Лет двадцать пять назад я придумал компьютерную модель, прекрасно иллюстрирующую мощь искусственного отбора: компьютерную игру, имитирующую выращивание выставочных роз, собак или коров. Игрок видит на экране девять фигур-биоморфов, средняя из которых — “родитель» остальных восьми. Все формы образованы на основании примерно дюжины “генов» — набора чисел, передающегося от “родителя» “потомству» с небольшой вероятностью “мутации» — малого изменения численного значения. Каждая форма, таким образом, моделируется на основании уникального набора генов. Игрок, в свою очередь, о генах не знает; он видит девять форм на экране и может выбрать форму, которую он хочет размножать дальше. Остальные биоморфы пропадают с экрана. Отобранная форма перемещается в центр и “порождает» восьмерых “потомков». Игра продолжается так долго, как позволяет время или запас терпения. Внешний вид “организмов» на экране с каждым “поколением» меняется. “Потомкам» передаются только “гены», и игрок, отбирая биоморфов по внешним признакам, неосознанно выделяет и определенный комплект “генов». Точно так поступают и селекционеры.
Биоморфы, созданные программой "Слепой часовщик"
С генетикой, пожалуй, все. Игра становится еще интереснее, если ввести в нее “эмбриологическую» составляющую. “Эмбриология» биоморфа — это процесс, при помощи которого численные значения “генов» влияют на форму биоморфа. Можно представить себе множество эмбриологических схем, и немалое их количество я перепробовал. “Слепой часовщик» — первая программа, которую я написал, — основывается на модели бинарного дерева: “ствол» разделяется на две “ветви», каждая из них — еще на две, и так далее. Количество ветвей, их длина и угол соединения со стволом определяются численными значениями “генов». Важно отметить, что неотъемлемым свойством бинарных деревьев является их рекурсивность. Читателю, желающему узнать об этом больше, следует вооружиться книгой об информатике. Скажу только, что рекурсивность подразумевает: мутация влияет на все дерево, а не на отдельный его участок.
Несмотря на то, что мой “Слепой часовщик» начинает с простого бинарного дерева, он довольно быстро порождает целый калейдоскоп эволюционно развитых форм, многие из которых по-своему красивы, а некоторые (в зависимости от устремлений игрока) могут сильно походить на знакомых нам насекомых, пауков и морских звезд. На иллюстрации вы видите бестиарий, собранный в потаенных уголках компьютерной страны чудес одним-единственным игроком (мною). В следующих версиях программы эмбриологические алгоритмы были усовершенствованы. Это позволило “генам» изменять окраску и форму “ветвей» при помощи мутаций.
Следующую, более сложную программу — “Артроморфы» — я написал вместе с Тедом Келером (тогда он работал в “Эппл»). Эмбриологический алгоритм этой программы учитывает особенности строения насекомых, пауков, многоножек, других членистоногих и предназначен для создания артроморфов — существ, сходных с членистоногими. В книге “Восхождение на пик Невероятности» я подробно описал артроморфов, биоморфов, конхоморфов (компьютерных моллюсков) и подобных им существ.
Конхоморфы — смоделированные компьютером раковины
По стечению обстоятельств, математические свойства алгоритмов развития раковин моллюсков глубоко разработаны и в целом выяснены; поэтому моя программа “Конхоморф» способна создавать формы, чрезвычайно близкие к существующим. В главе 13 я вернусь к этим программам. Сейчас я упомянул о них, чтобы продемонстрировать могущество искусственного отбора, огромное даже в сильно упрощенном пространстве компьютерной модели. В реальном мире сельского хозяйства и животноводства, в мире голубятника и заводчика собак, искусственный отбор может достичь куда большего. Биоморфы, конхоморфы и артроморфы только иллюстрируют принцип. По большому счету, сам искусственный отбор иллюстрирует принцип отбора естественного (речь об этом — в следующей главе).
Дарвин не понаслышке знал о возможностях искусственного отбора и воздал ему должное в первой главе “Происхождения видов». Он рассчитывал подготовить читателя к восприятию величайшего своего открытия — могуществу естественного отбора. Если человек смог превратить волка в пекинеса, а дикую капусту — в цветную, и это за несколько сотен или тысяч лет, то почему неслучайное выживание растений и животных на протяжении миллионов лет не должно иметь сходных последствий?
ГЛАВА 3 ПРИМУЛОВАЯ ДОРОГА К МАКРОЭВОЛЮЦИИ
Глава 2 показала как человеческий глаз, работающий путем селекции на протяжении многих поколений, ваял и вылепливал плоть собак, наделяя огромным разнообразием форм, цветов, размеров и моделей поведения. Но мы, люди, привыкли делать выбор, который является преднамеренным и запланированным. Существуют ли другие животные, которые делают то же самое, что и селекционеры, возможно, без обдумывания или намерения, но с подобными результатами? Да, и они неуклонно продвигают вперед программу разогрева этой книги. Эта глава шаг за шагом начинает искушение разума по мере перехода от знакомой теории собаководства и искусственного отбора к гигантскому открытию Дарвином естественного отбора, через несколько красочных промежуточных стадий. И первый шаг по дороге обольщения ума (было бы видимо чересчур назвать ее дорогой сладостных открытий ?), ведет нас в медоносный мир цветов.
Дикие розы - приятные небольшие цветы, но ничего особенного, чтобы можно было превозносить до небес, скажем, терминами "Мир", или "Прекрасная леди", или "Офелия". У диких роз есть тонкий, легко узнаваемый аромат, но не умопомрачительный, как у "Дня памяти", или "Элизабет Хэрнесс", или "Ароматного Облака". Человеческий глаз и человеческий нос поработали над дикими розами, увеличивая их, формируя их, умножая лепестки, подкрашивая их, совершенствуя цветок, повышая естественные ароматы до пьянящий крайности, регулируя особенности роста, провели с ними в итоге сложную программу гибридизации, пока сегодня, после десятилетий умелой селекции, не были созданы сотни ценных сортов, каждый со своим собственным выразительным или памятным названием. Кто не хотел бы иметь розы, названной в свою честь?
НАСЕКОМЫЕ - ПЕРВЫЕ СЕЛЕКЦИОНЕРЫ
Розы расскажут ту же историю, что и собаки, но с одним отличием, которое относится к нашей разогревающей стратегии. Цветок розы, еще до того, как человеческий глаз и нос приступили к своей работе по генетическому высеканию, обязан своим существованием миллионам лет подобного ваяния глазами и носами насекомых (ну, точнее антеннами - то, чем насекомые чувствуют запах). И то же самое справедливо для всех цветов, которые украшают наши сады.
Подсолнечник, Helianthus Annuus, это североамериканское растение, которое в диком виде выглядит как астра или большие ромашки. Культурный подсолнечник на сегодня одомашнен до той стадии, когда его цветы имеют размер тарелки. "Гигантские" подсолнечники, первоначально развели в России, 4 - 5,5 метров высотой, диаметр головки близок к 0.3 метра, что более, чем в десять раз превосходит размер диска дикого подсолнечника, и обычно есть только одна головка у растения, вместо многих, намного меньших цветов у дикого растения. Русские стали разводить этот американский цветок, кстати, по религиозным причинам. Во время Великого поста и Филиппова поста, использование масла в кулинарии было запрещено Православной церковью. По причине, которую я, как неискушенный в глубинах богословия, не буду предполагать, подсолнечное масло, было освобождено от этого запрета. Это обеспечило одно из экономических условий, которое стимулировало недавнюю селекцию подсолнечника. Однако, задолго до современной эпохи, коренные американцы культивировали эти питательные и впечатляющие цветы для еды, получения красителей и для украшения, и они добились промежуточных результатов между диким подсолнечником и экстравагантной крайностью современных сортов. Но еще до этого подсолнечник, как и все ярко окрашенные цветы, обязан своим существованием селекции насекомыми.
