Глаз разума - Хофштадтер Даглас Р. - Страница 35

Следующее важное звено в цепочке аргументов, подчеркнутое самим Дарвином (хотя он говорил не о молекулах, а о животных и растениях), это конкуренция. Первичный бульон не мог “прокормить” бесконечное количество молекул-репликаторов, хотя бы потому, что размеры Земли не бесконечны; были и другие важные ограничивающие факторы. В нашем представлении о репликаторе, действующем как шаблон или матрица, мы полагали, что его окружает бульон, изобилующий маленькими строительными блоками молекул, необходимых для производства копий. Но когда репликаторов стало много, строительные блоки начали использоваться с такой скоростью, что превратились в редкий и ценный ресурс. За них боролись разные типы репликаторов. Мы рассмотрели факторы, которые были способны увеличить число избранных репликаторов. Теперь мы видим, что остальные варианты должны были уменьшиться в числе из-за конкуренции; в конце концов, многие типы молекул прекратили свое существование. Между типами молекул-репликаторов была борьба за существование. Они не знали, что борются, и не волновались по этому поводу. Борьба происходила без больших переживаний — в действительности там вообще не было никаких переживаний. Но борьба, тем не менее, присутствовала — в том смысле, что любая ошибочная репликация, дававшая более высокий уровень стабильности или новое умение уменьшать стабильность соперников, автоматически сохранялась и размножалась. Процесс улучшения был кумулятивным. Пути увеличения собственной стабильности и уменьшения стабильности соперников становились все более сложными и эффективными. Некоторые варианты могли даже “открыть” способ химического разложения молекул-соперниц и использовать освободившийся строительный материал для создания собственных копий. Эти прото-хищники одновременно получали еду и устраняли конкурентов. Другие репликаторы могли научиться защищать себя либо химически, либо путем постройки вокруг себя стены из белков. Возможно, что так и появились первые живые клетки. Теперь репликаторы не просто существовали; они начали строить себе жилища, средства продления жизни. Выживали те репликаторы, которые строили себе механизмы для выживания и в них жили. Первые приспособления для выживания, скорее всего, состояли всего лишь из защитной пленки. Но на свет появлялись все новые варианты репликаторов, лучше приспособленных и обладающих более совершенными приспособлениями для выживания, и борьба за жизнь становилась все ожесточеннее. Механизмы для выживания становились все больше и сложнее, и этот процесс был кумулятивным и прогрессирующим.

Был ли предел постепенному улучшению приемов и приспособлений, которые репликаторы использовали, чтобы обеспечить свое выживание? Времени для улучшения было предостаточно. Какие удивительные механизмы самосохранения могли появиться по прошествии тысячелетий? Какая судьба ожидала первые молекулы-репликаторы спустя четыре миллиарда лет? Они не вымерли, поскольку были первыми мастерами искусства выживания. Но не ищите их в морях; они уже давным-давно отказались от свободного плавания по волнам. Теперь они кишмя кишат в огромных колониях, достигшие безопасности внутри гигантских неуклюжих роботов, защищенные от внешнего мира, сообщающиеся с ним извилистыми сложными путями, воздействующие на него с помощью дистанционного управления. Они находятся в вас и во мне; они создали наше тело и наш разум, и их сохранение — высшая цель нашего существования. Эти репликаторы прошли длинный путь. Теперь они известны под именем генов, и мы — их механизмы для выживания.

Когда-то в незапамятные времена естественный отбор представлял собой дифференцированное выживание репликаторов, плававших в первичном бульоне. Сейчас естественный отбор предпочитает репликаторов, преуспевших в создании механизмов для выживания, генов, отлично умеющих контролировать эмбриональное развитие. При этом репликаторы так же бессознательны и лишены целенаправленности, как всегда. Как и раньше, продолжают происходить же самые слепые и неотвратимые процессы автоматического отбора среди конкурентов, согласно критериям долгожительства, плодовитости и аккуратности воспроизводства. Гены не обладают даром предвидения. Они не строят планов на будущее. Они просто существуют, и некоторые из них делают это более удачно. В этом и есть весь смысл эволюции. Но качества, определяющие срок жизни гена и его плодовитость, сегодня гораздо сложнее, чем когда-то. Они также прошли долгий путь развития.

В последнее время — около шестисот миллионов лет — репликаторы достигли заметных успехов в технологии механизмов для выживания, таких, как мускулы, сердце и глаз (который независимо эволюционировал несколько раз). Перед этим они радикально изменили основные черты своего стиля жизни в качестве репликаторов. Мы должны это понять, прежде чем сможем продолжать наши рассуждения.

Первое, что необходимо знать о современном репликаторе, это то, что он очень общителен. Механизмы для выживания содержат не один, но много тысяч генов. Постройка тела — это кооперативное предприятие такой сложности, что почти невозможно сказать, где кончается вклад одного гена и начинается вклад другого. Один и тот же ген оказывает различное влияние на различные части тела. Одна и та же часть тела испытывает влияние различных генов, и все они взаимосвязаны между собой. Некоторые гены действуют как прорабы, управляя работой групп других генов. В терминах этой аналогии, каждая страница чертежей имеет ссылки на многие другие части здания; и каждая страница имеет смысл, только взятая вместе с перекрестными ссылками на многие другие страницы.

Такая сложная взаимозависимость генов может заставить вас задаться вопросом, зачем мы вообще используем термин “ген”. Почему бы не пользоваться собирательным именем, таким, как “комплекс генов”? Ответ на это таков: для многих целей это, действительно, неплохая мысль. Но если мы взглянем на вещи с другой точки зрения, мы увидим, что иногда полезно представлять комплекс генов разделенным на отдельные репликаторы, или гены. Это происходит из-за наличия феномена пола. Сексуальное воспроизводство смешивает и перетасовывает гены. Это означает, что каждое индивидуальное тело — всего лишь временный сосуд для недолговечной комбинации генов. Комбинация генов, являющаяся данным индивидом, может быть недолговечной, но сами гены потенциально весьма долговечны. Их пути снова и снова пересекаются при смене поколений. Определенный ген можно рассматривать как некое целое, выживающее в процессе смены индивидуальных тел.

Естественный отбор в самой общей форме означает дифференцированное выживание особей. Некоторые особи живут, другие умирают; однако, чтобы эта смерть оказала какое-то влияние на мир, должно быть соблюдено одно дополнительное условие. Каждая особь должна быть представлена в виде множества копий, и хотя бы некоторые из особей должны быть потенциально способны к выживанию — в форме копий — в течение долгого периода эволюционного времени. Маленькие генетические единицы имеют эту особенность; индивиды, группы и классы — нет. Великое достижение Грегора Менделя состояло в том, что он показал, что на практике наследственные единицы можно рассматривать как неделимые и независимые частицы. Сегодня мы знаем, что ситуация не так проста. Даже цистрон иногда можно разделить, и никакие два гена на одной и той же хромосоме не являются полностью независимыми. Мой вклад состоит в том, что я определил ген как единицу, в большой степени приближающуюся к идеалу неделимой частицы. Ген не является неделимым, но делится он редко. Он либо определенно присутствует, либо определенно отсутствует в теле любого данного индивида. Ген переходит, не изменяясь, от деда к внуку; он проходит через промежуточное поколение, не соединяясь с другими генами. Если бы гены постоянно смешивались друг с другом, естественный отбор, так, как мы его сегодня понимаем, был бы невозможен. Кстати, это было доказано еще при жизни Дарвина и сильно его обеспокоило, поскольку в те дни предполагалось, что наследственность — процесс смешивающий. Открытие Менделя уже было опубликовано, и это могло бы спасти Дарвина; но, к несчастью, он никогда об этом не узнал. Кажется, работы Менделя впервые привлекли внимание только несколько лет спустя после смерти обоих ученых. Возможно, Мендель и сам не подозревал, насколько важным было его открытие, иначе он написал бы Дарвину.