В современном мире клетка делает все возможное, чтобы снизить вероятность мутаций. Например, у человека полимеразы, которые вяжут копию ДНК, умеют ловить ошибки, возвращаться назад и стирать неверную «букву». Целые команды белков-дружинников бродят по геному и проверяют, чтобы все было комплементарно, сшивают, если порвалось, переписывают, если повредилось. Отчасти это связано с тем, что, в отличие от древних РНК, для которых случайные мутации были единственным источником изменчивости, у нас, современных видов, есть другие, менее рискованные и более эффективные способы внести в жизнь разнообразие между поколениями – прежде всего половое размножение, при котором перемешиваются гены двух разных организмов. Но об этом разговор впереди. Удивительно не то, что в современных клетках мутациям противостоит жесткая инспекция, а то, что при всех ухищрениях клетки мутации все равно происходят, пусть и существенно реже. В этом смысле изменчивость, как и отбор, тоже сила природы, хаос, заложенный в принципах работы Вселенной. Его может быть больше или меньше, но не может вообще не быть.
Итак, наши древние РНК-машины умеют воспроизводить самих себя, то есть размножаться, наследуя при этом признаки своих родителей. Благодаря комплементарному копированию они наследуют последовательности родительских нуклеотидов. Но в этом процессе неизбежны ошибки, то есть в последовательностях периодически будут появляться наследуемые изменения. Поскольку в РНК информация (последовательность) определяет функцию (то, что молекула умеет делать), по крайней мере некоторые из этих изменений последовательности отразятся на умении молекулы воспроизводиться, то есть между двумя разными копиями неизбежно возникнут различия в способностях. И тут в дело включается отбор, решающий, какие из вариантов лучше, а какие хуже.
Как уже упоминалось, отбора просто не может не быть, было бы наследование. Если нет отбора, значит, нет никаких проблем, то есть все копируется одинаково хорошо без малейших затруднений. Но рано или поздно проблемы появятся. Если самокопирующиеся РНК ограничены количеством доступных нуклеотидов, то молекула, хватающая эти нуклеотиды быстрее других, будет размножаться в больших количествах – то есть будет отбор на скорость потребления нуклеотидов. Если они ограничены определенной температурой, то молекула, умеющая работать при других температурах, найдет много свободного места и его заполнит – то есть будет отбор на термоустойчивость. Если они ограничены только пространством – допустим, гидротермальным источником, – то они размножатся до пределов этого источника и преимущество получит молекула, умеющая разбирать или вытеснять другие молекулы. Логично предположить, что потомки первых РНК на том или ином этапе были ограничены всеми этими факторами, и логично, что за сотни миллионов лет все эти проблемы были постепенно решены. Необязательно представлять себе молекулы, сознательно стремящиеся к совершенству, достаточно представить, что есть куча воспроизводящихся молекул. В этом и есть основное отличие теории Дарвина от теории разумного творения. Разумное творение – это когда невидимая сила сначала выбирает идею, а потом ее реализует. Дарвинизм – это когда идея сначала реализуется, а потом невидимая сила ее выбирает.
Это подводит нас, возможно, к главному свойству жизни как явления: сам факт существования жизни толкает ее к решению стоящих перед ней проблем. Если есть жизнь, то она либо бесконтрольно размножается, либо у нее есть проблема, которая этому мешает. Если есть проблема, принципиальное решение проблемы и время – то проблема рано или поздно будет решена. Жизнь в форме РНК умеет эволюционировать, поэтому рано или поздно она станет сложнее, чем просто РНК.
Что движет этими эволюционирующими РНК? Сам факт того, что они существуют. Они множатся в своих сложных разветвленных комбинациях, потому что могут, и сам факт того, что они это могут, постепенно расширяет их возможности. Для этого им необязательно задумываться о будущем. «Первородная РНК» не мечтала научиться новым химическим трюкам или стать стабильнее, но в один прекрасный день среди ее потомков нашлись такие, у которых получилось это реализовать. Все остальное померкло, забылось, исчезло. Так были изобретены белки, и так была изобретена ДНК, а потом и еще одно грандиозное предприятие – клетка. Никто из участников процесса не думал о будущем, но из далекого будущего все выглядит именно так, как будто все задумано заранее.
Нужно оговориться по поводу выражений вроде «РНК изобрела белок» или «змеи придумали себе глаза на спине», которые часто используются в этой книге, но за которые мне бы точно поставил двойку любой школьный учитель биологии. Мой кумир философ Дэниел Деннет называет такую форму мышления intentional stance, «позиция преднамеренности», и я с удовольствием отсылаю читателя к его работе «Опасная идея Дарвина»21. Но если вкратце, то так просто удобно думать. Поскольку в долгосрочной перспективе отбор приводит к рациональному решению проблем, его можно условно описывать как сознательные действия – правда, не организмов, а генов, но об этом в следующей главе.
На уроках биологии учителя обычно концентрируются на случайности и ненаправленности эволюционного процесса. РНК не знает, что произойдет в результате мутации, а змеи не знают, какие рисунки на спине приведут к повышенной выживаемости, поэтому никакой преднамеренности и целенаправленности в эволюции быть не может.
Все это относится к изменчивости: та действительно случайна и ненаправленна. Но изменчивость – это только один из элементов в уравнении эволюции. Наследственность совершенно неслучайна: ее суть именно в том, что воспроизводится нечто конкретное. А отбор – главная креативная сила, которая лепит из изменчивости признаки, – вообще не имеет к случайности никакого отношения. Он постепенно, поколение за поколением приспосабливает клюв вьюрка под форму ореха, стебель подсолнуха под суточные циклы, а его лепестки – под зрение насекомых. Результат деятельности отбора неотличим от разумного процесса, поэтому, на мой взгляд, нет ничего предосудительного в том, чтобы обсуждать эволюцию в «рациональных» терминах. Рациональность молекулы РНК – это на самом деле рациональность природы, постепенно выбирающей из случайных РНК самые рационально устроенные. В сущности, и человеческая рациональность (прототип воображаемой рациональности Бога-творца) – точно та же рациональность природы, только усложненная и ускоренная.
КСТАТИ
Мало того, что многие люди упускают неслучайность отбора, они обычно недооценивают сложность явлений, которые могут быть совершенно случайными.
Дебора Нолан, профессор статистики в Университете Калифорнии в Беркли, проводит на лекциях следующий эксперимент. Она делит студентов на две группы и выходит из аудитории. Одна из групп студентов должна 100 раз подбросить монету и записать результат: орел или решка. Другая группа монету не подбрасывает, а придумывает результат от балды. Нолан возвращается в аудиторию, смотрит на два результата и безошибочно угадывает, какой из них настоящий, а какой фальшивый.
