Читать онлайн «Самое грандиозное шоу на Земле». Страница 78

В случае ДНК мы достаточно хорошо понимаем накопление с ходом геологического времени информации. Дарвин называл этот процесс естественным отбором. Мы можем высказаться так: это неслучайное выживание информации, кодирующей эмбриологические рецепты, пригодные для выживания. Очевидно, что рецепты, обеспечивающие собственное выживание, уцелеют. ДНК отличается тем, что выживает в виде бесконечного количества копий. Благодаря тому, что в процессе копирования возникают ошибки, новые варианты могут выживать даже успешнее своих предшественников. Таким образом, база данных рецептов выживания будет улучшаться с течением времени. Улучшения станут проявляться в виде более приспособленных тел, процессов и инструментов, способствующих сохранению и распространению кодированной информации. В естественной среде сохранение и распространение закодированной ДНК информации означает выживание и воспроизведение тел, ее содержащих. Сам Дарвин разрабатывал теорию эволюции именно на уровне тел, их выживания и размножения. В его времена закодированная информация, содержащаяся в них, считалась внутренним свойством, она вычленилась только в XX веке.

Таким образом, со временем генетические базы данных станут хранилищем информации об окружающей среде прошлого, в которой предки выжили и передали потомству «гены успеха». Поскольку современная окружающая среда и среда будущего напоминает окружающую среду прошлого, генетическая «Книга мертвых» представляет собой полезное руководство по выживанию в наше время и в будущем. Своеобразный репозиторий информации находится в телах организмов, но с долговременной точки зрения, в случае, если размножение происходит половым путем и ДНК при переходе от тела к телу перемешивается, база данных инструкций по выживанию образует генофонд этого вида.

Геном любого живого организма в любом поколении представляет собой выборку из базы генетических данных вида. Разным видам соответствуют разные базы данных, поскольку различны условия окружающей среды, в которых жили их предки. База данных генофонда верблюдов содержит информацию о пустыне и о том, как там выжить. В ДНК кротов зашифрованы инструкции по выживанию в темной, влажной почве. В генофондах хищников накапливается информация об объектах охоты, приемах, которые они используют, чтобы спастись, и советах, как их перехитрить. А генофонды жертв содержат данные о хищниках и о том, как от них прятаться и убегать. Все генофонды содержат информацию о паразитах.

Данные о методах взаимодействия в настоящем происходят из прошлого. Неслучайное выживание молекул ДНК в телах предков — очевидный путь передачи информации из прошлого в будущее, способ, который используется для построения первичной базы данных ДНК. Существует, однако, еще три пути дальнейшего архивирования информации: иммунная система, нервная система и культура. Точно так, как крылья, легкие и другие приспособления для выживания, каждая из этих трех систем сбора информации была реформирована системой первичной — естественным отбором ДНК. Мы можем назвать их «четырьмя типами памяти».

Первый — репозиторий ДНК, содержащий техники выживания, выработанные предками и записанные в генофонде. Если наследуемая база данных в ДНК содержит дошедшие из прошлого данные о среде, окружавшей предков, и о том, как в ней выживать, то иммунная система выполняет ту же функцию в отношении заболеваний и ранений, которые перенесла особь. Эта база данных о заболеваниях уникальна для каждой особи и записана в особых белках, которые мы называем антителами — на каждый патоген (организм, вызывающий заболевание) приходится по одной популяции антител, тщательно подобранных во время контактов с характерными для патогена белками. Как и многие в моем поколении, в детстве я переболел краснухой и ветрянкой. Мое тело «помнит» это, память такого рода заключена в иммунной системе. К счастью, я не болел полиомиелитом, но наука изобрела способ вакцинации для инспирирования «ложных воспоминаний» о заболеваниях, которыми организм на самом деле никогда не страдал. Я никогда не заболею полиомиелитом, поскольку мой организм «думает», что уже переболел в прошлом и иммунная система содержит соответствующие антитела. Этот обман иммунной системы осуществляется путем введения неактивной, безвредной версии вируса. Что удивительно, как было показано в работе нескольких нобелевских лауреатов, сам по себе процесс построения базы данных в иммунной системе имеет квазидарвинистский характер и представляет собой сочетание случайной изменчивости и неслучайного отбора. В этом случае, однако, неслучайный отбор происходит не на телах в направлении повышения способности к выживанию, а на белках внутри тела, в направлении увеличения способности распознавать и обезвреживать вторгающиеся в организм белки.

Третий тип памяти — такой, о котором мы обычно думаем, слыша слово «память». Это информация, записанная в нервной системе. Наш мозг, используя механизмы, которые мы пока не вполне понимаем, хранит данные о гибели и успехе прошлых поколений. Третий тип — еще одна аналогия естественного отбора. В поисках пищи животное может следовать различным моделям поведения. Пусть и не полностью случайная, все же эта стадия попыток более или менее аналогична возникновению генетических мутаций. Роль естественного отбора в случае нервной системы выполняет так называемая система подкрепления — поощрения (положительное подкрепление) или наказания (отрицательное подкрепление). Действие птицы, например переворачивание опавших листьев (проба), дает результат — обнаружение личинок жуков или мокриц (результат), за чем следует подкрепление (награда). В нервной системе господствует правило: «Любое пробное действие, за которым следует награда, должно быть повторено. Любое пробное действие, не приносящее ничего или, что хуже, приводящее к наказанию (например, к боли), не должно повторяться».

Однако «память» нервной системы отличается тем, что идет существенно дальше квазидарвинистского процесса сохранения животным в поведенческом репертуаре поощряемых действий и отказа от наказуемых. Память мозга (нет нужды в кавычках — это основное значение слова) является, по крайней мере, в случае человека, одновременно обширной и живой. Она содержит детализированные фрагменты сцен из жизни, представленные данными от всех пяти органов чувств; списки лиц, мест, мелодий, привычек, правил, слов. Каждый из нас прекрасно это знает. Отмечу только интересный факт: лексикон для письма, имеющийся в моем распоряжении, и идентичный (или перекрывающийся) ваш лексикон для чтения содержатся в необъятной нервной базе данных, вместе с синтаксическим аппаратом, подсказывающим, как складывать эти слова в предложения и расшифровывать их.

Третья память, существующая в мозге, породила четвертую. База данных в моем мозге содержит не просто запись событий и ощущений (хотя, когда мозг только возник в процессе эволюции, то именно здесь находился предел). И мой, и ваш мозг содержат коллективные воспоминания, негенетически наследуемые от прошлых поколений, передаваемые устно, через книги, теперь через интернет. Мир, в котором мы живем, во сто крат богаче благодаря тем, кто жил прежде нас и оставил след в базе данных культуры: Ньютону и Маркони, Шекспиру и Стейнбеку, Баху и «Битлз», Стивенсону и братьям Райт, Дженнеру и Солку, Кюри и Эйнштейну, фон Нейману и Бернерсу-Ли. И, конечно, Дарвину.

Все четыре системы памяти являются составными частями, или проявлениями, огромной суперструктуры аппарата выживания, исходно и в основном построенного процессом неслучайного выживания молекул ДНК.

Дарвин был, в общем, прав, когда не высказывал точного предположения, но сейчас мы уверены в том, что все живые существа на планете происходят от общего предка. Как мы видели в главе 10, доказательством тому служит универсальность генетического кода, идентичного у животных, растений, грибов, архей и вирусов. «Словарь» из 64 «слов», при помощи которого трехбуквенные «слова» кода ДНК переводятся в двадцать аминокислот, и один знак препинания, означающий «начало считывания здесь» или «конец считывания здесь», один и тот же во всех царствах живых существ (с одним или двумя исключениями, которые слишком незначительны для того, чтобы подорвать концепцию). Представим себе, что кто-нибудь обнаружит аномальных микробов (назовем их гарумскариотами[200]), которые не используют ДНК, или не используют белки, или строят свои белки с использованием аминокислот, отличных от наших, или используют ДНК, но не с триплетным кодом, или у них триплетный код, но с другим 64-словным «словарем». Если бы хоть одно из этих условий выполнялось, можно было бы заключить, что жизнь возникла дважды: один раз в случае гарумскариот, второй — в случае всех остальных живых организмов. Из всего, что знал Дарвин (что все знали до открытия ДНК), следовало, что какие-то из существующих живых организмов могут иметь свойства, которые я описал для гарумскариот, и в этом случае оправдана формулировка «ограниченное число форм».