Организм считается приспособленным к определенной ситуации, или к сумме ситуаций, составляющих его среду, лишь постольку, поскольку мы можем себе представить набор слегка отличных ситуаций, или сред, к которым это животное было бы в целом не столь хорошо приспособлено, а равно лишь постольку, поскольку мы можем себе представить набор слегка отличных органических форм, которые были бы не столь хорошо приспособлены к этой среде.
Представьте себе некий кошмарный математический зверинец, в котором содержалось бы чуть ли не бесконечное множество животных всех мыслимых форм, которых можно было бы наделать, случайным образом изменяя все гены во всех геномах. Для краткости (хотя этот термин и не так точен, как предполагает его математический тон) я буду называть его множеством всех возможных животных (к счастью, мой аргумент касается лишь порядка величин, не зависящего от численной точности). Большинство объектов в этом неказистом бестиарии не смогут развиться дальше одноклеточной стадии. Из тех очень немногих, кому удастся родиться (или вылупиться из яйца, и тому подобное), большинство будут жутко деформированными уродцами, которые умрут в раннем возрасте. Животные, существующие или когда-либо существовавшие на самом деле, составят лишь крошечное подмножество множества всех возможных животных. Кстати, я использую слово “животное” лишь для удобства. Можно с тем же успехом заменить его на “растение” или “организм”.
Удобно представить себе это множество всех возможных животных распределенным в многомерном генетическом ландшафте
[103]
. Расстояние в этом ландшафте означает генетическое расстояние — число генетических изменений, которые понадобилось бы произвести, чтобы превратить одно животное в другое. Как на деле сосчитать генетическое расстояние между любыми двумя животными, неочевидно (потому что у всех животных не одно и то же число генетических локусов), но для этого аргумента точность, как уже отмечалось, не принципиальна, и нам интуитивно понятно, что означает, например, утверждение, что генетическое расстояние между крысой и ежом больше, чем между крысой и мышью. Все, что нам здесь нужно, это так же распределить в той же многомерной системе координат и намного большее число животных, которые никогда не существовали. Мы включаем сюда и тех, которые никогда не выжили бы, даже если бы явились на свет, а также тех, которые могли бы выжить, если бы появились на свет, но на самом деле на свет никогда не появлялись.
Переход из одной точки этого ландшафта в другую — это мутация, интерпретируемая в самом широком смысле, включающая и крупномасштабные изменения генетической системы, а также точечные мутации в отдельных локусах в пределах существующих генетических систем. У нас есть принципиальная возможность с помощью соответствующих приемов генной инженерии (искусственных мутаций) переходить из одной точки ландшафта в любую другую. Существует рецепт превращения генома человека в геном бегемота или в геном любого другого животного, реального или вымышленного. Это будет, как правило, очень длинный рецепт, включающий изменения во многих генах, делецию (удаление) многих генов, дупликацию (удвоение) многих генов, радикальную перестройку генетической системы. Тем не менее у нас есть принципиальная возможность разработать такой рецепт, и его реализацию можно представить как эквивалент единственного огромного скачка из одной точки нашего математического пространства в другую. На практике жизнеспособные мутации обычно эквивалентны сравнительно небольшим шагам в пределах нашего ландшафта: дети лишь немного отличаются от своих родителей, даже если принципиально они могли бы отличаться от них так же сильно, как бегемот от человека. Эволюция состоит не из больших скачков, а из траекторий пошаговых переходов в генетическом пространстве. Иными словами, эволюция постепенна. Для этого есть причина общего свойства.
Даже без формальной математической обработки мы можем сделать о нашем ландшафте несколько утверждений статистического свойства. Во-первых, доля жизнеспособных особей в ландшафте всех возможных генетических комбинаций и “организмов”, которые могли бы возникнуть на их основе, в сравнении с долей нежизнеспособных особей очень мала. “Сколько бы ни было возможных способов быть живым, несомненно, что способов быть мертвым неизмеримо больше”
[104]
. Во-вторых, если взять любую начальную точку в нашем ландшафте, очевидно, что сколько бы ни было способов немного от нее отклониться, способов сильно от нее отклониться неизмеримо больше. Даже если число ближних соседей по ландшафту велико, оно ничтожно в сравнении с числом дальних соседей. Если мы представим себе ряд гиперсфер возрастающего размера, то число все более дальних генетических соседей, охватываемых этими сферами, будет возрастать в геометрической прогрессии и быстро станет практически бесконечным.
Статистическая природа этого аргумента подчеркивает иронию утверждения, которое часто приходится слышать от противников эволюции, будто теория эволюции нарушает второй закон термодинамики — закон возрастания энтропии, или хаоса
[105]
, в любой замкнутой системе. На самом деле все наоборот. Если нам и могло бы казаться, что что-то нарушает этот закон (в действительности ничто его не нарушает), это были бы факты
[106]
, а не какое бы то ни было объяснение этих фактов! Более того, дарвиновское объяснение — это единственное известное нам убедительное объяснение этих фактов, показывающее, как они могли появиться без нарушения законов физики. Интересно, что закон возрастающей энтропии в любом случае часто понимают неправильно, чему стоит посвятить небольшое отступление, потому что это способствует распространению ошибочного утверждения, что идея эволюции нарушает этот закон.
Второй закон термодинамики возник из теории тепловых двигателей
[107]
, но ту его форму, которая имеет отношение к нашему аргументу об эволюции, можно сформулировать в более общих статистических терминах. Физик Уиллард Гиббс охарактеризовал энтропию как “перемешанность” (mixed-upness) системы. Второй закон термодинамики гласит, что суммарная энтропия системы и ее окружения не убывает. Оставленная в покое, без воздействия на нее работы извне, любая замкнутая система (а жизнь — не замкнутая система) имеет тенденцию к возрастанию перемешанности, уменьшению порядка. Простейших аналогий (или, может, чего-то большего, чем аналогии) масса. Если в библиотеке постоянно не работает библиотекарь, упорядоченность расстановки книг по полкам будет непреклонно убывать из-за неизбежной, пусть и низкой, вероятности того, что читатели, возвращая книги, будут ставить их не на те полки. В эту систему нужно внести извне трудолюбивого библиотекаря, который, подобно демону Максвелла, будет регулярно и энергично восстанавливать порядок.
