Река, выходящая из Эдема. Жизнь с точки зрения дарвиниста - Ричард Докинз

Как и в случае «магических писем», для химических репликаторов успех — просто синоним частоты встречаемости. Но это всего-навсего определение, почти что тавтология. Чтобы добиться успеха, нужны практические умения, а умениями называют нечто конкретное, от тавтологий весьма далекое. Успешным репликатором станет та молекула, которая, в силу тончайших особенностей своего химического устройства, будет обладать всем необходимым для самоудвоения. На практике это может реализовываться множеством различных способов — даже если устройство самого репликатора кажется на удивление однообразным.

ДНК однообразна до такой степени, что представлена исключительно различными сочетаниями выстроенных в ряд четырех букв: А, Т, Ц и Г. Но при этом, как мы уже видели в предыдущих главах, средства, которыми ДНК обеспечивает свою репликацию, ошеломляют многообразием. В числе таких средств — построение более мощных сердец для гиппопотамов, более прыгучих ног для блох, более аэродинамически обтекаемых крыльев для стрижей, более эффективных плавательных пузырей для рыб. Все органы и конечности животных, все корни, листья и цветки растений, глаз, мозг и разум и даже страх и надежда — все это рычаги, используемые успешными молекулами ДНК для попадания в будущее. Разнообразие рычагов практически неисчерпаемо, а вот рецепты их изготовления до нелепого сходны: все те же А, Т, Ц и Г, только каждый раз заново перетасованные.

Возможно, так дело обстояло не всегда. У нас нет никаких доказательств, что исходный код, возникший в самом начале информационного взрыва, был записан алфавитом ДНК. По правде говоря, вся основывающаяся на ДНК и белке информационная технология столь сложна — «хайтек», по выражению химика Грэма Кернса-Смита, — что едва ли можно представить себе ее случайное возникновение на ровном месте, без какой-то другой самореплицирующейся системы-предшественницы. Такой предшественницей могла быть либо РНК, либо что-то подобное простым самовоспроизводящимся молекулам из эксперимента Джулиуса Ребека, либо же что-то совершенно иное. Вышеупомянутый Кернс-Смит (см. его книгу «Семь подсказок о возникновении жизни») высказал захватывающее предположение, подробно рассмотренное мною в «Слепом часовщике», что самыми первыми репликаторами были неорганические кристаллы глины. Вряд ли мы когда-нибудь доподлинно выясним, как было дело.

Что мы можем, так это приблизительно реконструировать общую хронологию взрыва жизни на любой планете, где угодно во Вселенной. Подробности того, как именно он будет протекать, могут зависеть от локальных условий. Система «ДНК — белок» не стала бы функционировать в среде из холодного сжиженного аммиака, но какая-нибудь другая система наследственности и эмбриологии, возможно, сумела бы. Как бы то ни было, именно подобными частностями мне хотелось бы пренебречь, поскольку я собираюсь сосредоточиться на универсальных принципах, не зависящих от конкретной планеты. Перечислю теперь в более систематической манере те пороги, через какие, по идее, должна проходить любая репликативная бомба. Некоторые из них, по-видимому, действительно всеобщие. Другие же могут оказаться специфическими именно для нашей планеты. Пожалуй, не всегда будет легко отличить универсальное от локального, и этот вопрос сам по себе интересен.

Под номером один идет, разумеется, «репликативный порог» как таковой — появление какой-либо самокопирующейся системы с наличием хотя бы зачаточной формы наследственной изменчивости, то есть с совершающимися иногда в процессе копирования случайными ошибками. Вследствие прохождения порога № 1 планета будет содержать некую смешанную популяцию, чьи разнородные представители конкурируют за ресурсы. Ресурсов будет недостаточно — или окажется недостаточно после того, как конкуренция усилится. В борьбе за эти скудные ресурсы некоторые варианты копий окажутся относительно успешными. А некоторые — относительно неудачливыми. Так в элементарном виде появится естественный отбор.

Поначалу об успехе репликаторов можно будет судить напрямую по их собственным свойствам — например по тому, насколько хорошо их молекулярная структура умещается в «литейной форме». Но затем, после многих поколений эволюции, мы подойдем к порогу № 2 — «фенотипическому порогу». Теперь репликаторы будут выживать не благодаря собственным качествам, а в силу своих воздействий на что-либо другое, называемых фенотипом. На нашей планете фенотипы легко распознаются как те части животных и растительных организмов, что находятся под влиянием генов. А это, стало быть, все части тела, вплоть до мельчайших. Представьте себе, будто фенотипы — рычаги власти, которыми успешные репликаторы проталкивают себя в следующее поколение. В более общем виде фенотипы можно определить как результаты деятельности репликаторов, оказывающие влияние на успех этих репликаторов, но к собственной репликации не способные. К примеру, некий конкретный ген какого-нибудь вида улиток, живущих на тихоокеанском острове, регулирует, вправо или влево закручивается у тех раковина. Сами молекулы ДНК не делятся на лево- и правозакрученные, а вот их фенотипические эффекты — другое дело. Может статься, что левозакрученные и правозакрученные раковины не одинаково хорошо справляются с задачей наружной защиты улиточьего организма. А поскольку гены улиток сами находятся внутри тех раковин, на чью форму оказывают влияние, численность генов, производящих удачные раковины, в конечном итоге превысит численность генов, производящих неудачные раковины. Будучи фенотипами, раковины не порождают дочерних раковин. Каждая раковина сделана благодаря ДНК, порождающей новую ДНК.

ДНК-последовательности оказывают влияние на обусловливаемые ими фенотипы (вроде направления закручивания раковины) посредством более или менее сложной цепочки промежуточных событий, объединяемых под рубрикой «эмбриология». На нашей планете первое звено этой цепочки всегда представляет собой синтез молекулы белка. Каждая деталь строения белковой молекулы в точности определяется знаменитым генетическим кодом — последовательностью из четырех различных букв ДНК. Но эти подробности имеют, скорее всего, только местное значение. Говоря же в общем, планета в конце концов окажется населена репликаторами, производящими такие последствия (фенотипы), которые какими угодно способами оказывают благотворный эффект на успех копирования репликаторов. Как только пройден «фенотипический порог», выживание репликаторов становится заботой их заместителей — последствий их влияния на мир. На нашей планете эти последствия обычно ограничены рамками того организма, где ген физически находится. Но строгой закономерности тут нет. Согласно теории расширенного фенотипа (ей я посвятил одноименную книгу), рычаги власти, при помощи которых репликаторы обеспечивают себе долгосрочное существование, не обязательно должны ограничиваться «собственным» организмом репликатора. Гены способны дотягиваться за пределы конкретных тел и влиять на мир в целом, в том числе и на другие организмы.

Не знаю, насколько универсален «фенотипический порог». Подозреваю, что он будет преодолен на всех планетах, где жизнь хоть сколько-нибудь выйдет из зачаточного состояния. Подозреваю также, что это будет справедливо и для следующего порога в моем списке. Речь идет о пороге № 3, «пороге команды репликаторов», который на некоторых планетах может быть пройден прежде «фенотипического порога», а на некоторых — одновременно с ним. В давние времена репликаторы были, вероятно, независимыми единицами, бултыхавшимися голышом вместе с репликаторами-соперниками в верховьях генной реки. Но наша ныне установившаяся на Земле система информационных технологий, основанная на ДНК и белке, устроена так, что никакой ген не может работать в одиночку. Химическое окружение функционирующего гена — отнюдь не внешний мир как он есть. Мир, конечно же, существует в качестве фона, но фона довольно отдаленного. Непосредственно окружающая ДНК-репликатор и жизненно необходимая ему среда представляет собой куда меньший, намного более насыщенный химикатами мешочек — клетку. Впрочем, называть клетку мешочком с химикатами не вполне правильно, потому что во многих клетках имеется сложнейшая система плотно уложенных мембран, на которых, внутри которых и между которыми протекают необходимые для жизни химические реакции. Химический микрокосм клетки создается консорциумом, состоящим из сотен (а в случае наиболее развитых клеток — из сотен тысяч) генов. Каждый ген вносит свой вклад в формирование общей среды, совместно используемой затем ради выживания. Гены работают в командах. Мы уже рассматривали это явление под несколько иным углом в первой главе.