Читать онлайн «Спонтанная эволюция: Позитивное будущее и как туда добраться». Страница 68

Прежде чем посмотреть вперед и понять, куда приведет нас фрактальная эволюция, давайте вернемся в прошлое и вглядимся в историю эволюции через линзу терминов концепции периодически прерываемого равновесия. Исходя из предпосылки, что эволюция представляет собой серию периодов застоя, прерываемых катастрофическими потрясениями, после которых происходят эволюционные скачки, мы можем идентифицировать четыре фундаментальных перелома, радикально изменившие направление эволюции. Если мы поймем закономерности, лежащие в основе этого фрактального процесса, это поможет нам преодолеть кризисные явления, сопровождающие нынешний перелом.

Период прокариотов. Первый скачок состоялся в течение первого полумиллиарда лет после огненного рождения Земли. Именно тогда развились первые примитивные одноклеточные граждане нашей планеты и стали заселять океаны. Эти древнейшие одноклеточные бактерии называются прокариоты; они представляют собой самые маленькие и самые простые клетки: мембранный мешочек, наполненный «супом» цитоплазмы. Большинство прокариотов имеют внешнюю физическую защиту в виде достаточно плотных сахаристых капсул, окутывающих их хрупкие тельца. Внешние капсулы физически ограничивают размер тел прокариотов, лишая возможности увеличивать площадь мембраны.

Казалось бы, неспособность прокариотов к увеличению поверхности мембраны, а значит и числа протеинов, обеспечивающих восприятие, должна была бы означать конец эволюции. Однако выяснилось, что у Природы припасен особый план. Когда в результате взрывного роста клеточных популяций увеличилось давление среды на каждый отдельный микроорганизм, биологический императив (врожденная воля к выживанию) подтолкнул прокариотов к дальнейшему продвижению по пути эволюции. В какой-то момент, осуществив спонтанный эволюционный рывок, отдельные прокариоты усовершенствовали механизм своего эволюционного роста. Вместо того чтобы пытаться и дальше наращивать размер и разум отдельных клеток, эти микроорганизмы стали собираться в сообщества для совместного пользования своими мембранами; в результате у них значительно повысился уровень осознания. Объединенные в сообщества прокариоты стали эффективно оккупировать жизненную среду.

Хотя многие думают, что бактерии являются индивидуальными организмами, ныне науке известно, что одноклеточные прокариоты живут в функционально интегрированных, но пространственно рассеянных сообществах, где уровень осознания индивидуальных клеток усиливается за счет дистанционного обмена химической информацией.

Со временем различные виды бактерий обрели способность физически связываться друг с другом: они стали создавать для себя жизнеобеспечивающую контролируемую микросреду, окутывая целое сообщество клеток единой защитной мембраной. Можно сказать, что это был первый природный вариант городов-крепостей, где внутренней средой управляло сообщество прокариотов. Обитатели таких ограниченных мембранами колоний составляли функционально сложное кооперативное сообщество из разных видов бактерий. Граждане сообщества прокариотов обеспечивали собственное выживание благодаря функциональной специализации и совместному использованию потенциала ДНК разных особей.

Внутри этих сообществ, укрытых капсулой под названием биопленка, бактерии были защищены от антибиотиков и других токсинов среды, губительных для их отдельно живущих собратьев, которым не посчастливилось стать гражданами биопленки. Благодаря защитному потенциалу биопленки, эти клеточные сообщества смогли стать первыми жизненными формами, которые покинули океаны и обосновались на суше.

Любопытный факт: бактерии, вызывающие кариес, представляют собой именно биопленочные сообщества, которые весьма успешно сопротивляются нашим попыткам вычистить их из своих зубов.

Период эукариотов. Второй перелом, обусловивший новый эволюционный скачок, наступил тогда, когда сообщества прокариотов в биопленках эволюционировали в более продвинутую жизненную форму — эукариотов. Это произошло в результате того, что микробы внутри биопленки трансформировались в органеллы (такие, как митохондрии или ядро), которые содержатся в цитоплазме клетки-эукариота. Многие биологи считают, что такой организационный рост от сообщества внутри биопленки до организма-эукариота является одним из важнейших событий в истории эволюции. Почему? Потому что в этот момент Природа изменила свою эволюционную стратегию. Если раньше эволюция осуществлялась через увеличение уровня осознания каждой отдельной клетки, то новая стратегия состояла в том, чтобы объединить осознание целого клеточного сообщества путем интеграции отдельных индивидуумов в новый целостный организм.

В своей книге «Симбиоз в эволюции клеток» биолог Линн Маргулис излагает гипотезу, согласно которой более крупные и сложные эукариоты развились из колоний более мелких микроорганизмов. Маргулис утверждает, что симбиоз (объединение индивидуумов, основанное на взаимовыгодных отношениях) представляет собой важнейшую движущую силу эволюции.

Линн Маргулис ставит под сомнение идеи Дарвина о том, что эволюцией движет выживание наиболее приспособленных особей в непрестанном состязании между индивидуумами и видами. По ее мнению, основой жизни является сотрудничество, взаимодействие и взаимозависимость жизненных форм. Она пишет: «Жизнь распространилась по всей планете не в результате сражений, а в результате сотрудничества».

Задумайтесь на минутку, каким удивительным шагом на пути эволюции было возникновение эукариотов, — изменилась сама парадигма жизни. А теперь рассмотрите возможность того, что ныне в нашем мире происходит подобного же рода квантовый скачок, опирающийся на сотрудничество и симбиоз людей.

Эволюция эукариотов разделилась на две основные ветви: на подвижные одноклеточные животные организмы, такие как амебы и парамеции, и на растительные организмы, представленные одноклеточными водорослями.

Животные организмы развили внутренний гибкий цитоскелет, обеспечивающий им физическую поддержку и мобильность. В отличие от более примитивных прокариотов, размер которых ограничен капсулой, эукариоты, обладающие внутренней механической структурой, могли расти и увеличивать свою мембрану наподобие надувного резинового шарика. Благодаря поддержке внутреннего цитоскелета крупные клетки-эукариоты обладают в тысячи раз большей площадью мембраны (а значит, и большим потенциалом осознания), чем отдельные клетки-прокариоты.

Однако и размер эукариотов ограничен пределами прочности клеточной мембраны. Если эукариот вырастает слишком большим, давление, созданное массой его цитоплазматического содержимого, может привести к разрыву мембраны, что влечет за собой смерть клетки. В конце концов эукариоты, как и их более примитивные предки прокариоты, достигли пределов своего роста, после чего уже больше не могли развивать мембранное осознание, не ставя под угрозу собственное выживание. Пределы роста мембранной поверхности потенциально являли собой очередной эволюционный тупик.

Период многоклеточных организмов. В течение почти трех с половиной миллиардов лет единственными организмами на планете были прокариоты и более продвинутые клетки — эукариоты. Третий эволюционный скачок состоялся около 700 миллионов лет назад, когда отдельные эукариоты, подобно своим предшественникам прокариотам, стали наращивать свой потенциал осознания, физически объединяясь в сообщества.

Первые многоклеточные сообщества представляли собой просто организмы-колонии — группы идентичных клеток, которые держались вместе, чтобы, так сказать, «сэкономить на ренте». При этом, поскольку каждая клетка представляет собой единицу осознания, чем больше клеток насчитывается в сообществе, тем более высоким потенциалом осознания данное сообщество обладает.

Постепенно плотность населения в таких сообществах эукариотов возрастала, и однажды наступил момент, когда стало нерационально, чтобы все клетки выполняли одинаковые функции. Рабочую нагрузку разделили, и разные клетки-эукариоты в сообществе начали выполнять различные специализированные функции: мускульную, скелетную, мозговую и так далее.

Со временем рост коллективного осознания эукариотных сообществ привел к эволюционному развитию высокоструктурированных альтруистических многоклеточных организмов; способных обеспечивать выживание сообществ из триллионов клеток. Вариации в чертах и функциях этих сообществ привели к образованию совершенно разных многоклеточных структур с отличающейся друг от друга анатомией. Ученые используют анатомические характеристики для того, чтобы классифицировать уникальные версии многоклеточных сообществ, выделяя разные биологические виды. Глядя на деревья, медуз, собак, кошек и людей, мы обычно воспринимаем каждое из этих существ как индивидуальную сущность, а между тем все они представляют собой сложные многоклеточные сообщества.