Терри Пратчетт - Наука Плоского Мира III: Часы Дарвина
Это обстоятельство не мешает нам делать прогнозы в отношении эволюции и, следовательно, не лишает ее статуса научной теории — как, впрочем, и метеорологию. Однако эволюционные прогнозы зависят от климатических условий. Они сообщают о том, что произойдет при определенных обстоятельствах, но не говорят, когда именно это случится.
В молодости Дарвин почти наверняка читал выдающийся труд Пейли, а впоследствии использовал его как эталон для изложения собственных, более радикальных и куда более опосредованных, взглядов. Пейли в сжатом виде изложил большую часть возражений, направленных против идей Дарвина задолго до того, как они были сформулированы самим Дарвином. С позиции интеллектуальной честности, Дарвин был обязан дать словам Пейли убедительный ответ. Легендарный труд Дарвина, известный как «Происхождение видов», практически усеян подобными ответами, несмотря на то, что имя Пейли в нем не упоминается.
В частности, Дарвин посчитал необходимым коснуться щекотливого вопроса о природе глаза. Его ответ был таким: хотя человеческий глаз и выглядит, как механизм — доведенный до совершенства и состоящий из множества взаимозависимых частей — в животном царстве можно встретить немало примеров самых разных «глаз», многие из которых развиты относительно слабо. Их даже можно примерно расположить в порядке увеличения сложности: от простых светочувствительных пятен до камер с точечной диафрагмой и сложных линз (однако не следует путать подобное расположение с настоящей последовательностью эволюционных изменений). Вместо половины глаза мы видим глаз, обладающий вдвое меньшей светочувствительной способностью. А такой глаз намного, намного лучше, чем ничего.
Подход Дарвина к вопросу о глазе дополняется серией компьютерных экспериментов, проведенных Дэниелом Нилссоном и Сюзанной Пелгер в 1994 г[21]. Они изучали простую эволюционную модель пятна светочувствительных клеток, которое могло слегка изменять свои геометрические свойства в каждом новом «поколении» и в потенциале было способно к развитию дополнительных приспособлений — например, линз. Их имитационной модели потребовалось всего лишь 100 000 поколений, чтобы превратить светочувствительную поверхность в структуру, напоминающую человеческий глаз и оснащенную хрусталиком с переменным показателем преломления — для улучшения фокусировки. Именно такой хрусталик находится внутри человеческого глаза. Но что более важно — каждый из этих 100 000 шагов сопровождался улучшением светочувствительных способностей глаза.
Не так давно эта модель была подвергнута критике — на том основании, что она просто подгоняет исходные данные под нужный результат. Она не объясняет ни происхождение светочувствительных клеток, ни механизм, благодаря которому глаз может менять свою геометрию. К тому же способ оценки эффективности глаза, используемый в данной модели, довольно примитивен. Приведенные доводы звучали бы обоснованно, если бы модель была своеобразным доказательством в пользу того, что глаза — это продукт эволюции, а описанные превращения — точное описание пути их эволюционного развития. На самом же деле имитационная модель преследовала совершенно другую цель. Она решала две главные задачи. Во-первых, — продемонстрировать, что в упрощенном контексте данной модели эволюция, ограниченная процессом естественного отбора, может сформировать подобие реального глаза в результате серии пошаговых улучшений. А не застопорится на полпути из-за какого-нибудь тупикового варианта, улучшить который можно, только разобрав его на части и начав весь процесс заново. Во-вторых, — оценить время, необходимое для завершения подобного процесса (взгляните на название статьи), исходя из предположения о доступности всех необходимых компонентов.
Оказывается, что некоторые предположения, используемые в этой модели, легко подтверждаются на практике. Свет — это переносчик энергии, а энергия оказывает влияние на химические связи, и потому нет ничего удивительного в том, что многие химические вещества реагируют на свет. Эволюция располагает огромным набором потенциально возможных молекул — белков, закодированных ДНК-последовательностями генов. Множество возможных комбинаций невероятно велико — Вселенная не существует столько времени и не содержит в себе столько пространства, чтобы произвести по одной молекуле каждого белка, сравнимого по своей сложности, скажем, с гемоглобином, который отвечает за перенос кислорода в крови. Крайне маловероятно, что эволюция не смогла бы обнаружить по меньшей мере один светочувствительный белок и включить его в состав клеток.
Есть даже некоторые идеи насчет того, как именно это могло произойти. В книге «Рассуждения о замысле» Брюс Уэбер и Дэвид Дипью отмечают, что системы светочувствительных ферментов можно обнаружить в бактериях, так что они они вполне могут существовать с древнейших времен. Хотя эти системы не используются бактериями для зрения, они участвуют в их метаболизме (процессе получения энергии). Белки, входящие в состав человеческого хрусталика, очень похожи на метаболические ферменты печени. Таким образом, белки, составляющие глаз, изначально не были частью системы, предназначенной для зрения. Они возникли в другом месте и выполняли совершенно иные «функции». Впоследствии, когда примитивные светочувствительные способности этих белков оказались выгодными с точки зрения эволюции, их форма и функция подверглись выборочным изменениям.
Несмотря на наши обширные познания в области генетики человеческого глаза, ни один биолог не станет утверждать, что процесс эволюции глаза известен ему в точности. Окаменелости дают лишь скудные данные, а глаза человекообразных существ окаменелостей не оставляют (чего не скажешь о глазах трилобитов). И все же в отношении эволюции глаза биологи могут дать несколько простых ответов на вопросы «почему?» и «как?» — одного этого достаточно, чтобы опровергнуть утверждение о принципиальной невозможности эволюции в силу того, что компоненты глаза взаимозависимы и изъятие любого из них ведет к дисфункции. Компоненты глаза не эволюционировали по одному за раз. Они развивались одновременно.
Люди, стоящие у истоков более поздних реинкарнаций доктрины Пейли — пусть даже и более сдержанных в открытом выражении теистических взглядов — приняли к сведению историю о глазе, посчитав ее особым случаем эволюции., но, по-видимому, упустили из виду более общую идею. Рассуждения Дарвина, как и компьютерные эксперименты Ниллсона-Пелрег применимы не только к глазам. В них есть более глубокий смысл. Столкнувшись с примером сложного живого «механизма», не следует думать, будто единственный способ его эволюции — это последовательное добавление отдельных компонентов или кусочков. Увидев часы, не думайте о соединении пружин и шестеренок, взятых из стандартного набора запасных частей. Представьте себе «растекающиеся часы» Сальвадора Дали, которые способны течь, гнуться, деформироваться, разделяться на части и снова собираться вместе. Часы, в которых шестеренки могут менять форму и отращивать новые зубцы, а валы и крепления эволюционируют вместе с шестеренками, так что в любой момент времени все части механизма подходят друг к другу. Часы, которые вначале были скрепкой, а по ходу своего развития превратились в пого-стик. Не думайте о часах, которые всегда были предназначены только для того, чтобы показывать время. Подумайте о часах, которые сначала использовались для скрепления листов бумаги, а если их распрямить — то и в качестве зубочистки, позже — оказались отличным устройством для прыжков, и только после того, как кто-то заметил, что с помощью их ритмичных движений можно отсчитывать секунды, стали средством измерения времени.
Сторонники идей разумного замысла, конечно же, понимают доводы насчет глаза…. но воспринимают их не как общий принцип, а просто как один конкретный пример. «О да, про глаз мы знаем», — говорят они (здесь мы перефразируем). «Мы не будем спрашивать, зачем нужна половина глаза. Это просто наивная чепуха». Вместо этого они спрашивают, зачем бактерии нужна половина жгутика, и в итоге повторяют ту же ошибку в другом контексте.
Этим примером мы обязаны Майклу Бихи, биохимику, который был озадачен сложностью бактериальных жгутиков. Так называются «хвостики», с помощью которых бактерии перемещаются в пространстве, раскручивая их на манер крошечных «корабельных винтов», приводимых в действие молекулярными моторами. В состав такого мотора входит около сорока белков, и он не будет работать, если хотя бы одного из них не хватает. В книге «Черный ящик Дарвина»[22] (1996) Бихи утверждает, что единственный способ создать такой жгутик — заранее поместить в ДНК бактерии код, который описывает структуру жгутика в целом. Этот код не мог эволюционировать из более простых частей, поскольку жгутик обладает «неснижаемой сложностью». Неснижаемая сложность органа или биохимической системы означает, что удаление любой из частей приводит к нарушению работоспособности. Бихи пришел к выводу, что такие системы не могли возникнуть в результате эволюции. Пример с бактериальным жгутиком быстро стал краеугольным камнем движения в поддержку разумного замысла, а принцип неуменьшаемой сложности, сформулированный Бихи, был возведен в ранг непреодолимого барьера на пути эволюции сложных структур и функций.
