Древо познания
Шрифт:
Если мы посмотрим на траектории естественного дрейфа сверху, перед нами предстанет иная картина. Первичная форма окажется в центре, а от нее во все стороны будут отходить наследственные линии, наподобие ветвей, расходящихся от ствола и простирающихся до тех пор, покуда принадлежащие этим ветвям организмы продолжают дифференцироваться от первоначальной формы (рис. 29).
При таком подходе отчетливо видно, что большинство наследственных линий живых существ, которых мы наблюдаем в настоящее время, в самом главном сходны с первыми аутопоэзными единствами, такими, как бактерии или сине-зеленые водоросли Все эти наследственные линии имеют эквивалентные истории, берущие начало в центральной точке. Некоторые траектории удаляются от центра, образуя разнообразие многоклеточных существ. Часть из них удаляются еще сильнее, чтобы дать высших позвоночных: птиц и млекопитающих. Как и в аналогии с каплями стекающей воды, при достаточном числе случаев и при наличии достаточно большого времени могут возникнуть многочисленные наследственные линии, простирающиеся весьма далеко. Некоторые из этих линий обрываются, поскольку настает момент, как зто было отмечено в случае трилобитов, когда порождаемое репродуктивное разнообразие
В системе биологических наследственных линий имеется немало траекторий, просуществовавших миллионы лет с весьма немногочисленными вариациями относительно основной формы, множество траекторий, породивших новые формы, и, наконец, многочисленные траектории, которые оборвались, не оставив после себя ни одной ветви, дожившей до настоящего времени. Но во всех этих случаях наследственные линии, покуда они существуют формируются под действием филогенетических дрейфов, в которых сохраняются организация и адаптация организмов. Кроме того, эволюционный путь различных наследственных линий определяется не вариациями в окружающей среде, которые может видеть наблюдатель, а направлением на сохранение структурной сопряженности организмов в их собственной окружающей среде (нише), которую они определяют и вариации которой могут быть не замечены наблюдателем. Кто может наблюдать мельчайшие изменения силы ветра, почвы или электростатических зарядов, которые могут вызывать изменения траекторий капель воды, изображенных на рис. 29? Физик в отчаянии опускает руки и толкует лишь о случайных флуктуациях. Тем не менее он знает, что в основе любой наблюдаемой ситуации лежат детерминированные процессы. Иначе говоря, физику известно, что для описания того, что происходит с каплями воды, ему необходим детерминистский, практически недостижимый протокол, который все же можно проигнорировать, заменив вероятностным описанием. Такое описание предсказывает класс явлений, которые могут произойти, но необязательно происходят в данном конкретном случае.
Пытаясь понять феномен эволюции, биолог оказывается в аналогичной ситуации. Но интересующие биолога явления управляются законами, весьма отличными от тех, которые управляют физическими явлениями, в чем мы могли убедиться, когда рассматривали сохранение тождества и адаптации. Например биолог легко может описать важнейшие линии эволюции в истории живых существ, линии, базирующиеся на структурном сопряжении живых существ с изменяющейся окружающей средой (таковы, например, изменения окружающей среды, о которых мы упоминали, когда речь шла о трилобитах). Но и биолог в отчаянии опускает руки, когда пытается объяснить детально трансформации какой-нибудь группы животных. Для этого биологу пришлось бы реконструировать не только все вариации окружающей среды, но и то, каким именно способом данная группа компенсировала флуктуации в соответствии с уровнем ее собственной структурной пластичности. Короче говоря, мы вынуждены описывать каждый конкретный случай как результирующую
Рис. 29. Естественный Дрейф живых существ. Степень сложности организмов возрастает по мере удаления от общего предка.
Как было сказано, любое живое существо до тех пор, пока не погибнет, адаптируется к окружающей среде, и поэтому его состояние адаптации есть инвариант, т. е сохраняется неизменным. Утверждалось также, что в этом смысле все живые существа, покуда они живы, остаются одними и теми же Однако нам часто приходится слышать, что все существа более или менее адаптировались или оказались адаптированными в результате своей эволюции.
Подобно многим описаниям биологической эволюции, которые мы почерпнули из школьных учебников, описание адаптации как переменной {в свете того, что было сказано выше) неадекватно. В лучшем случае наблюдатель может ввести некий масштаб для сравнения или референтного соотнесения, что сделает возможным сравнение и позволит говорить об эффективности реализации той или иной функции Например, можно было бы измерить эффективность потребления кислорода у различных групп водных животных и показать, что некоторые организмы потребляют меньше кислорода при условиях, требующих одинаковых усилий Можно ли сказать, что организмы, потребляющие меньше кислорода, отличаются большей эффективностью и лучше приспособились9 Заведомо нет, поскольку, покуда они живы, все организмы удовлетворяют требованиям непрерывного онтогенеза. Что же касается сравнения их эффективности, то такие описания не связаны напрямую с тем, что происходит в отдельных историях сохранения адаптации случайных вариаций, так как мы можем только a posteriori сказать, каким образом происходила трансформация группы. Точно так же мы наблюдали бы за дрейфующей лодкой, движения которой зависят от изменений силы и направления ветра и волн, уловить которые мы не можем.
Рис. 30. Различные способы плавания
Эволюция: естественный дрейф
Чтобы понять нашу книгу, важно иметь в виду, что сказанное нами относительно органической эволюции достаточно для понимания основных особенностей явления исторической трансформации живых существ. Прослеживать же детали механизмов, лежащих в основе такой трансформации, нет необходимости.
Например, мы лишь бегло коснулись того, какое научное объяснение современная популяционная генетика дает некоторым аспектам явления, названного Дарвином «изменение через наследование»'. Аналогичным образом, мы не останавливались на том вкладе, который внесло изучение ископаемых в детальное знание эволюционных превращений многих видов.
На
Таким образом, мы можем сказать, что одна из наиболее интересных особенностей эволюции заключается в том, каким образом внутренняя согласованность, или когерентность, группы живых существ компенсирует конкретное возмущение. Например если происходит существенное изменение температуры на Земле, то продолжить свою филогению смогут только те организмы, которые способны выжить в новых диапазонах температур. Но компенсировать температурные изменения можно многими способами: отрастив густой мех, изменив скорость обмена веществ, совершая массовые миграции и т. д. В каждом случае мы видим, что адаптация к холоду требует перестройки всего организма: например, более густой мех с необходимостью приводит к коррелятивным изменениям не только волосяного покрова и мышц, но и способов распознавания живошыми одной группы друг друга, а также механизмов регуляции мышечного тонуса при движении. Иначе говоря, поскольку любая аутопоззная система представляет собой единство многочисленных взаимозависимостей, при изменении одного параметра системы весь организм одновременно претерпевает коррелятивные изменения по многим параметрам. Вместе с тем ясно, что такие коррелятивные изменения хотя и кажутся нам связанными с изменениями в окружающей среде, в действительности возникают не из-за них, а берут начало в структурном дрейфе, который происходит при «столкновениях» между операционально независимыми организмом и окружающей средой. Поскольку нам известны не все факторы, обусловливающие такие «столкновения», структурный дрейф представляется нам случайным процессом. В том, что это не так, мы убедимся при изучении того, как когерентное целое, образующее организм, претерпевает структурные изменения.
Итак, подведем итоги. Эволюция представляет собой естественный дрейф, продукт сохранения аутопоэза и адаптации. Как и в случае с каплями воды, для возникновения разнообразия форм и дополнительности, или комплементарное™, между организмом и окружающей средой не нужна внешняя направляющая сила. Она также не требуется ни для объяснения направленности наследственных изменений, ни для понимания того, как произошла оптимизация какого-нибудь конкретного свойства живых существ. Эволюция чем-то напоминает скульптора с неутолимой страстью к странствиям: бродя по свету, он подбирает то веревочку, то обрезок жести или обрубок дерева, а потом сооружает из своих находок некую конструкцию, объединяя их так, как позволяют структура находок и обстоятельства, лишь по одной единственной причине, которая заключается в том, что их можно объединить. И в результате таких странствий на свет появляются великолепнейшие формы; они состоят из гармонично взаимосвязанных частей, которые являются продуктом не тщательно продуманного плана, а естественного дрейфа. Именно так, по велению единственного закона — сохранения тождества и способности к репродукции — появились на свет все мы. Именно это и связывает нас в самом главном со всеми существами: с пятилепестковой розой, с креветкой в водах бухты или со служащим в Нью-Йорк Сити.
6. Сфера поведения
Рис. 31 Орангутан, отнимающий мышь у кошки
Встречая профессионального предсказателя судьбы, обещающего с помощью своего искусства приоткрыть перед нами завесу будущего, мы обычно испытываем смешанные чувства. С одной стороны, мысль о том, что некто может заглянуть в наше будущее, разглядывая наши ладони и опираясь на предопределенность, скрытую от нас, но легко дешифруемую им, кажется нам приьлекательной. С другой стороны идея, что мы существа детерминированные, объяснимые и предсказуемые, вызывает у нас внутреннее сопротивление. Мы лелеем нашу свободу воли и хотим оставаться за пределами детерминизма. Вместе с тем мы хотели бы обрести лекаря, который бы врачевал наши недуги, рассматривая нас как структурно детерминированные системы О чем это говорит? Какое отношение существует между нашим организмом и нашим поведением? Ответы на эти вопросы и составляют содержание этой и последующих глав Начнем с того, что более подробно обсудим, что мы понимаем под поведенческой областью во всем ее объеме.
Предсказуемость и нервная система
Как мы уже видели, прийти к научному объяснению мы можем только в том случае, если станем трактовать рассматриваемое явление как результат функционирования структурно детерминированной системы Весь приведенный нами до сих пор анализ окружающего мира и живых существ был изложен в детерминистических терминах При таком подходе Вселенная становится постигаемой, и живые существа возникают в ней спонтанно и естественно.
Теперь нам необходимо провести очень четкое различие между детерминизмом и предсказуемостью. О предсказуемости мы говорим всякий раз, когда рассматриваем текущее состояние какой-нибудь системы и на основании этого и исходя из структурной динамики системы говорим, каким будет ее последующее состояние, доступное наблюдению Таким образом. предсказание описывает, что, по нашим как наблюдателей ожиданиям, должно случиться.