Арик Кершенбаум - Путеводитель зоолога по Галактике. Что земные животные могут рассказать об инопланетянах — и о нас самих

У большинства людей имеется общее представление о том, что естественный отбор действует через случайные мутации. Благоприятные мутации сохраняются и распространяются в популяции, тогда как неблагоприятные означают, что их неудачливый носитель рано погибнет. Однако на самом деле это не совсем точное объяснение эволюционного процесса. Большинство крупных мутаций — причем подавляющее большинство — крайне вредны. Если бы для появления глаз, крыльев или длинной шеи приходилось дожидаться благоприятной мутации, ожидание было бы очень долгим. Чаще всего полезные адаптации возникают в результате не «мутации, от которой вырастает лишняя рука», а куда более простых мутаций, изменяющих ход эмбрионального развития. Тонкие воздействия могут быть эффективны, но при этом менее рискованны. На гончарном круге можно вылепить горшки чрезвычайно разнообразных форм и размеров, слегка изменяя усилия, которые вы прилагаете к глиняному кому во время вращения. Это гораздо более элегантное решение, чем просто прилепить еще кусок глины, хоть мы и восторгаемся творчеством малышей из начальных классов, которые именно так и поступают.

Возьмем самый знаменитый пример Ламарка — длинную шею жирафа. Если вы жирафий предок с короткой шеей, как вам дотянуться до верхних листьев, которые никто другой не сможет достать? Есть шанс, что ваш жирафенок родится с особой мутацией — дополнительным шейным позвонком! Удачливый Жираф-младший сможет добраться до этих неиспользуемых листьев с большей вероятностью, чем его сверстники, выжить и размножиться, а значит, передать ту же мутацию своим детенышам. У многих животных действительно время от времени случаются мутации, обеспечивающие им дополнительный позвонок. Но у жирафов шейных позвонков столько же , сколько у человека или у мыши. Крупная мутация не только маловероятна, но и опасна. Такому серьезному изменению скелета должны сопутствовать изменения других составляющих эмбрионального развития: одновременно потребуется изменить всю нервную систему и кровоснабжение, иначе Жираф-младший окажется вообще нежизнеспособен. Крупные мутации, как правило, полезными не бывают. Внезапные изменения куда чаще вредят, чем помогают.

Другая возможность состоит в том, что произойдет более простая мутация, влияющая на то, как жирафенок будет расти. Возможно, шея у него начнет расти раньше, чем у других зародышей жирафов. Или шейный скелет будет расти быстрее либо дольше. Шейных позвонков не становится больше, они просто укрупняются. К тому времени, как детеныш родится, шея у него будет немного длиннее, для чего не понадобятся резкие изменения основного плана строения тела — так и происходит в реальности у жирафов. В последние десятилетия биологи пришли к пониманию того, что приспособленность видов обусловлена скорее подобными тонкими процессами, чем внезапными, скачкообразными благоприятными мутациями [107] Кэрролл Ш. Бесконечное число самых прекрасных форм: Новая наука эво-дево и эволюция царства животных. — М.: CORPUS, 2015. . Как в сделках с недвижимостью, где три главных условия — «местоположение, местоположение и снова местоположение», в эволюции, похоже, простейшие способы обеспечить приспособленность — «развитие, развитие и снова развитие».

Но это, разумеется, земной механизм, который не обязательно дает нам понимание того, как эволюционируют животные на других планетах. И все же элемент универсальности в нем присутствует. На самом деле неважно, каков механизм наследственности — в его основе может лежать ДНК, аналогичная ей молекула или даже некий процесс, невообразимо отличающийся от земного. Каков бы ни был этот процесс, можно утверждать, что внезапные изменения функциональности вряд ли будут полезными. Каким бы способом ни размножался инопланетный вид, следует ожидать, что потомство не будет радикально отличаться от родителей. Как говорится, «не сломалось — не чините».

Один из самых наглядных способов представить себе этот процесс популярно изложил биолог-теоретик Стюарт Кауфман [108] Стюарт Кауфман. Во Вселенной как дома: В поисках законов самоорганизации и сложности (At Home in the Universe: The Search for the Laws of Self-Organization and Complexity by Stuart Kauff man, 1996). . Вспомним метафору восхождения на гору в густом тумане, которую мы использовали во втором разделе. Чем выше вы находитесь, тем лучше вы в эволюционном отношении приспособлены к своей среде: тем длиннее у вас шея, если вы жираф, тем быстрее вы бегаете, если вы газель. Как подняться на вершину горы — пик приспособленности? Можно взбираться медленно, следуя дорогой, которая, по вашим ощущениям, ведет наверх — это, очевидно, хорошая стратегия, — но если я дам вам волшебное приспособление для телепортации, некий «мутатор», который мгновенно перенесет вас на 100 м в случайном направлении, стоит ли вам им воспользоваться? Все зависит от рельефа. Если вы находитесь на равнинных болотах Кембриджшира, то, вероятно, стоит. Вы вряд ли где-то поблизости от горы, поэтому беспорядочные скачки́ — стратегия не хуже любой другой. Но если вы находитесь в Озерном крае или Дымчатых горах, то лучше ползти вверх по склону, не сворачивая. На горе движение вверх непременно приведет вас к вершине; бессистемные скачки́ с большей вероятностью собьют вас с пути, чем помогут до нее добраться. Эволюционные ландшафты чаще всего пересеченные, но ступенчатые, подобно Озерному краю (почему это так, более подробно объясняется в книге Кауфмана). Продолжайте взбираться. Не телепортируйтесь. Не мутируйте. Это правило, которое может работать для любой планеты.