Анатолий Протопопов - Инстинкты человека
Так или иначе, но руководствуясь это информацией, соответствующие биологические механизмы могут построить из одной клетки полноценный организм, и далее обеспечить его функционирование, нацеленное на расширенную репликацию этой же информации в исторические дали.
Разумеется, геном не содержит исчерпывающей информации о построении организма «с нуля» — он слишком мал для этого. Например, весь человеческий геном содержит всего 600–700 мегабайт информации — как один компакт-диск. По нынешним меркам — всего ничего. Если же учесть, что большая часть этой инфомации относится к так называемой «мусорной ДНК» — ДНК, не содержащей работающих генов, и выполняющей в лучшем случае вспомогательные функции (а то и вовсе никаких), то мы получим совсем скудный объём информации — не более одного-двух десятков мегабайт. Вряд ли этого достаточно для хранения исчерпывающего чертежа даже коленной чашечки [48], не говоря уж о целом живом организме. Но «живое рождается от живого»: новая жизнь всегда зарождается в уже готовой, функционирующей клетке, а гены — лишь набор специфических (и, кстати, не исчерпывающих) инструкций по преобразованию этой клетки в новый организм. Создание жизни, такой, какую мы наблюдаем сейчас, на совсем «пустом месте», невозможно даже при наличии генов, и этот факт является центральным вопросом изначального возникновения жизни. Впрочем, это не наша тема.
Поскольку генетические «слова» дискретны, то при их реплицировании достаточно легко достигается полная идентичность копии и оригинала: или слова абсолютно совпадают, или это совсем другие слова, с совсем другим смыслом. Поэтому «погрешность» при копировании легко распознаётся, и если что — отбрасывается. Благодаря этой дискретности, разные клетки (и даже тела) могут очень долго сохранять полную генетическую идентичность, не меняющуюся при смене поколений, веков и даже эпох. Читатели, заставшие эпоху аналоговых магнитофонов и грампластинок, наверное помнят, как быстро снижается качество звука при последовательных перезаписях. Современные же цифровые (т. е. дискретные) файлы можно копировать бесконечно — и они останутся в точности теми же самыми, что и оригиналы. Как и гены. Хотя, конечно, эта стабильность не абсолютна, но именно благодаря этому обстоятельству и имеет место эволюция…
Итак, сущность жизни — в информации. Даже такая, во многом загадочная субстанция, как прионный белок (часто для популярности называемый вирусом, хотя это совсем не вирус), в своей основе является инфомрационным феноменом. Для заражения здоровых клеток этот белок не привлекает нуклеиновых кислот: информацию о своей структуре он реплицирует здоровым белкам «личным примером». Но итог один — этот, ранее здоровый белок становится информационно тождественным больному, и превращается в инфекционного агента. Хотя все его атомы остаются прежними.
Вернёмся к родственной консолидации.Итак, согласно теории «эгоистичного гена», объектами эволюции являются различные массивы генетической информации, а не отдельные организмы или молекулы. Организмы и молекулы — не более, чем инструменты, обеспечивающие эволюционное процветание этих массивов. А раз это так, то жизнь и репродуктивный успех одной особи (носителя этой информации) могут быть «разменяны» на жизнь и репродуктивный успех других особей, несущих ту же самую информацию в своих генах (для краткости обычно говорят — «несущей те же гены»). Этот размен выгоден, если его результатом является повышенная вероятность долговременного процветания этих общих генов.
На практике, полного совпадения генетической информации не требуется, но степень этого совпадения имеет очень большое значение. Численная величина этого совпадения называется коэффициентом родства (r), который обозначает долю общих генов (степень одинаковости этой информации) у рассматриваемых особей. Величина r может варьировать от 0 у полностью неродственных организмов, до 1 — у монозиготных близнецов или биологических клонов. Впрочем, пар организмов со строго нулевым r не существует — все мы, живущие на Земле, хотя бы чуть-чуть, да родственники…
Как мы уже упоминали, уже у бактерий и простейших наблюдаются объединения неродственных особей, направленные на решение общих задач. Но такие объединения очень недолговечны, так как в них неизбежно появляются эгоистичные мошенники, паразитирующие на общегрупповых трудах, и в конце концов разрушающие группу. Совсем другое дело — группы близких родственников. Самым сильным примером такой группы является любой многоклеточный организм; например — человек. Взаимопомощь, взаимоподдержка и взаимопожертвование отдельных клеток многоклеточного организма воистину безграничны. Почти все клетки человеческого тела бесплодны, но с полной самоотверженностью трудятся на благо очень немногих половых клеток, которые, в благодарность, абсолютно честно передают их «коллективные» гены в следующее поколение. Клетки печени всецело доверяют клеткам-фагоцитам крови, твёрдо рассчитывая на добросовестность выполения ими их специфической деятельности во благо всего организма, включая, если нужно, героическую гибель в борьбе с инфекцией. И наоборот, фагоциты столь же твёрдо «рассчитывают», что гепатоциты (клетки печени) «костьми лягут», но защитят кровоток, где они обитают, от токсинов кишечной микрофлоры. Почему так? Откуда такая всепоглощающая братская любовь?
Вспомним, что все клетки многоклеточного организма, и опять же — человека в том числе — есть генетически тождественные потомки одной-единственной клетки, зиготы (биологи говорят: её клоны); их геном тождественен не только геному клетки-прародительницы, но и друг другу. Коэффициент родства отдельных клеток многоклеточного организма точно равен единице, из чего вытекают очень далекоидущие последствия. И более того — ВСЕ известные нам многоклеточные организмы — это сообщества клеток, являющихся такими вот абсолютными родственниками. Почему? А потому, что только полное генетическое (читай — информационное) тождество, в силу законов не столько биологии, сколько математики, может надёжно противостоять проискам мошенников. Причём от самих участников таких групп не требуется ни малейших проблесков интеллекта.
Эта математика, сформулированная Джоном Гамильтоном в 1972 году, вкратце такова: если акт собственного самопожертвования, влекущий полную гибель собственного комплекта генов, повлечёт появление (или «неисчезновение») двух (и более) комплектов в лице других особей, то общее количество именно этих генов в мире будет удвоено, что и есть эволюционный успех данного массива генетической информации. В терминах математической теории игр такое явление называется «положительной суммой игры» — когда совокупный выигрыш команды повышается, несмотря на проигрыш отдельных игроков. Поскольку приведшая к успеху родичей самопожертвенность будет прописана в генах и жертвователя, и спасённых (они ведь генетически тождественны), то значит, будет удвоено и количество генов, побуждающих к самопожертвенности в пользу близкого родича. Ведь эти гены — есть неотъемлемая часть всего генома. Гены же мошеннического поведения (как говорит нам математика), таким образом распространяться не могут, так как «сумма игры» при мошенничестве поголовно всех участников группы (а они ведь тоже генетически тождественны!) не может быть положительной; она в лучшем случае нулевая. Таким особям группироваться невыгодно.
Понятно, что именно удвоение количества данных генов в результате жертвы не обязательно — достаточно, чтобы спаслось чуть больше, чем погибло, а степень родства может быть меньшей единицы — с соответственным ростом доли спасённых. Другой основоположник теории родственного отбора, Джон Холдейн, сформулировал этот закон очень образно и наглядно: «Я готов отдать свою жизнь за двух родных братьев, или восьмерых кузенов». Он имел в виду, что двое родных братьев (или восемь кузенов), суммарно несут в своём генофонде всю (ну или почти всю) полноту генетической информации автора этого высказывания, и его личная гибель в обмен на спасение восьмерых кузенов не скажется отрицательно на эволюционных перспективах его, Холдейна, генофонда.
Не вполне решённая научная проблемаЕсли опускаться на уровень самих генов, то в свете приведённых здесь рассуждений выглядит несколько странным исключением феномен диплоидности (о ней чуть далее), да и полового размножения вообще: ведь это, скажем так — пылкое влечение друг к другу несовпадающих геномов. Причём реализация этого стремления требует очень изощрённых генетических процедур: мейоза и последующего полового слияния (амфимиксиса), происхождение которых ещё не до конца понятно. Желающим изучить проблему глубже, можно порекомендовать, к примеру, основополагающий труд Мэйнарда Смита «Эволюция пола»[53].
