветвлений, определяемых “геном № 9”, равно там восьми, а количество свободных кончиков у ветвей составляет 2 в 8-й степени, то есть 256. По мере того как ваш взгляд спускается вниз по рис. 2, число свободных веточек последовательно удваивается. Для того чтобы произвести 300 млн кончиков, требуется всего-навсего 29 удвоений подряд. Обратите внимание, что существует постепенная градация от одного отсека до 300 млн отсеков, когда каждый новый шаг достигается очередным разветвлением. Все превращение может быть завершено за 29 ветвлений, что можно упрощенно представить себе как неторопливую прогулку по 29-шаговому маршруту в генетическом пространстве.
В результате такого ветвления площадь поверхности внутри каждого легкого достигает более 70 квадратных ярдов (примерно 59 кв. м). Площадь поверхности — важный показатель для легкого, поскольку именно ею определяется скорость поглощения кислорода и избавления от выделяемого организмом углекислого газа. А отличительным свойством площади является то, что это непрерывная переменная. Площадь не относится к тем вещам, которые у вас либо есть, либо нет. Это то, чего можно иметь чуть-чуть больше или чуть-чуть меньше. Площадь идеально, как мало что еще, подходит для постепенных, последовательных преобразований — начиная от 0 квадратных ярдов и заканчивая 70.
Вокруг нас ходит множество людей, у которых после операции осталось всего одно легкое, причем некоторые из них вынуждены обходиться всего одной третью от нормальной дыхательной поверхности. Тем не менее они ходят — пускай не очень далеко и не очень быстро. В этом-то вся соль. Постепенное уменьшение поверхности для газообмена не влияет на выживание как нечто безусловное, по принципу “все или ничего”. Нет, оно незаметно, плавно сказывается на том, как далеко сможете вы уйти и с какой скоростью. А также, действительно, и на вашей ожидаемой продолжительности жизни — но тоже плавно и незаметно. Смерть не наступает внезапно при достижении площадью легочной поверхности некоего порогового значения! Она лишь постепенно становится более вероятной, по мере того как эта поверхность уменьшается по сравнению с оптимумом (или увеличивается по сравнению с ним — тогда уже вступают в действие причины другого рода, связанные с экономическим ущербом).
Первые из наших предков, у которых начали появляться легкие, почти наверняка жили в воде. Мы сможем примерно представить себе, как они дышали, если взглянем на современных рыб. Большинство современных рыб дышат жабрами, но многие виды, живущие в болотистых водоемах с затхлой водой, вдобавок к этому еще и захватывают воздух с поверхности. Они используют внутреннюю поверхность ротовой полости в качестве грубого “предлегкого”, а иногда эта полость имеет еще и специальный дыхательный карман, богатый кровеносными сосудами. Как мы уже видели, вообразить последовательный ряд X, ведущий от одиночного кармана к карману, разветвленному на 300 млн отсеков, каким ныне является человеческое легкое, совсем не сложно.
Любопытно, что многие современные рыбы оставили этот карман одиночным и используют его для совершенно иной цели. Хоть и возник он, вероятно, как легкое, однако в ходе эволюции превратился в плавательный пузырь — хитроумный прибор, благодаря которому рыба представляет собой гидростат с постоянно поддерживаемым равновесием. Животное, не имеющее плавательного пузыря, обычно немного тяжелее воды и потому опускается на дно. Вот почему акулы должны все время плыть, чтобы не утонуть. Животное, оснащенное воздушными мешками — как мы с нашими гигантскими легкими, — имеет тенденцию всплывать на поверхность. А животное с плавательным пузырем нужного объема находится посередине данного континуума, оно не тонет и не всплывает, а устойчиво держится на постоянной глубине безо всяких усилий. Именно этот прием современные рыбы (кроме акул) довели до совершенства. В отличие от акул они не тратят энергию на борьбу с силой тяжести и могут использовать свои плавники и хвост только для того, чтобы рулить и быстро двигаться вперед. Они больше не нуждаются в воздухе извне, чтобы заполнить свой пузырь, — у них есть особые железы, вырабатывающие газ. Благодаря этим железам и некоторым другим приспособлениям объем газа в пузыре тонко регулируется, и таким образом рыба поддерживает себя в состоянии точного гидростатического равновесия.
Некоторые виды нынешних рыб способны покидать водную среду. Крайним примером может служить анабас, или рыба-ползун, который едва ли вообще когда заходит в воду. Независимо от наших с вами предков у него возникло своеобразное легкое — воздушная камера, окружающая жабры. Некоторые другие рыбы, обитая главным образом в воде, совершают краткие вылазки на сушу. Так, вероятно, поступали и наши предки. Отличительным свойством вылазок является то, что их продолжительность может плавно варьировать вплоть до полного нуля. Если вы рыба, которая живет преимущественно в воде, но время от времени отваживается выходить на сушу — например, чтобы переползти в соседнюю лужу и таким образом спастись от засухи, — то вам пригодится не то что половина, а сотая часть легкого. Неважно, насколько маленьким является ваше зачаточное легкое, все равно благодаря ему вы сможете продержаться на суше какое-то время, которое будет чуть-чуть дольше, чем совсем без легкого. Время — непрерывная переменная. Не существует четкой грани между водными и сухопутными животными. Какие-то животные могут проводить в воде 99 % своего времени, какие-то — 98 %, 97 % и т. д. вплоть до нуля. И каждый раз при переходе от одного этапа к другому незначительное увеличение дыхательной поверхности легких будет оказываться преимуществом. На всем пути от водного образа жизни к сухопутному есть место для постепенности, градуализма.
Какая польза от половины крыла? С чего могли начаться крылья? Многие животные скачут с ветки на ветку и время от времени падают. Вся поверхность тела, особенно у мелких животных, улавливает воздух и способствует прыжку или ослабляет силу удара при падении, выступая в роли примитивного паруса или парашюта. Любая тенденция к увеличению отношения площади поверхности к массе тела будет способствовать появлению, например, кожных перепонок на сгибах суставов. Отсюда начинается непрерывный ряд плавных переходов к парящим крыльям, а там и к машущим крыльям. Очевидно, что самые первые животные с зачаточными крыльями не могли преодолеть некоторые дистанции одним прыжком. Но точно так же очевидно и то, что, как бы ни были малы и несовершенны предковые перепонки, должно было быть какое-то расстояние, сколь угодно малое, которое можно было преодолеть с перепонкой и нельзя без перепонки.
Или же, если первоначальные крыловидные перепонки служили для смягчения удара при падении, то мы не можем сказать: “От перепонок, которые меньше определенного размера, не было никакого толку”. Опять-таки не имеет значения, насколько маленькими и не похожими на крылья были эти перепонки. Всегда существует такая высота (назовем ее h), упав с которой животное сломает себе шею, притом что падение с чуть-чуть меньшей высоты не окажется смертельным. В этой критической области значений любое увеличение сопротивления воздуха и способности смягчить удар, каким бы маленьким оно ни было, может решить вопрос жизни и смерти. Следовательно, естественный отбор будет благоприятствовать возникновению едва заметных, зачаточных перепонок. Когда такие перепонки станут нормой, критическое значение h чуть-чуть вырастет. Теперь уже вопрос жизни и смерти будет решаться дальнейшим незначительным увеличением площади перепонок. И так далее, вплоть до появления настоящих крыльев.
