Рис. 1.14. Возможности селекции при выведении пород собак. Люди вывели все эти породы от волка (вверху), их общего дикого предка; сверху вниз: датский дог, английский бульдог, гончая, длинношерстная такса, длинношерстная чихуахуа.
Что‐то можно отыскать случайно. Дизайнерские вещи нельзя просто так найти, их надо смоделировать, отлить, вылепить, собрать или выточить – вещь обретает свой конечный вид постепенно. Дизайноиды – это продукты кумулятивного поиска, как в случае с собаками и капустой, когда ищет человек, так и в случае, когда отбирает (например, акул) среда обитания. Благодаря законам наследственности, случайные усовершенствования, которые можно обнаружить в каждом поколении, аккумулируются (усиливаются) в чреде поколений. Через много поколений кумулятивного поиска может сформироваться такой дизайноид, что мы ахнем от восхищения, любуясь великолепной “моделью”. Но модель эта будет ненастоящая, так как процесс ее формирования принципиально отличается от истинного конструирования.
Неплохо было бы посмотреть, как развивались события в то или иное время. Собачий век гораздо короче человеческого, но все равно нашей жизни не хватит на то, чтобы хоть в какой‐то степени ускорить эволюцию собак. Люди вывели чихуахуа в десять тысяч раз быстрее, чем природа вырастила волков из их насекомоядных предков, живших в эпоху вымирания динозавров и размером не превосходивших чихуахуа, хотя внешне и не похожих на комнатных собачек. Но все равно искусственный отбор реальных живых существ – по крайней мере, более крупных, чем бактерии – продвигается слишком медленно для того, чтобы можно было продемонстрировать эти интригующие превращения нетерпеливым и далеко не вечным людям. Можно многократно ускорить их с помощью компьютера. Эти быстродействующие машины, при всех своих погрешностях, способны смоделировать все, что поддается точному описанию, в том числе процессы размножения, такие как, например, у животных и растений. Если воспроизвести процесс передачи признаков по наследству – а это основополагающее свойство жизни – и предусмотреть возможность случайных мутаций, то на ваших глазах развернется фантастическая картина отбора на протяжении нескольких сотен поколений животных или растений. Впервые я описал это в своей книге “Слепой часовщик”, использовав одноименную программу. Она позволяет вывести на экране путем искусственного отбора так называемые компьютерные биоморфы.
Мы полагаем, что все собаки произошли от волка, и все компьютерные биоморфы точно так же происходят от общих предков, примерно таких:
. Человек видит на экране монитора целые выводки различных особей со случайными “генетическими мутациями” и выбирает те, от которых ему хотелось бы получить потомство. Здесь необходимо кое‐что пояснить. Прежде всего, что такое потомство, гены и мутации по отношению к компьютерным объектам? У всех биоморфов имеется одна и та же “эмбриология”. Они строятся в основном за счет ветвления, так же как деревья или целая серия таких деревьев, объединенных друг с другом. Параметры дерева (или деревьев) – количество ветвей, их длина и углы, под которыми они расположены, – регулируются “генами”, в данном случае цифрами. Гены настоящих деревьев, как и наши собственные или гены бактерий, представляют собой закодированные послания, записанные на языке ДНК. ДНК копируется из поколения в поколение с высокой, если не с идеальной точностью. В каждом поколении ДНК “считывается” и влияет на вид животного или растения. На рис. 1.15 показано, как изменение всего лишь нескольких генов влияет на форму настоящего живого или компьютерного биоморфного дерева за счет изменения запрограммированных правил роста отпочковывающихся ветвей. Гены биоморфов составлены не из ДНК, но для решения нашей задачи этим отличием можно пренебречь. ДНК – это закодированная в цифрах информация, подобно цифровой информации в компьютере, и цифровые “гены” переходят из поколения в поколение биоморфов точно так же, как настоящая ДНК – в живом организме.
Потомство биоморфа, если таковое появится, унаследует все гены родителя – единственного, так как половые контакты отсутствуют, – но возможны случайные мутации. Мутация – это спонтанное увеличение или уменьшение цифрового значения гена. Поэтому если у детки цифровой эквивалент Гена 6 вырастет с 20 до 21, она будет походить на родителя, но ее ветки будут отходить от ствола под несколько более острым углом. В режиме “разведение биоморфов” компьютер нарисует его в центре экрана, в окружении выводка произвольно мутировавших отпрысков. Поскольку гены меняются очень мало, потомки всегда похожи на своего предка и друг на друга, но у многих есть слабые отличия, заметные человеческому глазу. Вооружившись компьютерной мышкой, человек выбирает на экране одного из биоморфов “на развод”. На экране остается только выбранный биоморф, который перемещается в центр экрана, в родительскую зону, а вокруг него появляется новая “кладка” мутантов. Переходя от поколения к поколению, селекционер может направлять эволюцию почти точно так же, как люди направляют эволюцию породы собак, только гораздо быстрее. Когда я в первый раз написал такую программу, меня поразило, в частности, как быстро может эволюционировать исходное дерево. Оказалось, что можно сфокусироваться на “насекомом”, “цветке”, “летучей мыши”, “пауке” или “самолетике”. Все биоморфы с рис. 1.16 являются конечными продуктами сотен ступеней воспроизводства в процессе искусственного отбора. Разведение видов происходит в компьютере, поэтому можно за считанные минуты пробежаться по многим поколениям. Эта программа позволяет за несколько минут игры на современном быстродействующем компьютере наглядно представить себе и ощутить на практике, что такое дарвиновский естественный отбор. Биоморфы из “сафари-парка” на рис. 1.16 напоминают мне ос, бабочек, пауков, скорпионов, плоских червей, вшей, а также других “созданий”, которые выглядят вполне “биологически”, несмотря на то, что не имеют сходства ни с одним реально существующим на нашей планете видом. Впрочем, все они родственники деревьев, среди которых обитают, и эскадры “самолетиков”, выстроившейся в правом верхнем углу. Их объединяют близкие родственные связи. У всех по шестнадцать генов. Отличаются они только численно закодированными значениями генов. Можно заниматься их селекционным разведением – переходить от одной особи к другой в зоопарке сафари или к миллиарду других возможных биоморфов. Последняя версия программы позволяет выводить цветные биоморфы. Она основана на старой программе, но предлагает более совершенную “эмбриологию” и новые гены, которые задают окраску ветвей. Кроме того, есть гены, определяющие форму каждой ветки – линию, прямоугольник или овал, ее заполнение (ветка может быть сплошной или полой) и интенсивность оттенка. Работая с цветной версией, я бродил по дорожкам эволюции не только среди насекомых и скорпионов, но и среди цветов и каких‐то абстрактных рисунков, которые неплохо смотрелись бы на обоях или на плитке в ванной комнате (рис. 1.17). Моя жена Лалла Уорд вышила один из этих рисунков на накидке для кресла – по стежку вместо каждого пикселя.
