Окаменелости
Применять научный метод к исследованию современного нам окружающего мира не так уж и сложно, но как быть, если мы хотим исследовать прошлое? (Ученые же не могут, например, записать на пленку брачный зов динозавров.) Оказывается, прошлое тоже поддается исследованию при помощи научного метода. Пока теорию можно проверить на практике, она остается научной; проверка не обязательно должна быть лабораторным экспериментом, она может принимать и форму предсказания. Например, если птицы в ходе эволюции произошли от динозавров, то где-то в твердых породах должны остаться окаменелые останки существ, совмещающих признаки пресмыкающихся и птиц. Рано или поздно палеонтологи должны будут их найти. Отсюда следует, что теория происхождения птиц от пресмыкающихся вполне поддается проверке, даже если никто изначально не знает, сколько времени понадобится на эту самую проверку. На самом деле такая окаменелость уже была найдена в 1861 году в каменоломне на территории Германии. Так называемый археоптерикс совмещает признаки обеих групп животных. Правда, в поисках окаменелостей ученым приходится полагаться скорее на везение, чем на логику. Большинство животных и растений не оставляют следов после своей гибели — их пожирают другие животные или разрушают микроорганизмы в процессе разложения. Останки животных и растений сохраняются в камне только в очень редких случаях, и даже тогда большинство окаменелостей разрушается в ходе эрозии или залегает слишком глубоко, где их никто никогда не найдет. Окаменелости находят только тогда, когда кто-нибудь специально интересуется ими, а поэтому замечает в разрушающихся горных породах или обнаруживает в ходе раскопок шахт или каменоломен. Получается, что вероятность обнаружить останки древних животных и растений крайне мала, и мы никогда не составим полной картины того, какие животные существовали в данной местности в определенное время. Таким образом, изучать палеонтологию это все равно что анализировать игру футболистов по теням на поле, да и то при облачной погоде.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
Эволюция, Дарвин и естественный отбор
Идея эволюции далеко не нова, в Европе ее можно проследить до древних греков, живших более двух с половиной тысяч лет назад. В течение столетий христианская церковь отвергала идею эволюции, потому что она противоречила начальным словам Библии, в которой говорится, что Бог создал Землю и всех населяющих ее существ, в том числе и нас, за шесть дней. В этом, кстати, и заключается подоплека предполагаемого конфликта между наукой и религией. Пусть наука ничего не имеет против идеи существования Бога, но она вполне может доказать, что мир не был создан за шесть дней.
К концу XVIII века, благодаря развитию науки и многочисленным трудам изучавших окружающий мир натуралистов, предположение о том, что виды животных и растений со временем изменяются, казалось все более и более убедительным. Но кроме религиозных возражений существовали еще две проблемы, мешающие принять идею эволюции: возраст мира и то, что никто пока не предложил объяснения механизма такой эволюции. В то время считали, что Земле не более нескольких тысяч лет, а этого недостаточно, чтобы живые организмы претерпели значительные изменения. К началу XIX века ученые стали приходить к мысли, что сложную геологическую структуру планеты можно объяснить, только признав, что она образовалась в ходе невероятно долгих процессов — вулканической деятельности, отложения пород и выветривания, — а отсюда следует, что возраст Земли гораздо больше, чем предполагалось ранее. В таком случае и к идее эволюции следует относиться уже более серьезно.
И в самом деле, временной масштаб эволюции поистине огромен и с трудом поддается осмыслению. Даже в наши дни, когда мы в своих рассуждениях с легкостью оперируем миллионами лет (как я на первых страницах этой книги), наш разум не до конца понимает весь смысл этих цифр. Если читатели-нехристиане позволят мне такой пример, то большинство из нас признает тот факт, что между нынешним моментом и рождением Христа более 2000 лет назад прошло очень много времени. Христос жил в эпоху так называемой древней истории, но, закрыв глаза, мы, вероятно, без особого труда представим себе этот временной отрезок. Если я попрошу вас подумать о том, что происходило 10 000 лет назад, то вам придется представить себе пять таких временных отрезков. Тогда еще не произошло ни одного события, описанного в каких бы то ни было исторических книгах. Нашим предкам предстояло раскалывать куски кремния еще как минимум тысячу лет. Такую временную шкалу вообразить труднее, но возможно. Ну а теперь попробуйте представить себе промежуток времени, превышающий отрезок между нами и Христом в 2000 раз! Это практически невозможно, такое время не поддается восприятию и находится где-то за горизонтом нашего восприятия. А ведь это всего лишь 4 миллиона лет назад. Тогда наши предки слезали с деревьев и, расхаживая по африканской саванне, оставляли отпечатки следов, почти идентичные нашим. С геологической точки зрения прошло не более нескольких часов. Огромные динозавры вымерли 65 миллионов лет назад, после того как были полноправными хозяевами на протяжении 140 миллионов лет, а ведь и они появились сравнительно «недавно». Жизнь существует на нашей планете более трех с половиной миллиардов лет. Эволюция и в самом деле происходит очень медленно — но ведь торопиться ей некуда, не правда ли?
Дарвин
В 1859 году Чарльз Дарвин опубликовал книгу «Происхождение видов путем естественного отбора». Именно естественный отбор был предложен Дарвином в качестве рабочего механизма эволюции. В своей книге ученый перечислил несколько важных наблюдений: ограниченность природных ресурсов (таких как пища или жизненное пространство), конкуренция между видами и особями за эти ресурсы и существование небольших различий между отдельными представителями одного вида.
Дарвин предположил, что в условиях конкуренции, когда между особями наблюдаются небольшие различия (например, один леопард бегает немного быстрее другого; цвет шерстки одной мыши бледнее цвета шерстки другой), некоторые признаки одной особи дают ей преимущество над другой особью, а другие признаки, напротив, не дают преимуществ. В «борьбе за существование», как это назвал Дарвин, благоприятные признаки повышают вероятность выживания и, следовательно, того, что данная особь оставит после себя потомство. Таким образом, природа производит отбор по некоторым признакам, которые передаются следующему поколению. В ходе такого естественного процесса, когда одни признаки закрепляются, а другие исчезают, происходит эволюция, то есть изменение вида.
Дарвина часто называют «отцом теории эволюции», хотя его скорее следует назвать «отцом теории естественного отбора», предложившим объяснение механизма эволюции. Его идеи многократно проверялись с момента выхода его книги в свет, так что теория давно перестала быть теорией. В настоящее время эволюция и естественный отбор стали признанными фактами.
Естественный отбор
В ходе естественного отбора меняется общий облик вида, а не черты отдельных животных. В упрощенном виде это можно показать на следующем примере: представьте себе стадо газелей, в котором длина ног одних особей слегка отличается от длины ног других особей. Иными словами, существуют высокие газели и низкие газели (можно, конечно, представить себе комнату, заполненную высокими и низкими людьми, только продемонстрировать преимущество в росте тогда было бы не так просто). Если всех газелей с короткими ногами, бегающих не слишком быстро, легко ловят и съедают львы, то выживут газели с длинными ногами. Коротконогие газели не проживут достаточно долго, чтобы оставить потомство, поэтому все следующее поколение газелей, скорее всего, будет обладать длинными ногами. Заметьте, что ни у одной отдельной газели ноги ничуть не удлинились, но средняя длина ног всех газелей стала больше. Иными словами, газели эволюционировали. Таким образом, естественный отбор проявляется в потомстве и влияет на облик последующего поколения.
