Читать онлайн «Рассказ предка. Путешествие к заре жизни.». Страница 170

Рассматриваемое различие между микро- и макроэволюцией подобно тому, которое мы встречаем во многих других ситуациях. Изменения на карте мира в течение геологического времени происходят из-за эффектов, суммированных более чем за миллионы лет, тектонических явлений, происходящих в масштабе минут, дней и лет. Но, как и с ростом ребенка, нет фактически никакого совпадения между методами исследований, которые используются в этих двух масштабах времени. Язык колебаний напряжения не годится для обсуждения работы большой компьютерной программы, такой как Microsoft Excel. Ни один здравомыслящий человек не отрицает, что компьютерные программы, какие бы они ни были сложные, полностью осуществляются благодаря скоротечным и пространственным системам переключений между двумя напряжениями. Но ни один здравомыслящий человек не обращает внимания на этот факт при написании, отладке или использовании большой компьютерной программы.

Я никогда не видел серьезных причин сомневаться относительно следующего суждения: макроэволюция представляет собой множество небольших частиц микроэволюции, соединенных непрерывной цепью в течение геологического времени, и она может быть обнаружена с помощью окаменелостей вместо генетических образцов. Однако могли иметь место – и я в это верю – главные события в эволюционной истории, после которых изменяется самая природа самой эволюции. Можно сказать, эволюционировала сама эволюция. Пока что в этой главе прогресс подразумевал отдельные организмы, которые становятся лучше в течение эволюционного времени, делая то, что делают особи, которые выживают и размножаются. Но мы можем также допустить изменения в феномене самой эволюции. Могла ли сама эволюция улучшиться, делая что-то – что эволюция делает – с течением истории? Является ли недавняя эволюция в некотором роде усовершенствованием ранней эволюции? Эволюционируют ли существа, чтобы улучшить не только свою способность выживать и размножаться, но и способность эволюционировать своей линии? Существует ли эволюция способности эволюционировать?

Я выдумал фразу «эволюция способности эволюционировать» в работе, опубликованной на слушаниях 1987 года Первой конференции по искусственной жизни. Искусственная жизнь была недавно придумана благодаря слиянию других дисциплин, в частности биологии, физики и информатики, основана мечтательным физиком Кристофером Лэнгтоном (Chrostopher Langton), который был редактором слушаний. Начиная с моей работы, но, вероятно, не из-за нее, эволюция способности эволюционировать стала очень обсуждаемой темой среди студентов и биологии, и искусственной жизни. Прежде, чем я использовал это словосочетание, идея была предложена другими. Например, американский ихтиолог Карел Ф. Лайем (Karel F. Liem) в 1973 году использовал словосочетание «предполагаемая адаптация» для принципиально нового челюстного аппарата рыб цихлид, который позволил им, как описано в их рассказе, так внезапно и взрывоподобно эволюционировать в сотни видов во всех Больших африканских озерах. Я должен сказать, предположения Лайема выходят за пределы идеи предадаптации. Предадаптация – это то, что первоначально развивается для одной цели и кооптируется для другой. Предполагаемая адаптация Лайема и моя эволюция способности эволюционировать выдвигают предположение, что она не только кооптируется для новой функции, но и высвобождает новую вспышку расходящейся эволюции. Я предполагаю постоянную и даже прогрессивную тенденцию к улучшениям в течение эволюции.

В 1987 году идея эволюции способности эволюционировать была несколько еретической, особенно для меня как предполагаемого «ультрадарвиниста». Я оказался в необычной ситуации, защищая идею, и в то же время, извиняясь за нее перед людьми, которые не могли понять, почему она нуждается в каких-либо извинениях. Теперь это очень обсуждаемая тема, и другие увлеклись ею дальше, чем я когда-либо предвидел, например, клеточные биологи Марк Кирхнер и Джон Герхарт (Marc Kirschner and John Gerhart) и эволюционный энтомолог Мэри Джейн Вест-Эберхард в ее авторитетной книге «Пластичность развития и эволюция».

Что делает организм хорошим при развитии, помимо обладания способностью к выживанию и размножению? Сначала пример. Мы уже столкнулись с идеей, что островной архипелаг является мастерской видообразования. Если острова расположены достаточно далеко друг от друга, чтобы допустить случайные миграции, но достаточно обособлены, чтобы предоставить время для эволюционного расхождения между миграциями, у нас есть рецепт для видообразования, которое является первым шагом к эволюционной радиации. Но насколько они обособлены? Как далеко это «достаточно далеко»? Это зависит от локомоторной силы животных. Для мокрицы разделение несколькими ярдами эквивалентно разделению многими милями для летающей птицы или летучей мыши. Галапагосские острова располагаются с промежутками, как раз подходящими для расходящейся эволюции маленьких птиц, таких как вьюрки Дарвина, не обязательно для расходящейся эволюции вообще. С этой целью, разделение островов должно быть измерено не в абсолютных единицах, а в единицах способности к путешествию, калиброванных в зависимости от разновидности животного, о котором мы говорим – как с ирландским лодочником, который, когда мои родители спросили его, каково расстояние до острова Большой Бласкет, ответил, «приблизительно три мили по хорошей погоде».

Из этого следует, что галапагосский вьюрок, уменьшая или увеличивая дальность своего полета в ходе эволюции, мог бы таким образом уменьшить свою способность эволюционировать. Сокращение дальности понижает шанс выведения новой расы потомков на другом острове. С этим покончим, это легко понять. Увеличение дальности имеет менее очевидный эффект в том же направлении. Потомки заселяют новые острова настолько часто, что нет времени для изолированной эволюции, прежде чем прибудет следующий мигрант. Впадая в крайность, птицы, дальность полета которых достаточно велика, чтобы преодолеть расстояние между небольшими островами, больше не видят эти острова как отдельные вообще. Поскольку мы рассматриваем поток генов, весь архипелаг считается как один континент. Таким образом, снова видообразования не происходит. Высокая способность эволюционировать, если мы хотим измерять эту способность как скорость видообразования, является случайным следствием промежуточной локомоторной дальности, так как промежуточная дальность, в отличие от слишком короткой или слишком длинной, зависит от расстояний между рассматриваемыми островами. Конечно, «остров» в подобного рода аргументации не должен означать землю, окруженную водой. Как мы видели в «Рассказе Цихлид», озера являются островами для водных животных, а рифы могут быть островами внутри озер. Горные вершины – острова для сухопутных животных, которые не могут свободно переносить малые высоты. Дерево может быть островом для животного с небольшим пределом досягаемости. Для вируса СПИДа каждый человек – остров.

Если увеличение или уменьшение дальности путешествий приводит к увеличению способности эволюционировать, хотели бы мы назвать их развитым «улучшением»? Мои ультрадарвинистские перья начинают дрожать в этом месте. Лакмус моей ереси начинает краснеть. Это тревожно звучит как эволюционное предвидение. Птицы развивают увеличение или уменьшение дальности своего полета в силу естественного отбора для выживания особи. Будущие результаты эволюции являются последствиями, не относящимися к делу. Однако, оглядываясь в прошлое, мы могли бы обнаружить, что виды, которые наполняют мир, имеют свойство происходить от предковый видов со способностью к эволюционированию. Поэтому можно сказать, что есть своего рода высокоуровневый отбор между линиями в пользу способности эволюционировать – пример того, что великий американский эволюционист Джордж К. Уильямс (George C. Williams) назвал отбором филогенетических ветвей. Обычный дарвиновский отбор приводит к отдельным организмам, точно настроенным машинам выживания. Могло ли случиться так, что вследствие отбора филогенетических ветвей сама жизнь все более и более становится системой точно настроенных механизмов эволюционирования? Если это так, мы могли бы ожидать, что в перезапусках эволюции Кауфмана одни и те же прогрессивные усовершенствования в способности эволюционировать могли бы быть открыты вновь.

Когда я впервые писал об эволюции способности эволюционировать, я представил множество «событий», являющихся переломными моментами в эволюции, после которых внезапно улучшалась способность эволюционировать. Самым многообещающим примером такого события, который я могу придумать, была сегментация. Сегментация, как Вы помните, представляет собой подобное поезду модульное строение тела, в котором части и системы повторяются последовательно вдоль тела. Она, похоже, была независимо изобретена в своей полной форме членистоногими, позвоночными и кольчатыми червями (Хотя универсальность Hox-генов приводит доводы в пользу своего рода серийной структуры предшественника.). Происхождение сегментации является одним из тех эволюционных событий, которые не могли быть постепенными. У костистых рыб обычно имеется приблизительно 50 позвонков, но угри имеют целых 200. Червяги (подобные червям амфибии) варьируют между 95 и 285 позвонками. Змеи весьма разнятся по числу позвонков: рекордом, известным мне, является 565 для вымерших змей.