Что такое жизнь? - Эрвин Шредингер

Другой пример: способность летать позволяет птицам строить гнезда высоко на деревьях, где их птенцы лучше защищены от врагов. Приспособившиеся к этому особи сначала получили селекционное преимущество. Второй шаг заключался в том, что подобное место жительства должно было способствовать отбору успешных летунов среди потомства. Таким образом, умение летать изменило среду обитания или поведение по отношению к среде, которая способствует приобретению данного умения.

Самая необычная особенность живых существ заключается в том, что они разделены на виды, и многие приспособлены к конкретным, зачастую сложным действиям, от которых зависит их выживание. Зоопарки имеют много общего с выставками диковин – и это сходство усилится, если принять во внимание жизненный цикл насекомых. Отсутствие специализации – исключение. Правило – специализация на странных заученных фокусах, которые «никому бы и в голову не пришли, не будь они созданы природой». Трудно поверить, что все это возникло благодаря дарвиновскому «случайному накоплению». Хотите вы того или нет, силы либо тенденции уводят от «очевидного и простого» в определенных направлениях к сложному. «Очевидное и простое», судя по всему, тождественно нестабильности. Уход от него пробуждает силы – по крайней мере так это выглядит – двигаться дальше, в том же направлении. Это трудно осознать, если развитие конкретного приспособления, механизма, органа или полезного поведения осуществляется благодаря длинной цепочке случайных событий, не зависящих друг от друга, как мы привыкли думать в рамках исходной концепции Дарвина. В действительности лишь самый первый шажок «в некоем направлении» согласуется с этим подходом. Сам шажок вызывает обстоятельства, которые «преобразуют пластичный материал» – путем селекции – все более целенаправленно в сторону приобретенного в начале преимущества. Метафорически выражаясь, вид находит, в каком направлении кроется его жизненный шанс, и следует ему.

Ложный ламаркизм

Мы должны попытаться в общих чертах понять – и разумным образом сформулировать – представления о том, каким образом случайная мутация, дающая особи некое преимущество и способствующая ее выживанию в данных условиях, может сделать нечто большее, а именно, сосредоточившись на себе, повысить шансы выгодно использовать селективное давление окружающей среды.

Чтобы разобраться в данном механизме, схематично представим окружающую среду как набор благоприятных и неблагоприятных обстоятельств. К первым относятся еда, питье, убежище, солнечный свет и тому подобное; к последним – опасности со стороны других живых существ (врагов), яды и суровые погодные условия. Для краткости будем называть первые обстоятельства нуждами, а последние – врагами. Не каждую нужду можно удовлетворить, не каждого врага – избежать. Однако чтобы выжить, биологический вид должен выработать поведение, позволяющее достигнуть компромисса путем избегания самых опасных врагов и удовлетворения насущных нужд с использованием наиболее доступных ресурсов. Благоприятная мутация повышает доступность ресурсов, либо снижает опасность врагов, либо делает и то и другое. Таким образом, она повышает шансы на выживание особей, наделенных ею, а кроме того, смещает самый выгодный компромисс, поскольку изменяет относительный вес тех нужд или врагов, на которых влияет. Особи, какие – случайно или осмысленно – соответственно изменят свое поведение, получат преимущество и будут отобраны отбором. Подобная перемена поведения не передастся следующему поколению напрямую, через геном, но это не означает, что она не передастся вовсе. Самый простой и примитивный пример – уже упомянутый нами вид цветов (растущих на длинном горном склоне), в котором появляется покрытый волосками мутант. Получившие преимущество на вершинах мутанты распространят в этих областях свои семена, и следующее поколение «волосатых», можно сказать, «вскарабкается по склону», чтобы «использовать благоприятную мутацию лучшим образом».

Следует помнить, что, как правило, ситуация меняется чрезвычайно быстро и борьба идет нешуточная. В плодовитой популяции, которая в настоящий момент живет, не увеличиваясь значительно в размерах, враги обычно преобладают над нуждами, и выживание особи является исключением. Более того, враги и нужды зачастую связаны друг с другом, и удовлетворить насущную потребность можно, лишь встретившись с неким врагом. (Например, антилопе нужно подойти к реке, чтобы напиться, но льву тоже отлично известно это место.) Узор врагов и нужд сплетается сложным образом. Незначительное снижение определенной опасности благодаря мутации может обеспечить значительную разницу для тех мутантов, которые встретятся с этой опасностью и тем самым избегнут других. Это приведет к отбору не только данной генетической особенности, но также умения (случайного или намеренного) ею пользоваться. Подобное поведение передается потомкам посредством примеров, то есть в общем смысле обучения. Изменение поведения, в свою очередь, повышает селективную ценность любой последующей мутации в том же направлении.

Проявления такого процесса могут напоминать механизм, описанный Ламарком. Хотя ни приобретенное поведение, ни сопряженные с ним физические изменения не передаются потомству напрямую, поведение играет здесь важную роль. Однако причинная связь вовсе не такова, как считал Ламарк. Наоборот. Не поведение меняет физические качества родителей, которые, физическим же путем, передаются потомству. А физическая перемена в родителях изменяет – прямо либо косвенно, через отбор – их поведение, и это изменение поведения, через пример, или обучение, или еще более примитивным способом, передается потомству, вместе с физической переменой в геноме. Однако даже если физическая перемена еще не стала наследуемой, передача измененного поведения посредством «обучения» может являться важным эволюционным фактором, открывающим двери будущим наследуемым мутациям, к использованию, а значит и эффективному отбору которых все готово.

Генетическая фиксация привычек и навыков

Кто-то возразит, что описанные нами события происходят время от времени, но не могут продолжаться бесконечно, формируя основной механизм адаптивной эволюции. Ведь изменение поведения само по себе не передается физически, через вещество наследственности, а именно хромосомы. Следовательно, поначалу данное изменение не зафиксировано генетически, и сложно представить, каким образом осуществится его встройка в наследуемый материал. Эта проблема важна сама по себе. Мы знаем, что привычки наследуются; на ум приходит способ строить гнезда у птиц или любовь к чистоте у собак и кошек. Если бы дарвинизм был не в состоянии это объяснить, его бы пришлось отвергнуть. Особое значение этот вопрос приобретает по отношению к человеку, поскольку нам хочется считать, будто наши жизненные труды и борьба внесут свой вклад в развитие вида, в прямом биологическом смысле. Лично я полагаю, что дело обстоит таким образом.

Согласно нашим предположениям, поведение изменяется вместе с физическими качествами, изначально вследствие случайных трансформаций последних, но вскоре начинает направлять механизм дальнейшего отбора в определенную сторону, поскольку, раз это поведение стало преимуществом после первых рудиментарных успехов, лишь дальнейшие мутации в том же направлении будут иметь какую-либо селективную ценность. Но по мере развития нового органа связь между поведением и его наличием становится все крепче. Поведение и телосложение сливаются воедино. Нельзя обладать ловкими руками и не использовать их в своих целях – они будут помехой (как это часто случается с новичками на сцене, которые не понимают, чего хотят добиться). Нельзя обладать рабочими крыльями и не пытаться летать. Нельзя обладать модуляционным речевым аппаратом и не пытаться воспроизвести звуки, которые раздаются вокруг. Разделять обладание органом и стремление пользоваться им и повышать свои умения, считать эти особенности различными характеристиками организма, означает вводить искусственное разграничение, которое возможно благодаря абстрактному языку, но не имеет аналогов в природе. Разумеется, мы не должны считать, будто «поведение» постепенно вторгается в структуру хромосом и т. п., приобретая там определенные «локусы». Сами новые органы, фиксирующиеся генетически, несут в себе привычку и способы своего использования. Отбор не смог бы «произвести» новый орган без помощи самого организма, применяющего этот орган в соответствующих целях. И это очень важно. Таким образом, два процесса идут параллельно и в итоге, а точнее, на каждой стадии фиксируются в геноме как единое целое – используемый орган, – словно подтверждая правоту Ламарка.