Бог и мозг
Шрифт:
К примеру, тот факт, что у всех рыб есть жабры, подразумевает, что где-то в хромосомах рыбы есть ген или группа генов, приказывающих эмбриону рыбы на стадии развития обзавестись жабрами. И это справедливо не только для рыбьих жабр, но и для всех физических характеристик, которыми обладает рыба. Поскольку ни одна черта не развивается по своему хотению, это означает, что для каждой черты, имеющейся у рыбы, должен быть соответствующий ген или группа генов, ответственных за ее возникновение. Если только мы не верим, что у всех рыб есть жабры в результате какой-то невероятной случайности или совпадения, нам остается принять генетическое, эволюционное объяснение этого явления. Если у рыбы есть жабры, значит, должны существовать и «жаберные гены». Если у рыбы имеются плавники, значит, должны существовать «плавниковые гены», и т. д., и т. п., пока не будут перечислены все до единой физиологические характеристики рыбы. В этом отношении
Поскольку у каждого вида свой уникальный набор характеристик, значит, каждый вид должен обладать собственным уникальным набором генов. Тот факт, что у рыбы есть жабры, означает, что молекулярная структура ее генов должна отличаться от структуры существа, у которого нет жабер. Поскольку жабры есть у всех рыб (разумеется, кроме тех видов, которые в результате мутаций стали исключением из этого правила), значит, «жаберные гены» должны присутствовать в ДНК всех рыб.
Поскольку каждая особь развивается из воспроизведенного половым путем организма, образованного уникальным сочетанием хромосом двух родителей, особи в той или иной мере отличаются друг от друга. Так, несмотря на то что у всех рыб есть «жаберные гены», жабры одной рыбы будут несколько отличаться от жабер другой.
То же самое справедливо и для людей. Хотя все мы наделены генами, приказывающими нам развиваться с двумя глазами, глаза каждого человека немного отличаются от глаз других людей. Это относится ко всем характеристикам, которыми мы обладаем как вид. О чем бы мы ни говорили — о росте, слухе, строении скелета или лица, состоянии сердца, почек, иммунной системе, — все наши компоненты хоть чем-нибудь да отличаются от составляющих любого другого человека. В каком-то смысле каждая часть нашего организма, от каждой клетки до органа, уникальна, как и отпечатки наших пальцев: они есть у всех, но среди отпечатков не найти двух совершенно одинаковых.
Что касается этих небольших различий между особями, то в условиях постоянной конкуренции те из них, чьи отличия оказывались наиболее подходящими к окружению или адаптируемыми к нему, пользовались значительным преимуществом, следовательно, с большей вероятностью выживали. В свою очередь, у выживших вырастала вероятность воспроизводства. А те, у кого было больше шансов произвести себе подобных, имели также больше шансов передать будущему поколению свои гены вместе с чертами, обеспечивающими преимущество.
Как среди особей нет двух совершенно одинаковых, так и в двух поколениях одного вида не может быть абсолютно одинакового генофонда. Поскольку каждое поколение проходит сквозь очередной фильтр естественного отбора, каждое из них, вероятно, лучше приспособлено к своему окружению. В этом смысле жизнь — состояние вечного течения и движения, при этом любой вид постепенно обретает зрелость и развивается с каждым новым поколением.
Приведу гипотетический пример работы процесса естественного отбора. Представьте себе равнину с сочной травой и деревьями. По этой земле бродит похожее на лошадь гипотетическое существо ростом три фута (0,9 м), которое я назову неквусом. Самец и самка неквуса спариваются, у них появляются трое детенышей неквусов. Ввиду сочетания генов двух родителей неудивительно, что все три детеныша будут отличаться друг от друга. К примеру, возьмем рост потомства, определяемый законами генетической изменчивости: вполне возможно, что кто-нибудь из троих детенышей вырастет либо выше, либо ниже своих родителей. Но вернемся к равнине неквусов: представьте себе, что некое событие в мире геологии преобразило некогда цветущий уголок в засушливый. В новых условиях большая часть растительности погибла. И травоядным неквусам внезапно пришлось вести ожесточенную борьбу за быстро иссякающие источники пищи. Увы, среднестатистический неквус, рост которого всего три фута (0,9 м), сможет дотянуться только до нижних веток местных деревьев, которые практически все уже объедены.
Вернемся к потомству: поскольку самый рослый из троих детенышей в состоянии дотягиваться до листьев с верхних веток, чего не может большинство других голодающих видов, у самого рослого больше шансов дожить до появления потомства и, следовательно, передать свои гены будущим поколениям.
А теперь представим, что этот рослый неквус, в отличие от его низкорослых братьев и сестер, вероятность выживания которых ниже, действительно прожил настолько долго, что нашел себе пару и, следовательно, передал «гены рослости» своим потомкам. Как и у отца, у самых высоких детенышей больше шансов выжить, а значит, и передать гены роста своим потомкам. После того как эти события повторятся при жизни нескольких поколений, вполне вероятно, что средний рост неквуса станет выше, чем у его предшественников. Таким образом, каждый
Если в случае с воображаемыми неквусами засуха и нехватка пищи продолжатся, силы естественного отбора будут искоренять тех, кто наименее приспособлен к выживанию в таких условиях, и оберегать лучших. Возможно, по прошествии десяти миллионов лет такого естественного отбора (который будет продолжаться на протяжении жизни примерно ста тысяч поколений) средний рост неквуса может достичь 3 м, и в целом животное приобретет сходство скорее с жирафом, чем с лошадью. В сущности, то, что раньше было неквусом, станет совершенно новым видом с другими генами. По-видимому, необходимость — мать естественного отбора.
Необходимость — мать естественного отбора
Для того чтобы продемонстрировать на реальном примере, как давление со стороны окружающей среды может менять физиологию вида, обратимся к подлинному случаю с Biston betularia, более известной под названием березовой пяденицы. В первое десятилетие XIX в. было замечено, что в популяции некогда преобладавшей белой пяденицы за очень краткий период получила распространение более темная разновидность. Изначально более светлая разновидность пяденицы подолгу сидела на деревьях, оттенки коры которых напоминали пигментацию ее крыльев, в итоге хищникам было труднее заметить пяденицу. Этот механизм приспособления известен как маскировка. Но с началом промышленной революции копоть и дым ближайших заводов начали оседать в лесах, покрывать стволы, в итоге их поверхность темнела. Поскольку белую пяденицу, преобладавшую в этом виде, хищникам стало проще заметить, ее с большей вероятностью съедали. И наоборот, более темную разновидность пяденицы, ранее составлявшую меньшинство, теперь хищники замечали реже и, следовательно, съедали с меньшей вероятностью. Так как темные пяденицы реже оказывались съеденными, то у них повышались шансы дожить до того момента, как их гены будут переданы следующим поколениям. В результате внезапных изменений в окружающей среде состав популяции пяденицы быстро изменился и более темная разновидность, раньше составлявшая меньшинство, начала преобладать. Так, всего за несколько поколений в результате перемен в среде обитания видоизменилась целая популяция березовой пяденицы.
Еще один аспект, лежащий в основе сил эволюции, связан с процессом, получившим название генетического дрейфа. Для примера представим себе, что из-за перенаселенности некоторым представителям конкретного вида приходится мигрировать на новую территорию в поисках новых источников пищи. Допустим, десять вьюрков из десятитысячной популяции мигрировали в поисках пищи на ближайший остров. Поскольку эти десять вьюрков вряд ли представляют точное среднее генетическое значение своего вида, в случае размножения они создадут совершенно иной генофонд на основе присущего им набора генов. В каком-то смысле эти десять вьюрков станут «первопроходцами», основателями генетически иного подвида. Так как группа «первопроходцев» слегка отличается в генетическом отношении от средних показателей по исходной популяции, то новый подвид со временем может дать совершенно новый вид. В сущности, именно это явление и открыл Чарлз Дарвин, отправившись на Галапагосские острова изучать различные виды вьюрков, обитающих на отдельных островах архипелага. Дарвин заметил, что вьюрки каждого Галапагосского острова как будто представляют собой уникальный подвид. Эти наблюдения первыми подали Дарвину идею теории эволюции.
Вернемся к изучению Homo sapiens: с появлением человека возник и целый новый арсенал специфических наук о человеке, первой из которых стала антропология. Антропология занимается вопросами, касающимися социальной, поведенческой и физической эволюции развитых приматов, гоминидов, вплоть до того момента, когда примерно десять тысячелетий назад люди достигли так называемой неолитической стадии своего существования. Человека эпохи неолита отличало от биологически идентичных предшественников открытие земледелия. До неолитического периода (в эпоху палеолита уже после появления человека) более примитивные люди кочевали по земле племенами, постоянно переходили с места на место в поисках новых источников пищи.