Введение
Глава 1. У истоков научного мировоззрения
Ламарк
Глава 2. У истоков теории Дарвина
Путешествие на «Бигле»
Дома
Глава 3. Что сказал Дарвин
Подсказка Мальтуса
Откровение Дарвина
Идеи
Происхождение видов — доказательства Дарвина
Глава 4. Реакция на теорию Дарвина
Реакция ученых
Оппозиция
Жизнь Дарвина
Сквозь тернии
Самозарождение жизни
Градуализм и сальтационизм
Глава 5. Горох, мушки и смутные времена теории эволюции
Что произошло потом
Смута
Генетика
Глава 6. Теория эволюции: война и мир
Креационизм
Лысенковщина
Глава 7. Новые уровни теории эволюции
Постклассическая биология
Термодинамика
Генетический код
Теория игр
Снова теория игр
Социобиология и селекция генов
Реакция
Теория периодически нарушаемого равновесия
Адантационизм и его критика
Ограничения эволюции но происхождению
Повествовательная эволюция
Жизнь как диссипативная система
Жизнь как булева матрица
Словарь терминов
Предметно-именной указатель
Text
                    УДК 575  ББК 28.71  М60
 Выпускающий редактор В. В. Александров
 Перевод с английского и редакция канд. биол. наук О. Н. Ревы
 Миллс С.
 М 60 Теория эволюции: история возникновения, основные положения, доводы сторонников и противников / С. Миллс; [пер. с  англ.]. — М.: Эксмо, 2008. — 208 с.: ил.
 ISBN 0-471-21484-1
 ISBN 978-5-699-21289-7
 Наверное, нет другого такого научного вопроса, который привлекал бы к себе  столько внимания широкой публики, как вопрос происхождения видов, а в особенности — происхождения человека. В XVIII веке с благословения церкви исследователи занялись раскрытием тайн природы, чтобы постичь законы и величие Творца. Их ли вина в том, что при создании мира Бог не сверялся с Библией? В данной книге автор не  могла не затронуть тему векового противостояния дарвинистов и креационистов, но  книга посвящена не этому. В центре внимания автора теория эволюции: ее возникновение, развитие, влияние на другие науки и противоречия. Наличие противоречий не  является слабым местом теории: ведь теория — это не догма, а инструмент, средство познания окружающего мира. Хорошая теория позволяет находить правильные ответы,  а ее противоречия помогают ученым ставить правильные вопросы, важные для дальнейшего развития науки. Эта книга предназначена для тех, кого интересует чудо рождения великолепной теории, когда мысль, озарение одного человека становится достоянием всего человечества.
 Никакая часть настоящего издания ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой-либо форме и какими бы то ни было средствами, будь то электронные или  механические, включая фотокопирование и запись на магнитный носитель, без письменного разрешения ООО «Издательство «Эксмо».
 УДК 575  ББК 28.71
 ISBN 0-471-21484-1 (англ.)  ISBN 978-5-699-21289-7 (рус.)
 © Cynthia Mills, 2004. All rights reserved.
 This translation published under license.  © ООО «Издательство «Эксмо», 2008


Содержание Введение 7 Глава 1. У истоков научного мировоззрения 11 Буффон 14 Ламарк 18 Глава 2. У истоков теории Дарвина 28 Натуралист в рясе 29 Путешествие на «Бигле» 33 Дома 39 Глава 3. Что сказал Дарвин 45 Уоллес 48 Подсказка Мальтуса 55 Откровение Дарвина 57 Идеи 58 Происхождение видов — доказательства Дарвина 62 Глава 4. Реакция на теорию Дарвина 69 Бульдог Дарвина 72 Реакция ученых 75 Оппозиция 80 Жизнь Дарвина 84 Сквозь тернии 85 Самозарождение жизни 90 Градуализм и сальтационизм 92 Глава 5. Горох, мушки и смутные времена теории эволюции 95
Содержание Грегор Мендель 96 Что произошло потом 104 Смута 108 Генетика 108 Глава 6. Теория эволюции: война и мир 127 Евгеника 130 Креационизм 137 Лысенковщина 145 Глава 7. Новые уровни теории эволюции 149 Пролог 149 Постклассическая биология 150 Термодинамика 153 Генетический код 156 Теория игр 160 Снова теория игр 163 Социобиология и селекция генов 164 Реакция 166 Теория периодически нарушаемого равновесия 170 Адантационизм и его критика 175 Ограничения эволюции но происхождению 176 Повествовательная эволюция 178 Жизнь как диссипативная система 179 Жизнь как булева матрица 182 Словарь терминов 18Й Предметно-именной указатель 197 6
Введение Какой стремительный рывок сделала наука! Из письма Чарльза Дарвина Альфреду Уоллесу; 1872 год Найдется не много научных теорий, отношение к которым было бы столь эмоциональным, как к теории эволюции. Публикации книг Дарвина вызвали огромную волну желчных упреков и критики. Многие из друзей Дарвина стали его личными врагами. И хотя сейчас уже XXI столетие, ситуация ненамного изменилась. До сих пор христианские фундаменталисты в правительствах разных стран ратуют за запрещение упоминания о Дарвине в школах, как будто 150 лет назад не было открытия, перевернувшего науку и наши взгляды на мир. До сих пор обыватель с надменной насмешкой задает вопрос: «Неужто и вправду человек произошел от обезьяны?». Почему теория эволюции уже на протяжении многих лет будоражит умы человечества? Почему столько людей, далеких от науки, считают своим долгом проклинать или защищать теорию эволюции? Например, теория Большого взрыва также опровергает библейский миф о сотворении Вселенной, но нигде религиозные фундаменталисты не развешивают листовки с призывами бойкотировать научные заведения, в которых преподается или изучается эта теория. Мне кажется, теория эволюции Дарвина была так болезненно воспринята в обществе по двум причинам. Во-первых, люди относятся к эволюции как к чему-то очень личному. В ней затрагивается нечто, касающееся каждого из нас. Выясняется, что наши предки когда-то были гораздо примитивнее нас и совершенно не походили на венец творения, каковым многие себя считают. Оказывается, они были обычными обезьянами. Это может шокировать того, кто привык смотреть сверху вниз на своих лохматых собратьев. Во-вторых, теория эволюции Дарвина вполне доступна для понимания любому человеку, независимо от его основ-
-= Введение =■ ной специальности. Теория эволюции так гениально проста и элегантна, что любой, кто ознакомится с ней, воскликнет так же, как Томас Хаксли: «Как мне самому не пришло это в голову!». Изложение теории эволюции в книге Дарвина «Происхождение видов» столь ясно и общедоступно, что каждый сможет понять ее суть и смысл примеров, которые автор приводит в поддержку своей теории. Много ли вы знаете других научных теорий, которые были бы столь ясны и понятны широкой публике? Многим из нас будет трудно оспорить физические законы Ньютона или поставить под сомнение теорию относительности Эйнштейна только потому, что непрофессионалу довольно сложно разобраться в ее математических формулировках. Дарвин сам безрезультатно корпел над математикой. В конце концов ему пришлось оставить свои попытки провести математический анализ теории эволюции, после того как его кузен Френсис Гальтон указал на ряд банальных математических ошибок. Немногочисленные иллюстрации книги «Происхождение видов» не намного сложнее иллюстраций к романам. Поскольку теория Дарвина лишена какой-либо статистической обработки данных, ученые до сих пор спорят, можно ли в действительности считать ее научной теорией. Даже один из наиболее пылких сторонников Дарвина, Эрнст Мейер, описывал «Происхождение видов» как долгий спор автора с самим собой, больше напоминающий речь адвоката, чем строгое изложение научных фактов. Без строгих и убедительных научных доказательств теория эволюции Дарвина выглядела слишком уж научно-популярной и открытой для критики. Эта кажущаяся уязвимость теории породила целую армию оппонентов и критиков. Даже те, кто считали себя дарвинистами, без колебаний и тени смущения брались критиковать отдельные ее положения. Одни полагали, что Дарвин был прав относительно изменчивости видов, по что-то намудрил с естественным отбором и механизмами изменчивости. Другие принимали естественный отбор, но спорили по поводу того, происходит видообразование по¬ 8
-= Введение =- степенно или резкими скачками. Тот факт, что ученые не прекращают споров вокруг теории эволюции, поощряет втянуться в спор людей, далеких от науки. И если сторонники дарвинизма замечали в теории многочисленные неточности и упущения, то религиозные противники эволюции вообще относились к ней, как к сидящей на пути гусыне, которую так и хочется пнуть сапогом. Но самый ощутимый вред теории эволюции Дарвина нанесли те, кто попытался кооптировать ее положения для собственных нужд. Теория Дарвина очень быстро была извращена, перекручена и подчинена служению всевозможным человеконенавистническим идеологиям. Впрочем, можно ли обвинять Дарвина в глупостях социального дарвинизма? Имеют ли право критики теории эволюции ставить знак равенства между дарвинизмом и гитлеровским холокостом? Интересно, что не только сторонники, но и противники дарвинизма пытались представить автора теории совсем не тем человеком, каким он был, — то слишком идеализируя его, то незаслуженно обвиняя во всех смертных грехах. Дарвин был продуктом своего времени. Ьез всяких сомнений, он разделял многие империалистические и расистские взгляды своей эпохи, особенно если оценивать его мировоззрение с позиций либерализма XXI века. В то же время он глубоко ненавидел работорговлю, и ему не по душе была евгеника его кузена Френсиса Гальтона. Дарвин не был заносчивым или эгоцентричным человеком, но, безусловно, он был достаточно амбициозен, чтобы не пройти мимо открытия, сулящего ему славу. При этом он дорожил положением в светском обществе викторианской Англии и боялся дурной славы. В плену у этих социальных противоречий томились душа и светлый ум гения. Дарвин хотел сообщить людям нечто важное. Мне кажется, он хотел, чтобы мы вернулись к природе. У Дарвина была страсть, которую Эдвард Уилсон назвал биофилией. Он неравнодушно относился к природе. Природа поглощала его целиком, и он не мог уже взирать 9
— Введение — на нее сверху вниз, отделяя себя от окружающего мира. Дарвин не видел пропасти между нами и остальным животным миром. Он считал, что все в мире создано по одному и тому же образу и подобию. Отличие между разумом человека и разумом орангутанга было количественным, а не качественным. Сразу следует отметить, что эта книга не посвящена изложению биографии Дарвина. Как и любой другой ученый, Дарвин не был свободен от ошибок и заблуждений. Многое из того, во что он верил, оказалось ложным. Но теория эволюции, как и другие гениальные теории, гораздо грандиознее своих авторов. Теория состоялась, если она пережила автора и продолжила свое развитие без него. Нет сомнений в том, что теория эволюции состоялась. На основе этой теории возникло несколько новых научных направлений со своими методами и объектами исследований. Теория вызывала споры между ее последователями. Одни говорили, что эволюция движется постепенно, маленькими шажками, другие утверждали, что она происходит скачкообразно. Одни считали естественный отбор основным двигателем эволюции, другие видели в нем второстепенный, малозначимый фактор. Существовала также целая армия непримиримых борцов с теорией эволюции — креационисты и религиозные фанатики, ищущие в ней слабые места для нападения. В этой книге раскрывается биография не автора, а самой теории. Мы остановимся на ее родословной, рождении, взрослении, развитии и влиянии на разные области биологии и мировоззрение людей. В этой биографии не говорится о смерти теории, поскольку она жива и как никогда крепка. Процесс рождения теории эволюции, как и всех научных теорий, был долгим, и ее рождению сопутствовало появление множества гипотез, одни из которых укрепили теорию эволюции, а другие уводили ее в сторону от прогресса. Но в чем же была сила теории, позволившая ей устоять под градом критики и банальной ругани? Об этом вы узнаете в данной книге. 10
Глава 1 У истоков научного мировоззрения Время от времени человечество обращало свой взор на окружающую природу, которая представлялась неизменной твердыней. Утка оставалась уткой, и было бы странно, если бы однажды она превратилась во что-то иное, поскольку природой предопределено быть ей уткой. В этом ее суть. Время от времени между учеными возникали споры, в чем состоит эта суть всего живого? Аристотель был категорически не согласен с идеей своего учителя Платона, который считал суть вещей постоянной и предопределенной свыше Великим Творцом. Аристотель отрицал такую предопределенность вещей извне и считал, что суть утки находится в ней самой. Утка рождается с детальным планом построения самой себя. Но в любом случае утка оставалась уткой. Античным мыслителям мир представлялся неизменным, но не неподвижным. Люди видели, как по небу движутся солнце, планеты и звезды. Старое умирает, а новое рождается, но все повторяется снова и снова. Люди решили, что суть мира заключается в циклическом движении. Время движется по кругу, каждый раз возвращаясь к своему началу. Небесные тела совершают свой цикл, но Земля неподвижна. Потом наступили темные времена средневековья, когда наука отошла на задворки религии, в частности христианства. Студенты горячо спорили о том, что подразумевал Иисус. Суждения античных греков о природе принимались
- Глава 1 =- за абсолютную истину, не требующую дальнейшего развития. Но взгляды на мир все же изменились. Согласно Библии, главной священной книге христианства, мир имел начало, и ему пророчился конец. Возвращение мира к началу не предполагалось ни в одной из священных книг. Наличие в христианском мировоззрении начала и конца было прогрессом по сравнению с взглядами античного мира. Долгое время это никого не волновало. Люди, казалось, не заметили этого мировоззренческого отличия, да и вообще в средние века природа мало кого волновала. Большинство людей просто боролись за выживание, мало читали, еще меньше писали. Незначительное число студентов концентрировали свое внимание на величии Бога, и если интересовались природой, то только в качестве примера творческой гениальности Создателя. Затем тесные границы средневековой Европы рухнули, и перед людьми предстал огромный неизвестный мир. Цивилизация достаточно продвинулась вперед, чтобы позволить людям тратить время и деньги на путешествия, исследования и образование. Новые знания породили новые мировоззренческие идеи. Настало время великих географических открытий. Марко Поло отправился на восток, Христофор Колумб — на запад. Они значительно раздвинули границы мира и привезли с собой рассказы о неизвестных народах и образцы животных и растений. Невообразимые живые существа были привезены в Европу на радость ротозеям, коллекционерам и ученым. Оказалось, что животный мир Земли намного богаче и разнообразнее, чем предполагалось, причем каждый живой организм удивительно приспособлен к жизни именно в своей среде обитания. Стали закрадываться неприятнее сомнения: как на ковчеге, построенном Ноем, могло найтись место для всех этих созданий. Поначалу богословы пытались разрешить эту проблему, предоставив возможность морским животным и птицам спасаться самостоятельно, но и наземных тварей было больше чем достаточно. Возникали 12
-= У истоков научного мировоззрения — и другие вопросы. Как животные, приспособленные к существованию только в определенных условиях, например полярный белый медведь или ленивец из тропических лесов, смогли добраться до своих мест обитания от горы Арарат? А потом произошло открытие нового невидимого мира вокруг нас. Благодаря микроскопу, изобретенному Антони ван Левенгуком, перед удивленными биологами предстал мир микроскопических анималкулусов, которые вообще не упоминались в Святом Писании. Обилие микроорганизмов породило в принципе ложную, но прогрессивную на тот момент теорию о самозарождении жизни из неживой материи. Теория потеряла ряд своих приверженцев, когда было доказано, что мухи не могут появиться в гниющем мясе, если не будут отложены яйца. Но если пучок сена поместить в колбу с водой, через пару дней в воде появятся полчища мельчайших подвижных существ, видимых только в микроскоп. Откуда же они взялись? Хотя теория самопроизвольного зарождения жизни не подтвердилась, впервые было высказано предположение, что сотворение мира могло произойти и без Божьего вмешательства. Затем последовало открытие еще одного мира — мира вымерших существ. Ископаемые останки были известны еще древним грекам, и Аристотель, обнаружив сходство с современными животными, отнес их к животному миру. Впрочем, наличию ископаемых форм жизни в то время не придавали большого значения. Греки просто считали, что эти животные погибли в результате каких-то катастроф, которыми был полон древний мир. В эпоху Просвещения философы видели в ископаемых останках доказательство самозарождения жизни. По их теории эти животные погибли из-за того, что самозародились в неблагоприятных для жизни местах. Но по мере обнаружения все новых и новых останков ископаемых животных становилось ясно, что они являются представителями вымерших миров. А это означало, что Земля не всегда была такой, как сейчас, у нее было прошлое, и это прошлое может быть изучено по останкам вымерших форм жизни. 13
^ Глава 1 Изменились и представления о Боге. Если раньше Бога считали творцом, собственноручно создавшим каждое живое существо на Земле, то теперь теологи рассматривали Бога как первоисточник сил живой природы. Богу уже не нужно было изо дня в день собственноручно творить живые существа. Достаточно лишь одного толчка — и природа будет развиваться в соответствии с Божьими законами. Жизнь рассматривалась уже отдельно от Бога, что давало возможность изучать законы ее развития. Каждый шаг на этом пути приближал исследователей к постижению Божьего провидения. В начале XVIII столетия эпицентром новых идей рациональной биологии стал Париж. Полным ходом шло создание новых музеев, способных вместить огромные коллекции гербариев и чучел экзотических животных, привозимых путешественниками со всего мира. Трибуной, с которой впервые звучали все новые идеи естествоиспытателей, стал Жарден-дю-Руа (jardin du Roi — Королевский сад), позже переименованный в Музей естествознания (Museum du Histoire Naturelle). В стенах этого музея выступали Буффон, Кювье, Ламарк и Жоффруа Сент-Илер. Буффон Мало кому удавалось прожить такую яркую жизнь, как Жоржу Луи Леклерку (Georges Louis Leclerc), известному еще под именем графа Буффона (Comte de Button). Он родился в 1707 году в семье богатого аристократа. Во время учебы в Англии у него проявился интерес к физике и математике, параллельно Буффон изучал физиологию растений. Молодого студента впечатлили труды Ньютона. По возвращении во Францию он даже пытался перевести на французский язык труд Ньютона «Флюксии» (Fluxions). Хотя Буффон не был профессиональным биологом, его рекомендовали на должность суперинтенданта Жарден-дю-Руа. Новая должность увлекла Буффона. Он решил «ньютонизировать» биологию и занялся составлением «Энцикло¬ 14
-= У истоков научного мировоззрения =- педии естествознания» (HistoireNaturelle). С 1749 по 1788 год он написал 35 томов своего великого труда. В энциклопедии Буффона нашли отражение не только его собственные идеи, которые зачастую радикально менялись, но и основные философские течения в науке и обществе. В первых томах энциклопедии Буффон, впечатленный ньютоновской механикой и вдохновленный философией Дени Дидро (Denis Diderot), вообще отрицает существование видов. По его теории в природе существуют только индивидуумы. Он пытался привести в соответствие с законами физики Ньютона законы биологии, выбросив из нее то, что он называл «устаревшими абстракциями». В работах Буффона отразилась существовавшая тогда тенденция — классифицировать виды на основе отдельных случайным образом подобранных признаков. Наука того времени не далеко ушла от созерцательной биологии Аристотеля, группировавшего животных по признакам, которые наиболее бросались в глаза. Буффон остро критиковал своего современника шведского ботаника Карла Линнея (Carolus Linnaeus). Линней был последователем эссепциолизма— философского учения, исходящего из того, что все элементы в природе, включая виды организмов, содержат в себе некую абсолютную и неизменную идею, определяющую их характеристики. Линней разработал свою систему классификации видов, которую Буффон с презрением называл номенклатурной, поскольку Линней, по его мнению, ничем стоящим, кроме присвоения названий, не занимался. В это время начинают звучать предположения, что природа не постоянна и может изменяться с течением времени. Многочисленные останки ископаемых животных служили свидетельством того, что животный и растительный мир Земли раньше был иным. Линней размышлял над гипотезой изменчивости видов, но отбросил ее, за исключением случаев появления межвидовых гибридов. Хотя сам Линней отрицал изменение видов, его иерархическая система классификации способствовала приближению научного мира к 15
^ Глава 1 =- теории эволюции. В систематике Линнея разные организмы впервые были объединены в равнозначные группы, тогда как до него все системы животного мира строились в виде прогрессии, начиная от самых примитивных организмов и заканчивая венцом творения — человеком. Систематика Линнея имела вид дерева, в котором виды объединялись в семейства на основе общности признаков, при этом длина ветвей (изменчивость видов одного семейства) была примерно одинаковой для разных семейств. Несмотря на резкое отрицание существования видов молодым Буффоном в поздних томах энциклопедии неожиданно появились виды без каких-либо объяснений со стороны автора. Просто Буффон не мог больше отрицать удобство и наглядность «номенклатурной» классификации. В это же время Буффон закладывает основы сравнительной анатомии. Он обнаруживает удивительное сходство во внутреннем строении организмов и приходит к выводу о существовании внутри каждого организма некоего общего стержня, mouleinteriour, вокруг которого происходит развитие эмбриона. Так же, как и Аристотель, Буффон предполагает наличие в каждом организме внутреннего кода развития. Разбирая коллекции чучел животных, привезенные путешественниками со всего мира, Буффон замечает сходство между организмами, которые живут в одинаковых климатических условиях. Он предполагает, что климат оказывает влияние на виды, заставляя их изменяться сходным образом. Так же Буффон и многие другие его современники объясняли разнообразие домашних животных — животные приспосабливались к изменившимся условиям существования. Признание внутреннего единства животного мира и изменчивости видов не могло не привести Буффона к заключению, что виды животных произошли от общего предка. Но Буффон быстро отбрасывает эту идею. Исходя wi некоторых его трудов, можно сделать вывод, что к отрицанию гипотезы происхождения видов он пришел под давлением извне. В высших академических кругах Сорбонны господствовали клерикальные взгляды. Наличие скрытого кон¬ 16
У истоков научного мировоззрения =- фликта очевидно из следующего текста: «Если принять, что осел и лошадь принадлежат к одному семейству и отличия между ними объясняются расхождением признаков от исходной формы, то можно предположить, что обезьяна и человек также принадлежат к одному семейству, что обезьяна— это результат вырождения человека, и у них также был общий предок. То же можно сказать о всех семействах животных и растений — они произошли от одного организма, в определенное время отделившись от общего ствола в результате прогрессивного или регрессивного развития... Но из святых откровений мы знаем, что животные были созданы Творцом, все в одно и то же время по милости Господней». В эволюционных представлениях Буффона главная роль принадлежит дегенерации, или регрессу. Поскольку Бог сотворил совершенный мир, любые изменения возможны только в сторону ухудшения. Великолепными примерами были осел и обезьяна, которые произошли, соответственно, в результате деградации лошади и человека. Совершенно очевидно, что это не пошло им на пользу. Эволюция, по Буффону, представляла собой вырождение. Несмотря на мимолетные озарения, Буффон так и не смог освободиться от эссенциолизма. Он напоминал человека, становящегося на цыпочки, чтобы заглянуть за ограду, но так и не отважившегося подпрыгнуть. В конце концов он вернулся к постоянству видов. Виды подвержены изменениям, но лишь незначительным, и один вид произойти от другого просто не может. Буффон приводил три доказательства того, что возникновение видов невозможно. Во-первых, на протяжении всей истории наблюдений не появился ни один новый вид — тезис, который используется противниками эволюции до сих пор. Во-вторых, не только не было зафиксировано новых видов, но и отсутствуют промежуточные варианты между видами. Исходя из представлений Буффона о том, что все возможные формы жизни обязательно представлены в природе, следовало бы ожидать наличия множества переходных форм между видами. Тем 17
— Глава 1 — не менее промежуточные формы не только отсутствовали в живой природе, но даже ископаемые организмы скорее относились к иным видам, чем к промежуточным формам. И, наконец, в большинстве случаев межвидовой гибридизации появлялись нежизнеспособные или бесплодные организмы, что указывало на бесперспективность появления новых видов в результате изменения существующих. По иронии судьбы доводы Буффона лишь стимулировали развитие эволюционных представлений. Многие из поставленных им вопросов требовали ответа, и убедительные ответы были найдены только в теории эволюции. Ламарк Первым, кто во всеуслышание заявил об изменчивости видов, был протеже Буффона шевалье Ламарк Жан Баптист Пьер Антуан де Моне (Jean Baptiste Pierre Antoine de Monet, Chevalier de Lamarck). Он был одиннадцатым ребенком в благородной, но бедной семье потомственного военного. Ламарк также служил в армии и сражался простым солдатом в боях Семилетней войны, но был демобилизован из-за ранения. Он вернулся в Париж и вынужден был довольствоваться мизерной пенсией. Ламарк пробовал немного подзаработать писательской деятельностью, начав с составления словарей. В это же время Ламарк увлекся ботаникой, результатом его работы стал четырехтомный труд о флоре Франции. Именно благодаря ему на Ламарка обратил внимание Буффон, который нанял его на работу в качестве своего помощника и учителя сына. По протекции Буффона Ламарк занял также скромно оплачиваемую должность ассистента в отделе ботаники Музея естествознания, где он проработал пять лет начиная с 1788 года. * В 1793 году Буффон умер, и его протеже потерял должность в отделе ботаники. Однако предложенный Ламарком план реорганизации музея, несмотря на тревожные революционные годы (как раз в это время Луи XVI и Мария Антуанетта были отправлены на гильотину), был оценен по 18
^ У истоков научного мировоззрения ^ достоинству, и он получил пост профессора при новом отделе мелких животных, червей и насекомых. Большой конкуренции за это место не было, поскольку объекты изучения не представляли в то время большого интереса и не сулили славы. Линней и его последователи лишь бегло прошлись в своей классификации по бесчисленным букашкам, отнеся их всем скопом к классу червей. Ламарк с присущим ему оптимизмом взялся за работу, и вскоре им были заложены основы нового направления в биологии беспозвоночных. Именно он предложил термин беспозвоночные для большой группы организмов и разработал классификацию беспозвоночных, которой мы пользуемся до сих пор. Ламарк впервые обратил внимание ученых на чрезвычайную важность беспозвоночных в природе: «Мы должны с особым вниманием отнестись к изучению беспозвоночных организмов, поскольку их невообразимая многочисленность в природе, чрезвычайное разнообразие и плодовитость ... указывают нам, в большей мере, чем какие-либо иные организмы, истинные пути развития природы и те механизмы, благодаря которым появились и существуют все известные нам формы жизни». Ламарк преподает студентам биологию беспозвоночных. На протяжении семи лет курс, который он читал, остается неизменным, но с 1800 года нятидесятипятилетний профессор вдруг радикально меняет его и представляет студентам мир живой природы совершенно в ином свете. Виды организмов больше не рассматриваются как постоянные. Они могут изменяться и делают это постоянно. Что произошло? Ламарк был озадачен тенденцией усложнения живой природы, происходившего от простейших организмов к более сложным, которые представлялись ему более развитыми. Но усложнение живой природы предполагало развитие. Смутные идеи об эволюции живой природы приняли очертания стройной теории после одного случая. Умер друг и коллега Ламарка по Музею Жан Гильом Брюгюир (Jean Guillaume Bruguiere), оставивший Ламарку огромную коллекцию моллюсков, как современных, так и 19
Глава 1 ^ ископаемых. Когда Ламарк попытался сгруппировать экспонаты, перед ним открылась картина эволюции видов. Ископаемые виды образовывали с современными моллюсками неразрывные ряды, отображающие эволюцию видов в хронологической последовательности постепенных изменений признаков. Ламарк, в отличие от многих своих современников, был набожным человеком и верил в идею сотворения мира, часто упоминая в своих трудах «великого автора всего сущего» и «Его безмерное величие». Возможность вымирания видов шла в разрез с религиозными взглядами Ламарка, поэтому обнаружение плавной последовательности эволюции было для него большим облегчением. Ламарк предположил, что виды, созданные Богом, не вымирали, а просто постепенно превращались в новые виды. Теория о превращении видов помогла Ламарку решить еще одну проблему. Будучи специалистом в области геологии, Ламарк хорошо знал, что климатические условия на Земле не были постоянными и существенно изменялись в процессе смены геологических эпох. Поскольку климат менялся, то неизменные виды животных и растений постоянно должны были утрачивать свои уникальные адаптивные свойства, позволявшие существовать им в определенных условиях. Теперь все становилось на свои места. Виды живых организмов вынуждены были изменяться вслед за изменениями окружающей среды. Классическим примером Ламарка был жираф. По мере того как деревья становились все выше, предкам жирафа приходилось вытягивать свою шею, чтобы достать листья. По Ламарку, постоянное вытягивание шеи вызывало усиление «нервных токов», в результате которого происходило удлинение позвонков и мышц шеи. Современники Ламарка полагали, что развитие или атрофия органов зависит от «напряжения нервных токов» в этом органе. Вторым своим законом Ламарк постулировал, что изменения формы тела, произошедшие во взрослом организме, передаются потомству но наследству. Ламарк был уверен, 20
— У истоков научного мировоззрения =- что все эти изменения происходят очень медленно, в результате чего одна форма жизни постепенно перетекает в другую, более приспособленную к создавшимся условиям, без какого-либо вымирания видов. С точки зрения современной науки теория Ламарка в корне не верна, но она была чрезвычайно важной отправной точкой развития множества научных и псевдонаучных течений. Социалисты-утописты нашли в теории Ламарка подтверждение своих собственных теорий: организмы не просто меняются — они, как саморазвивающееся человечество, «стремятся» к совершенству. Развитие живой природы происходит благодаря наличию внутри организма тенденции к совершенствованию. Получалось, что шея у жирафа вытягивалась из-за того, что он так хотел, за что теорию Ламарка в последующие годы жестко критиковали. Но сам Ламарк никогда ничего подобного не говорил, так же, как не был вдохновителем Французской революции и последовавшего за ней террора. Значение Ламарка для науки состояло в том, что он первым высказал предположение об изменчивости видов и описал механизм этой изменчивости, хотя и неверный. 21
Глава 2 У истоков теории Дарвина Ко времени смерти Ламарка и рождения Чарльза Дарвина идеи непостоянства окружающего мира все больше овладевали умами западных ученых. До поры до времени противоречия удавалось сглаживать, но все с большим трудом. Эссенциолизм как стройная система взглядов отживал свой век, и его место оставалось незаполненным. Тем временем области знаний человечества расширялись, и появлялись новые направления. Открывались континенты и миры живых организмов, иногда столь микроскопичных, что их даже трудно было себе представить. Благодаря открытиям палеонтологов Земля приоткрывала тайны своей истории все дальше и дальше в глубь геологических эпох. Монархии, казавшиеся вечными, уступали место выборным конституционным правительствам. Старые теории и философские воззрения подвергались проверке новыми открытиями и оказывались неспособными их объяснить. Тем, кто оставался верным старым идеям, все сложнее и сложнее становилось свести концы воедино. Люди стали ощущать себя способными не только понять законы природы, но и влиять на них. Человеческий ум оказался способным свести к простым формулам гравитацию и моменты силы, а химические реакции описать в виде комбинаций элементарных частиц — атомов. Успехи науки вызывали оптимистичную уверенность в том, что все в мире можно объяснить с материалистических позиций. Если человек способен постичь мир во всех нюансах, вероятно,
— Глава 2 =■ он в силах изучить и, может быть, даже улучшить самого себя. Одно свойство живой природы по-прежнему внушало биологам что-то вроде религиозного преклонения. Все живые существа как по образу жизни, так и по внутреннему строению были настолько идеально приспособлены к своей среде обитания, что объяснить это можно было только мастерством Создателя. Изучать живой мир означало постичь идеи Творца и воздать ему славу. Религиозный пыл стимулировал дерзновенные попытки ученых постичь природу, но по мере накопления новых открытий не могли не зародиться сомнения в божественном происхождении жизни. Чем пристальней ученые вглядывались в тайны природы, тем больше обнаруживалось разногласий со Святым Писанием. Чарльзу Дарвину на роду было написано стать революционером, как бы он этому ни противился. Таковы были традиции его семьи. Его дедушка, Эразм Дарвин, был врачом и жил в одно время с Ламарком. Они оба пришли к одинаковым выводам относительно изменчивости видов, хотя никогда не встречались и даже не знали друг о друге. Эразма Дарвина вдохновляли идеи французских рационалистов, и он с радостью принялся за распространение «бациллы свободолюбия». К монархической власти Эразм относился крайне саркастично. Чтобы понять это, достаточно привести лишь несколько его высказываний: «гусь мог бы управлять державой не хуже» или «идиот во всех своих королевских проявлениях». Он отрицал божественную основу английской монархии и, хотя не был атеистом, скептически относился к библейским догмам. Для себя он выбрал науку как способ познания и почитания Творца. Дедушка Дарвина был весьма успешным врачом, но он также с большим интересом относился к другим областям науки и техническим открытиям, среди них, например, привод для управления каретами и первые мегафоны. Успешная карьера врача сделала его богатым. Материальное положе¬ 24
— У истоков теории Дарвина — ние еще более укрепилось после женитьбы на внебрачной дочери одного известного графа. (Любовь между ними разгорелась, когда она еще была замужем за весьма богатым человеком, который вскоре умер.) У Эразма было двенадцать детей от двух жен и еще два ребенка от служанки. Он был довольно чувственной натурой, что следует из сказанного выше; писал эротические поэмы и вместо лекарств прописывал активную половую жизнь своим страдающим ипохондрией пациентам. Помимо создания эротических поэм Эразм пытался научные проблемы и открытия выразить в стихотворной форме. В своей написанной стихами книге «Зоономия» (Zoonomia) он среди прочих проблем затрагивал вопросы происхождения жизни: «Под теплым солнцем в первозданном море Возникла жизнь под шум волны. Спонтанно, без родительской опеки Родился первый в мире организм». Большим другом Эразма был его сосед Джозиа Веджвуд (Josiah Wedgwood), который стал вторым дедушкой Чарльза. Веджвуд начал трудовую жизнь простым гончаром и стал основателем семейной компании по производству декоративной керамики, известной по сей день. Он был человеком, самостоятельно сделавшим свою карьеру. Так же, как Эразм, он верил, что для счастья человеку необходима свобода. Религиозные взгляды Джозиа отличались свободолюбием, хотя и не в такой степени, как у Эразма. Восхищенный магистром Джозефом Пристли (Joseph Priestley), он становится членом церкви унитариев. Пристли в своих проповедях учил, что Бог дал счастье в равной мере всем людям на земле, а не только благородным по происхождению и богатым. Физический мир и его законы рассматривались как творение Божье, при этом отрицались все чудеса англиканской церкви. Эразм и Джозиа повстречались друг с другом в Лунном обществе, — организации интеллектуалов, называвших себя «лунатиками» и прославлявших грядущий миртехнического 25
-= Глава 2 =- и индустриального прогресса. Мирная жизнь общества продолжалась до начала Французской революции. Ужасы революции и последовавшего за ней террора вызвали в английском обществе резкое отвращение не только к революционерам, но и к социальным и философским течениям, подготовившим почву для революции. Пристли вместе со своей церковью вынужден был перебраться в Америку. Под угрозой санкций и преследования со стороны правительства Эразму и Джозиа пришлось умерить свою риторику в поддержку свободы и демократии, а Эразм похоронил свою мечту стать великим поэтом свободной Англии. Чарльз Дарвин хорошо знал историю своих дедушек и читал «Зоономию», впрочем, маловероятно, что это произведение оказало на него сильное влияние, если принять во внимание жесткий консерватизм времени его детства. Отец Чарльза, Роберт Дарвин, также был врачом, но совсем не таким амбициозным как его отец, не очень увлекавшимся науками и далеко не сентиментальным человеком. После смерти жены он установил в семье казарменную дисциплину. Молодого Чарльза воспитывали две старшие сестры, которые не поощряли его скитание по лесу и собирание коллекций насекомых. Сестра Каролина строго настрого запретила убивать и приносить в дом насекомых, поскольку считала эго занятие ужасным. Отец отправил Чарльза и его старшего брата в англиканскую школу-интернат, где основными предметами были латынь и чистописание, что вызывало у Дарвина невыносимую скуку. Чарльза и его брата гораздо больше увлекали тайны химических реакций, поэтому в школе у него было прозвище Дарвин-газ. Учителя считали химические опыты глупым занятием и бессмысленной тратой времени. Повзрослев, Чарльз проводит время, путешествуя по окрестностям верхом и охотясь. Это совершенно не нравится его отцу, который боялся, что сын станет пустым прожигателем жизни. Чтобы не допустить этого, он отправляет сына на учебу в медицинскую школу. В возрасте шестнадцати лет Дарвин оказывается в Эдинбурге. 26
У истоков теории Дарвина =- Шотландия тех времен сильно отличалась от консервативного Лондона. Эдинбург был северной столицей европейского Возрождения, городом университетов, школ и трибун лекторов, доносивших до широкой публики свежие идеи и последние научные открытия. Но Чарльза в это время больше донимал холод северного города и ненавистная медицина. Его ужасали хирургические демонстрации, на которых доктор резал пациентов без всякой анестезии. Чарльз убежал с одной из таких демонстраций, где операция проводилась на ребенке, и зарекся посещать их. Он был слишком молод и недисциплинирован для медицины. Кроме того, у него стали проскальзывать мыслишки, что немалое наследство позволит ему безбедно существовать, не заботясь о получении профессии. Впрочем, жизнь молодого Дарвина проходила совсем не так бесполезно, как полагал его отец. Он научился искусству таксидермии у беглого раба из Гайаны, много рассказавшего ему о тропиках. Наставником Чарльза стал профессор биологии Роберт Грант (Robert Grant), получивший образование во Франции. Пылкий приверженец Ламарка, Грант становился общепризнанным в Европе специалистом по беспозвоночным, особенно в области изучения развития насекомых на стадии личинок. Чарльз заинтересовал Гранта сначала просто как внук великого Эразма Дарвина, чью книгу «Зоономия» он цитировал в докторских тезисах. Именно Грант познакомил Чарльза Дарвина с первыми, довольно противоречивыми, идеями французских эволюционистов. В студенческие годы Чарльз Дарвин был членом Плиниевского общества, которое организовали радикально настроенные студенты-биологи. На своих заседаниях они горячо обсуждали вопросы сотворения мира и взаимоотношений души и тела. Новые эволюционные воззрения будоражили умы студентов, в том числе и молодого Дарвина, но он, хорошо помня историю своего деда, понимал, каким гонениям могут подвергнуться в обществе последователи новых идей. В это же время Грант вводит своего протеже в научный мир. Чарльз даже публикует первую научную статью об 27
■= Глава 2 =- открытых им свободно живущих личинках морских моллюсков. Шотландия была центром развития новой научной дисциплины— философии морали, которая затем разделилась на собственно философию, социологию и экономику. Дарвин не посещал этих занятий, но затронутые на них темы широко обсуждались в студенческой среде и он мог гордиться, что новые идеи были созвучны тому, что писал и говорил его дед много лет назад. В эти годы в Глазго Адам Смит (Adam Smith) закончил свой труд «Богатство наций» (Wealth of Nations), посвященный законам экономического развития. Смит описал, как индивидуальные успехи и экономическое процветание каждого способствуют процветанию всего общества. Каждый участник рынка, решая для себя, что он может произвести и продать, и оценивая, во сколько обойдется производство, находит наиболее эффективный его способ. Например, если на рынке хлеба наблюдается напряженная конкуренция, то торговец может преуспеть, построив свой бизнес на торговле макаронами. В результате происходит диверсификация и перераспределение труда и ресурсов на благо всего общества. Позже Дарвин применит эту концепцию диверсификации в биологии для объяснения видообразования. Для всех мыслителей того времени непревзойденным авторитетом был сэр Исаак Ньютон. В своей книге «Фундаментальные основы» (Principia) Ньютон представил всему миру стандартные принципы описания научных открытий. Любой закон должен быть описан с такой точностью, чтобы наглядную демонстрацию этого закона можно было повторять вновь и вновь в любой точке мира. После Ньютона все ученые пытались изложить свои научные концепции в соответствии с этими стандартами, независимо от того, какую область наук они представляли. Именно принципы Ньютона подтолкнули социологов и экономистов, таких как Дэвид Хьюм (David Hume) — еще один выпускник Эдинбургского университета, — Адам Смит и Томас Мальтус (Thomas Malthus), к разработке своих завершенных и ма¬ 28
^ У истоков теории Дарвина — тематически точных моделей развития отношений в обществе. Натуралист в рясе Успехи Чарльза в естествознании не очень впечатлили его отца. Врача из сына явно не получалось, и расстроенный отец заявил, что до тех пор, пока Чарльз не обретет профессию, он может забыть о какой-либо материальной поддержке с его стороны. Немного поразмыслив, доктор Роберт Дарвин нашел подходящую профессию для своего легкоранимого сына — престижную, хорошо оплачиваемую, с избытком свободного времени, которое Чарльз мог бы тратить на свое увлечение сбором коллекций насекомых. Речь шла о сане священника, но для этого Чарльзу необходимо было поступить на факультет теологии Кембриджского университета. Предложение для Чарльза было несколько неожиданным. Еще совсем недавно в студенческой среде они бурно обсуждали религиозные доктрины и находили их недостаточными для описания мира. Но, немного поразмыслив, Чарльз склонился в пользу этого решения и направился в Кембридж. Дарвин вернулся к чтению нудной и ненавистной ему классики. Кроме того, отношения между студентами и преподавателями были совсем другими. Если в Эдинбурге студенческая жизнь была частью городской жизни, то здесь студенты были отгорожены от «простых» горожан, и выход за стены университета без разрешения мог повлечь за собой исключение из числа студентов. Некоторые профессора исполняли роль соглядатаев. В их обязанности входило выдворение с территории университета женщин легкого поведения, а также пресечение студенческих посиделок и азартных игр. Строгие запреты не помешали Дарвину с энтузиазмом погрузиться во все прелести студенческой жизни, благо деньги отца вновь стали ему доступны, но новые друзья не отвратили его от старой страсти — коллекци¬ 29
^ Глава 2 ^ онирования насекомых. В Кембридже он повстречал своего кузена Уильяма Дарвина-Фокса, который, как и Чарльз, был помешан на жуках, что сблизило их и укрепило дружбу между ними. Впрочем, коллекционирование насекомых в то время было всеобщим увлечением. Церковь поддерживала это увлечение, поскольку многообразие и эстетическое совершенство блестящих жучков объяснялось тем, что Творец специально создал их, чтобы люди могли восхищаться и постигать Его величие. В университете Дарвин увлекся теологией природы — направлением, которым руководил талантливый богослов и естествоиспытатель Уильям Пэли (William Paley). Студенты изучали окружающий мир, чтобы найти в нем подтверждение того, что мир сотворен Богом. Стройная логика книг Пэли впечатлила Дарвина и вызвала интерес к науке. С этого момента идея стать священником уже не казалась ему такой дикой. За годы обучения в Кембридже произошло еще много событий, повлиявших на развитие личности Дарвина. Он вспоминал, с какой безжалостностью из университета были выдворены два студента за антирелигиозные высказывания. Остракизм, которому они были подвергнуты, до глубины души потряс Дарвина. Среди преподавателей Кембриджа Дарвин выделял профессора Джона Гесло (John Henslow). Это был типаж клерикального ученого, которым Дарвин представлял себя в будущем. Гесло хорошо разбирался во всех областях науки. Он выводил студентов в полевые экспедиции для сбора коллекций насекомых, камней и растений. Дарвин получал истинное удовольствие от занятий Гесло, который отметил любознательного студента и всячески его поддерживал. Другие преподаватели часто говорили о Дарвине: «тот парень, который постоянно ходит с Гесло». Гесло оказался тем человеком, который наставил молодого студента на путь, ведущий к мировой славе. Именно он дал Дарвину две книги, оказавшие на него огромное влияние: они содержали обзор современного есгествозна- 30
У истоков теории Дарвина =- мия сэра Джона Гершеля (John Herchel) и отчет о поездке в Южную Америку Александра фон Гумбольда (Alexander von Humboldt). Эти книги указали Дарвину жизненный путь, который наиболее соответствовал его внутренним склонностям — страсти к приключениям и служению науке. Гесло посоветовал Дарвину серьезно заняться геологией и предложил пройти курс у профессора Адама Седжвика (Adam Sedgwick). По рекомендации Гесло Дарвин стал ассистентом Седжвика в его экспедиции в Северный Уэллс. Чарльз провел лето, ворочая красные песчаники Уэллса и постигая секреты геологии. Геология в те дни была революционной наукой, предоставляя свидетельства, позволяющие изучить историю Земли. Так, когда епископ Джеймс Ашер (James Ussher) расшифровал свитки с религиозными текстами, вывел дату сотворения Земли — 9:00, 23 октября 4004 года до Рождества Христова, — биологи Кювье и Буффон выступили с опровержением. Данные проведенного ими анализа минералов и окаменелостей вымерших животных не позволяли уложить возраст Земли в несколько тысячелетий. Они предложили библейскому преданию о сотворении Земли за шесть дней метафорическую альтернативу — о сотворении Земли за шесть эпох. Впрочем, они не могли четко объяснить, в результате каких изменений Земля приняла свой современный вид и как погибли животные и растения, чьи останки мы находим в окаменелостях. В то время рассматривались две основные соперничающие теории о сотворении Земли. Первая предполагала, что земная твердь поднялась из океана. Эту теорию называли нептунизмом. Впервые о ней Дарвин услышал во время учебы в Эдинбурге. Согласно второй теории — вулканизму — Земля появилась в результате остывания вулканической лавы. Обе теории предполагали, что изменения Земли происходили в результате всемирных катастроф, сопоставимых со Всемирным потопом. Вдохновленный описаниями путешествий Гершеля и Гумбольда, Дарвин загорается идеей организовать экспедицию 31
^ Глава 2 на Канарские острова. Он убеждает Гесло и нескольких других товарищей присоединиться к нему, а отец обещает помочь с финансированием. Но экспедиция так и не состоялась. Сначала родилась дочь у Гесло, а затем умер один из компаньонов, что нарушило планы. Дарвину не долго пришлось сокрушаться о несостоявшейся экспедиции. Сразу по возвращении из Уэллса у него появился новый шанс. Набиралась команда для кругосветного путешествия на военном корабле «Бигль». Перед капитаном корабля Робертом Фитцроем (Robert Fitzroy) стояла задача в течение двух лет обогнуть земной шар и обследовать берега Южной Америки для подготовки плацдармов будущего расширения Британской империи. Капитан хотел найти себе ученого компаньона, разбирающегося в естественных науках. Должность была предложена Гесло, но он не мог оставить жену с новорожденным ребенком на руках. Гесло хорошо понимал стремление Дарвина посмотреть мир и осознавал, насколько это будет полезно для молодого ученого, поскольку сам в его возрасте многому научился в подобном путешествии. Хотя Чарльз еще не закончил учебу в университете, он вполне соответствовал требованиям, и Гесло рекомендовал его. Дарвина переполнял восторг от предвкушения предстоящего путешествия, и он с нетерпением ждал часа отплытия. Роберт Дарвин не разделял восторгов сына. Он считал путешествие бесполезным и опасным предприятием. К счастью для Чарльза, отца переубедил его дядя Джозиа Веджвуд, сказав, что для юноши это лучший способ закалить характер. В результате Роберт Дарвин не только дал разрешение на путешествие сына, но и согласился оплатить связанные с ним расходы. Работа Дарвина на судне не предполагала зарплаты. Должность ученого, а заодно и корабельного врача уже была занята Робертом Мак-Кормиком (Robert McCormick). В его обязанности входило также составление каталога всех обнаруженных животных. В те дни корабельный врач был 32
— У истоков теории Дарвина =- рангом ниже морского офицера, поэтому капитан Роберт Фитцрой не рассматривал его в качестве компаньона. Фитцрой происходил из известного рода, славящегося своими военными традициями. Предыдущий капитан «Бигля» застрелился во время экспедиции вдоль берегов Южной Америки, а поскольку у Фитцроя в роду был дядя, перерезавший себе горло, капитан сильно опасался впасть в смертельную депрессию от одиночества во время длительного и утомительного путешествия. Офицерам не полагалось общаться со своей командой, помимо отдачи команд. Это считалось нарушением военной дисциплины. Чтобы избежать одиночества, Фитцрой искал компаньона своего круга с хорошим образованием. Узнав, что Гесло не может присоединиться к экспедиции, Фитцрой сначала отказывается от Дарвина. Имея знатное происхождение и высокое положение в обществе, он не думал, что выходец из среднего класса может составить ему достойную компанию. Помимо купеческого происхождения Фитцроя могло смущать родство кандидата с опасным подстрекателем толпы и вольнодумцем Эразмом Дарвином. Но время отплытия неумолимо приближалось, а другой кандидатуры не было. В конце концов, Фитцрой согласился встретиться с Чарльзом Дарвином и обсудить с ним перспективы его участия в экспедиции. Он был приятно удивлен. Дарвин оказался привлекательным, хорошо воспитанным человеком, умеющим вести себя в обществе. К тому же род Дарвинов был известен, и вместе с Веджвудами они относились к благородному классу английского общества. Итак, они ударили по рукам. Приключения Дарвина начались. Путешествие на «Бигле» Если бы Чарльз Дарвин не совершил своего путешествия на «Бигле», мы бы не знали слова «дарвинизм». Молодой Чарльз уверенно шел по пути становления сельского священника, занятого проповедями и коллекционированием 33
-= Глава 2 — насекомых, но путешествие изменило всю его жизнь. За пять лет странствий (экспедиция все продлевалась и продлевалась) он увидел столько нового, не укладывающегося в ложе господствующих церковных догм, что вернуться к размеренной жизни священника уже не мог. Ему суждено было стать свидетелем сильного землетрясения; он нашел окаменелости невиданных животных; он встречался с племенами людей, ведущих первобытный образ жизни, и с незнакомыми цивилизациями, поражающими своим развитием и изысканностью. Благодаря опыту, полученному в ходе экспедиции, он прояснил суть противоречивых эволюционных гипотез, услышанных им в университетах, и выковал из них свои стройные концепции. Благодаря сделанным им открытиям теоретические умозаключения обрели практическое подтверждение. Если ранее молодой Дарвин лишь поклонялся гению великих мыслителей, то после путешествия на «Бигле» он почувствовал себя равным Ньютону. Мировоззрение Дарвина менялось незаметно для него самого. Во время путешествия не было времени на осмысление происходящего. Он наслаждался приключениями и преодолевал многочисленные трудности, к которым можно было отнести и общение с капитаном Фитцроем. Дарвин с детства отличался рассудительностью. На примере своего дедушки он хорошо понял, насколько неблагоразумно выступать против уклада общественных отношений. Он мог посещать школу при англиканской церкви, но при этом внимать альтернативным религиозным теориям. Он презирал рабство и феодальную классовую структуру английского общества, но не отказывался от своего места в элитном классе этого же общества. В течение пяти лет ему пришлось делить кров и стол с наиболее консервативным представителем британской аристократии. Фитцрой, прямой потомок короля Чарльза II, был сторонником крайне реакционных взглядов. Какие бы новые законы ни предлагали лорды и правительство Великобритании, он находил все новшества неразумными. Дарвин вынужден был прикусывать язык, когда Фитцрой за- 34
У истоков теории Дарвина =- под и л речь о счастье рабов, опекаемых своими хозяевами, не замечая страданий людей, которых увозили из родных мест, от семей во имя процветания империи. Фанатичная религиозность и консерватизм Фитцроя не могли не вызвать у Дарвина ощущения дурного вкуса, даже несмотря на то, что его карьера предполагала служение церкви. По мнению Фитцроя, все в природе: каждый обнаруженный минерал, окаменелый остаток или примечательная особенность местности — в точности соответствуют святому писанию. Поэтому Дарвину не с кем было обсудить свои эволюционные гипотезы. Каюта капитана совсем не подходила для научных дискуссий. У Дарвина была своя небольшая каюта на борту судна, где он хранил книги и оборудование. Здесь он проводил дни, борясь с морской болезнью. Ему так и не удалось адаптироваться к морским путешествиям. Он знал, что, несмотря на свою страсть к приключениям, он никогда больше не решится на путешествие морем. При любой возможности Дарвин сходил на берег и продолжал путешествие по суше, часто договариваясь с капитаном, что он вернется на судно в другом порту. За время путешествия Дарвин побывал в джунглях Амазонки, проскакал на коне сквозь пампасы и взбирался на Анды. Незадолго до экспедиции Седжвик показал Дарвину новую книгу Чарльза Лилля (Charles Lyell) «Принципы геологии» (Principles of Geology). В книге раскрывалась альтернативная теория формирования Земли — униформатизм. Отвергая теорию катастроф, Лилль предположил, что изменение земной поверхности происходит постепенно день за днем под влиянием обычных природных явлений. Все знают, какое влияние оказывают волны на камень, хотя порой трудно бывает оценить суммарный эффект за миллионы лет. Такое же влияние оказывают реки и тающие ледники на ландшафт Земли. Даже тем, кому не довелось быть свидетелем землетрясений и извержений вулканов, не трудно представить влияние этих событий на поверхность Земли. Горы и долины возникли не внезапно, а в результате 35
Глава 2 постоянного воздействия многочисленных факторов. Хотя Седжвик и заинтересовался теорией Лилля, он посоветовал Дарвину не относиться к ней слишком серьезно. Несмотря на предостережения Седжвика, Дарвин теперь смотрел на мир другими глазами и всюду видел динамику постепенного геологического развития. Он анализировал образцы горных пород, чтобы выяснить происхождение островов и вулканов Южной Америки. Сталкиваясь с необычным ландшафтом, он перечитывал книгу Лилля. Вскоре Дарвин обнаружил, что ему действительно удается понять и объяснить происхождение различных ландшафтов как результат постепенной эволюции. Так, он предложил собственную теорию формирования террас в пампасах в результате постепенного изменения уровня моря и формирования новой береговой линии. Обнаружив великолепно сохранившиеся окаменелости вымерших животных без каких-либо следов повреждений, Дарвин засомневался в теории Седжвика, согласно которой вымирание видов и изменение ландшафта Земли происходило только в результате катастроф мирового масштаба. Как ни старался Дарвин следовать советам Седжвика и критически относиться к теории Лилля, все больше он убеждался в том, что постепенная изменчивость является естественным состоянием окружающего мира. Однажды в Чили, отдыхая после утомительного конного перехода по лесным зарослям, Дарвин стал свидетелем землетрясения. Земная твердь, казавшаяся монолитом, дрожала, «как щенка на поверхности воды». Дарвин помчался на «Бигль», и они вышли в море немного севернее города Консепсьон (Concepcion). «По всему городу валялись бревна, каркасы домов и мебель, как будто тысячи судов потерпели здесь кораблекрушение» — так позднее описывал увиденное Дарвин. Город был полностью разрушен землетрясением, а затем десятиметровая приливная волна накрыла его, увлекая за собой шхуну. Город был уничтожен почти со всем населением. Дарвин онемел от ужаса. Он не мог себе представить, что силы природы могут иметь такую 36
-= У истоков теории Дарвина =- разрушительную мощь. Идя по берегу, он видел множество морских животных так высоко над уровнем моря, что в это трудно было поверить. Берег также изменился до неузнаваемости. Теперь он понимал, что масштабные изменения ландшафта происходят не только в результате мировых катастроф. Исследования Дарвина не ограничивались геологией. Он собрал и изучил большую коллекцию животных и растений. Начал Дарвин с морских организмов, добывая планктон с помощью трала. Рассматривая свой улов под микроскопом, он поражался многообразию и красоте этих созданий. Зачем Творцу нужно было добиваться такого совершенства, если посреди океана все равно некому оценить безукоризненность его творения? В пампасах он обнаружил два вида страусов нанду, лишь немного отличавшихся по размеру и цвету ног. Один вид был представлен в северной части пампасов, а другой на юге с небольшим перекрытием их ареалов. Натуралиста удивляло как разнообразие наземной жизни, так и то, что в Америке и в Африке в аналогичных условиях существуют похожие по внешнему виду, но совершенно разные виды животных. Еще одним увлечением Дарвина были окаменелости вымерших животных. Некоторые из них были довольно крупными и увесистыми, что крайне раздражало капитана Фитцроя. Дарвин не всегда мог идентифицировать их на месте. Он находил останки древних ленивцев и броненосцев, которые выглядели как увеличенные копии современных животных. Как и современные виды, они были уникальны для данного континента и не встречались больше нигде в мире. Помимо поиска новых земель для английской короны команда «Бигля» занималась доставкой миссионеров. На Огненную Землю нужно было возвратить трех местных жителей, которых ранее вывезли в Англию для обучения. Эти люди были одеты и вели себя так же, как Дарвин. Ему доставляло удовольствие проводить время в беседах с ними. Когда корабль причалил у берегов Огненной Земли, все 37
-= Глава 2 =- увидели местных жителей. Они были грязными, с колтунами в волосах, почти голые, даже в холодную погоду. Их речь Дарвин охарактеризовал как непередаваемо отвратительные звуки. Сходство во внешнем виде между милыми миссионерами и дикарями казалось ему противоестественным. Примитивный способ существования этих людей поразил Дарвина. Он писал: «Сколь разительно отличие дикарей от цивилизованного человека. Они отличаются от нас больше, чем дикие животные от одомашненных... Во всем мире не найдется более примитивных людей». По пути домой «Бигль» сделал остановку на Галапагосских островах. Считается, что именно эти сухие вулканические острова были тем местом, где Дарвин окончательно сформулировал свою теорию эволюции видов. В действительности к этому времени все мысли Дарвина были заняты только возвращением домой. Фитцрой часто впадал в депрессию; путешествие длилось уже на три года дольше, чем планировалось; Дарвин все больше тяготился плаванием и мечтал обрести домашний покой в небольшом сельском приходе с милой женой и розовощекими детишками. И все же он не мог не поражаться удивительной фауне этих заброшенных островов: огромные черепахи и ткачики, птицы-пересмешники и странные морские игуаны. Он легко набрал большую коллекцию животных, поскольку звери и птицы совершенно не боялись людей. Но он уже устал делать записи в своем журнале о том, на каком острове был пойман тот или иной экземпляр. В его коллекции совсем нет черепах, хотя местные жители рассказывали ему, что на каждом острове обитают черепахи определенного вида. Энтузиазм Дарвина к моменту прибытия на Галапагосские острова уже был на исходе. И все же увиденное впечатлило его. За месяц до возвращения домой в перерывах между приступами морской болезни он записал в своем журнале: «Во время посещения острова за островом я обнаружил, что каждый из них населен своей довольно скудной фауной, представленной главным образом птицами. Причем в сходных условиях на 38
-= У истоков теории Дарвина ^ островах обитали похожие виды птиц, которые, тем не менее, несколько отличались от своих сородичей с другого острова. Единственное объяснение, которое кажется мне верным, состоит в том, что эти виды произошли в результате варьирования одного общего предка. ... Если это так, то архипелаг заслуживает более пристального изучения биологами, так как здесь мы можем найти ответ на волнующий всех вопрос о постоянстве видов». По возможности во время путешествия Дарвин отправлял собранные образцы и сообщения своей семье и Гесло. Его работы становились известными и друзья настаивали, чтобы Дарвин изложил результаты своих исследований в научной статье, поскольку они на 99,9% интереснее и убедительнее, чем все напечатанное до сих пор. Отец Дарвина наконец был польщен и горд за сына настолько, что даже не ворчал, когда Чарльз вновь попросил финансовую помощь. Дома Дарвин вернулся домой в 1836 году. Он поклялся никогда больше не садиться на корабль, поскольку удостоверился, что в мире ничего нет лучше, чем английские берега. Он вернулся к своей семье и ученому миру Англии, который с нетерпением ждал возвращения Дарвина, жаждавшего, в свою очередь, поведать миру о своих открытиях. Теперь начиналась настоящая работа. Огромные короба с образцами горных пород, чучелами животных и гербариями растений следовало рассортировать и предоставить для идентификации лучшим экспертам-биологам. К удивлению Дарвина, искать специалистов не пришлось. Многие сами предложили свои услуги. Поскольку научные отчеты и некоторые собранные экземпляры коллекции поступили в Англию еще до приезда Дарвина, он уже хорошо был известен европейским ученым. К большому неудовольствию Дарвина, он вынужден был переехать в Лондон, чтобы жить и работать поближе к музеям и коллекциям биологических экспонатов. В Лондоне 39
— Глава 2 =- он сблизился с братом Эразмом, у которого была своя медицинская практика в столице. Кроме того, брат Чарльза организовал что-то вроде клуба, где собиралась интеллектуальная элита Лондона для бесед и рассуждений о новых радикальных течениях в обществе и науке. Ходили слухи о скандальной связи Эразма с Харриет Мартино (Harriet Martineau) — писательницей с феминистическими и атеистическими взглядами, поклонницей Томаса Мальтуса, с которым она лично была знакома. Дарвин вновь окунулся в поток свежих философских идей и рассуждений — иногда передовых, иногда бредовых, как близких биологии, так и весьма далеких от нее. Безусловно, все эти идеи оказывали влияние на Дарвина, когда он систематизировал свои материалы и писал отчет в «Журнале исследований живой природы и геологии стран, посещенных во время кругосветного путешествия на корвете «Бигль» под командованием капитана Фитцроя». В Лондоне Дарвин общался с величайшими светилами науки, которые с радостью встречали известного путешественника и естествоиспытателя. Так, Ричард Оуэн (Richard Owen), знаменитый ученый, занимающийся сравнительной анатомией, согласился изучить окаменелости, привезенные Дарвином. Известный орнитолог Джон Голд (John Gould) занялся классификацией коллекции птиц. Даже Лилль, чья книга по геологии так повлияла на мировоззрение Дарвина, выразил желание встретиться с ним. Дарвин стал вхож в высочайшие академические круги, и многие научные организации сочли за честь предложить ему стать их почетным членом. Скромный и дружелюбный молодой ученый с амбициями пришелся ко двору. Дарвин ценил внимание и славу, обрушившиеся на него, и ему нравился образ бесстрашного подвижника науки. По мере того как рутинная работа над разбором коллекции и составлением отчета о путешествии на «Бигле» продвигалась к концу, Дарвин все яснее осознавал, каким должен быть основной вывод. Идея изменчивости (или трансмутабелъности — термин, используемый Дарвиным) 40
— У истоков теории Дарвина ^ видов становилась все очевиднее. Птицы-пересмешники, пойманные им на Галапагосских островах, оказались не разновидностями материковых видов, а отдельными видами. Темные маленькие ткачики, пойманные на разных островах, также оказались разными видами, хотя и похожими друг на друга, как похожа большая синица на синицу лазоревку. Только сейчас обнаружилось, что Дарвин не сделал записей о том, на каком острове был пойман тот или иной экземпляр птицы. Пришлось обращаться за помощью к капитану Фитцрою, чтобы восстановить хронологию событий. Дарвин пришел к выводу, что морские игуаны не обитают на берегах Южной Америки, как он полагал, а являются эндемиками Галапагосских островов. Только сейчас он вспомнил, как один матрос говорил ему, что на каждом острове архипелага обитают черепахи разных видов. Идея о том, что животный мир Галапагосских островов может послужить примером эволюции, пришла к нему уже в Англии, а не на островах. Через год после возвращения Дарвин начал писать книгу заметок и назвал ее «Зоономия» в честь эволюционного труда своего деда Эразма Дарвина. На 27 страницах ученый изложил вопросы, возникающие при изучении изменчивости видов и постарался дать ответы на них, или по крайней мере описать необходимые эксперименты и наблюдения, которые могли бы привести к ответам. Работа была написана не для печати, а для того, чтобы привести в порядок собственные мысли. Дарвин вообще остерегался делиться своими идеями с кем-либо. В это время другие ученые мыслители предлагали свои теории. До сих пор пользуется популярностью работа Роберта Гранта, хотя официальная наука относится к нему презрительно. Появились новые книги, в частности «Признаки естественного происхождения живой природы» (Vestiges of the Natural History of Creation) анонимного автора, под которым, скорее всего, скрывался Роберт Чамберс (Robert Chambers). (Впрочем, Чамберс до конца жизни отказывался от авторства.) В этой книге приводились 41
-= Глава 2 — интересные примеры изменчивости видов, но она была написана слишком уж популярным языком и научные обоснования вызывали сомнение у критиков. Как отмечал Дарвин, «автор плохо разбирался в геологии, а в зоологии еще хуже». И все же Дарвин не считал, что это книга заслуживает столь яростного критического отзыва длиной в 400 страниц, написанного его прежним работодателем Адамом Седжвиком. Седжвик писал: «Если в книге есть хотя бы толика правды, то бессмысленно взывать к своему здравому смыслу. Получается, что религия — это ложь; законы общества—лишь нагромождение глупости и, в конечном итоге, беззаконие; мораль — вздор; наша борьба за освобождение негров Африки от рабства — полный идиотизм; а мужчины и женщины — лишь слегка усовершенствованные животные!». Как известно, острая критика лишь разжигает любопытство. «Признаки...» были изданы тиражом в 24 000 экземпляров, значительно опередив «Принципы...» Лилля и последующую книгу Дарвина «Происхождение видов». Несмотря на то что книга характеризовалось как «никудышная наука», именно она стала источником идей для Альфреда Рассела Уоллеса (Alfred Russel Wallace) и Герберта Спенсера (Herbert Spencer), журналиста и друга Харриет Мартино. Чуть позже Спенсер предложил свою собственную теорию эволюции, которой посвятил несколько публикаций и книгу под названием «Первые принципы» (First Principles), вышедшую в 1862 году. В ней предлагается метафизическая концепция эволюции. Дарвин читал эту книгу, но даже не считал нужным сделать вид, что понял ее. Остро негативная реакция на книгу общественности и тех людей, кто был для Дарвина авторитетом, заставила его скрывать собственные эволюционные убеждения. Другой повод для сдержанности состоял в том, что эволюционные идеи быстро становились частью политической пропаганды лидеров рабочего движения, оспаривавших привилегии и божественную природу власти правящего класса. Хотя Дарвин и не относил себя к правящему классу, рабочий класс Англии также не был для него социально близким. 42
-= У истоков теории Дарвина =- Этого было достаточно, чтобы не распространяться по поводу своих представлений об эволюции видов, по крайней мере до тех пор, пока не будут собраны убедительные доказательства в поддержку гипотезы. Дарвин также надеялся, что общество со временем станет более терпимым к эволюционным теориям. На протяжении всей жизни Дарвина раздирали противоречия между конформизмом буржуа и долгом ученого. Он заканчивал один блокнот и начинал новый, муссируя доводы в пользу теории эволюции и против нее. Он задавал вопросы селекционерам растений и заводчикам домашних животных. Он даже сам начал разводить голубей и посещать голубятни в рабочих районах города, где раньше побрезговал бы появиться. Он накапливал информацию и экспериментировал. Например, выдерживал семена растений в соленой морской воде, чтобы выяснить, сохранят ли они всхожесть, а также проделывал множество других экспериментов, чтобы получить ответы на возможные вопросы критиков теории. Все эти эксперименты он проводил, не обмолвившись даже словом с кем-либо об их истинной цели. Но было невыносимо держать все в себе. Наконец в лице Джозефа Хукера (Joseph Hooker) Дарвин нашел человека, с которым можно было поделиться своими мыслями. Этот молодой ботаник был великолепным ученым, хотя и слишком юным, чтобы оценить всю глубину теории. Переполненный собственными идеями, он восхищался Дарвином и мечтал повторить его путешествие. Дарвин решился поделиться своими мыслями с Хукером, каждый раз извиняясь за дерзость идей. К радости Дарвина, Хукер не нашел их вздорными или оскорбительными для религиозных чувств. Он слушал и предлагал свои контраргументы — как раз то, что было нужно Дарвину. И общество действительно менялось. На сцену выходит еще один дерзкий молодой человек — Томас Хаксли (Thomas Huxley). Он не был эволюционистом, но презирал предрассудки старого общества и лоббировал идею отделения науки от редигии. Хаксли пытался найти иод- 43
-= Глава 2 =- держку у великого Ричарда Оуэна, блистательного анатома и президента Британской ассоциации содействия науке. Положение в элитном обществе заботило Оуэна еще больше, чем Дарвина, поэтому он ответил Хаксли весьма грубо, чтобы связь с ним не повредила его репутации. Но отстраненность Оуэна от новых течений в обществе в действительности стала началом заката его карьеры. Наступали новые времена, и хотя ученые еще этого не осознавали, многие из них были готовы принять теорию эволюции. 44
Глава 3 Что сказал Дарвин Прошло 20 лет с тех пор, как Дарвин начал вести записи своих идей об эволюции видов, но только теперь, в 1858 году, он решился объявить о своей гипотезе. Настало подходящее время. Свежие теории стали доминировать в биологии, и неадекватность старых представлений о природе становилась все очевиднее. Решиться на обнародование идей помог Дарвину его старый учитель Чарльз Лилль. В частной беседе Дарвин поведал ему о своей гипотезе, и Лилль посоветовал обнародовать ее как можно быстрее, иначе он на правах учителя задаст ему трепку. «Безусловно, — успокаивал Лилль, — именитые ученые никогда не признают теорию эволюции, но я уже достаточно давно в науке, чтобы знать, когда можно сделать шаг в сторону. В науку приходят молодые ученые, которые, не смущаясь, поднимают вопрос об эволюции». Один из представителей ученой молодежи особенно впечатлил Лилля. Как-то он в одном простеньком сельскохозяйственном журнале прочитал статью одного малоизвестного автора — Альфреда Рассела Уоллеса (Alfred Russel Wallace). В статье он делал дерзкие предположения, которые, как сейчас понял Лилль, поразительно совпадали с идеями Дарвина. Безусловно, все эти новые гипотезы выбивали почву из-под ног Лилля и других ученых его поколения, но он знал, что противостоять новым веяниям бессмысленно. «Публикуй свой труд сейчас, — сказал он Дарвину, — иначе завтра тебя обойдут другие».
^ Глава 3 ^ Дарвин был готов к объявлению своей теории, но не мог решить, как лучше это сделать. Ему казалось, что необходимо написать внушительный фолиант томов в десять с множеством фактов, не оставляющих ни единого шанса критикам подвергнуть сомнению новый биологический закон. Дарвин все еще перестраховывался. Он очень хорошо помнил, какой разнос устраивали раньше всем тем, кто осмеливался на подобную «ересь», и не собирался подвергать риску свою репутацию и положение в обществе, не имея в руках неопровержимых фактов. Наконец фундамент для новой теории был подготовлен, частично благодаря труду самого Дарвина, частично в результате естественных изменений в обществе, ставшем более открытым для новых идей. Молодые биологи, такие, как его друзья Джозеф Хукер и Томас Хаксли, ждали только повода, чтобы опрокинуть столпы заплесневелой академической науки. Дарвин готов был предоставить им такой повод. Дарвин хотел видеть Уоллеса в числе своих соратников, хотя его первые статьи, которые так впечатлили Лилля, оставили Дарвина равнодушным. «Ничего нового и слишком много креационизма», — так охарактеризовал их Дарвин. (Действительно, Уоллес не отрицал сотворение видов животных Богом, но его версия этого процесса отличалась от библейской.) Услышав замечания Лилля, Дарвин перечитал статью еще раз и признал, что Уоллес действительно является опасным конкурентом. Он написал письмо Уоллесу и похвалил за интересный труд и новизну мысли. Дарвин предложил обмениваться корреспонденцией и финансировал экспедицию Уоллеса на Дальний Восток для сбора коллекции домашних кур, уток и голубей. Позже Дарвин не раз жаловался, что расценки за морскую перевозку коллекции его просто убили, но экспонаты действительно были бесценными. v Дарвин похвалил Уоллеса за его идею изменчивости видов. Они оба мыслили в одном направлении. Тем не менее вежливо, но решительно в своих письмах Дарвин дал понять, что теория эволюции — это его вотчина и разобраться в этих вопросах кому-либо другому будет сложно. Он писал: 46
Что сказал Дарвин =- «Я вижу, что наши мысли идут в одном общем направлении и, в некоторой степени, мы даже пришли к одним и тем же выводам. Эти выводы потребовали 20 лет (!) напряженного труда, прошедших с тех пор, как я открыл свой первый блокнот и записал в него мучащие меня вопросы о причинах и механизмах изменчивости видов... Сейчас я готовлю свой труд к изданию, но тема оказалась настолько сложной, что ... вряд ли мне удастся опубликовать работу в ближайшие два года. ... Одной статьи явно будет недостаточно, чтобы в полном объеме изложить мою теорию». Уоллес, страдающий от лихорадки и от тропических ливней, мечущийся в поисках транспорта для перевозки коллекции с острова на остров архипелага, известного нам сейчас как Индонезия, был польщен вниманием Дарвина. Человек, которого он боготворил, и не только он, но и весь ученый мир Англии, нашел время, чтобы написать ему. Более того, оказалось, что он полностью разделяет его взгляды, что убедило Уоллеса в собственной правоте. О том, что сам Дарвин поддержал его теорию и готов был расписаться под каждым словом, Уоллес пишет своему другу Генри Уолтеру Бейтсу (Henry Walter Bates). Он добавил, что Дарвин может избавить его от необходимости публиковать вторую часть своей теории, «если докажет, что происхождение и изменчивость видов имеют одну и ту же природу, или, наоборот, опечалит меня, если придет к другому выводу. Но как бы там ни было, его факты будоражат мой ум». Позже Уоллес напишет вторую статью и первым делом пошлет ее Дарвину, чтобы узнать его мнение. Для Дарвина новая статья Уоллеса прогремела, как гром среди ясного неба. Стало ясно, что Уоллес как никогда близок к формулировке той же самой теории, над которой так долго трудился Дарвин. Впрочем, теории Уоллеса и Дарвина совпадали не полностью. Некоторые существенные различия проявятся чуть позже. Но оба совершенно четко описали одни и те же движущие силы эволюции видов, что так долго ускользало от более известных и опытных светил науки того времени. Чтобы понять, каким образом сходные теории зародились 47
Глава 3 =- почти одновременно у двух совершенно не связанных друг с другом ученых, следует ближе познакомиться с биографией Уоллеса. Уоллес В некотором смысле Уоллес и Дарвин были зеркальным отражением друг друга. Родословная Дарвинов происходит от простолюдинов, которым удалось разбогатеть и добиться положения в высшем обществе. Уоллес происходит от древнего знатного, но обнищавшего рода. Родители Уоллеса не оставили своим детям никаких средств, и ему всего пришлось добиваться самостоятельно. Оба не принадлежали к классу английской аристократии, но если Дарвин претендовал на определенное положение в обществе и боялся утратить его, то Уоллесу терять было нечего. Он не только не боялся пойти против господствующих взглядов в обществе, но искал любой повод, чтобы эпатировать обывателя. Отец Уоллеса в молодости был вполне зажиточным аристократом. Он выучился на адвоката, хотя работа ему была не нужна и он никогда не практиковал по своей специальности. Жизнь его проходила в светских развлечениях. Затем он женился на девушке, которая была значительно моложе его и не имела приданого. По мере того как семья росла, дела шли все хуже и хуже. Серия убыточных капиталовложений совершенно разорила семью, так что даже пришлось продать поместье. Молодой Уоллес остро ощутил эту потерю. Позже он писал, что ему трудно было припомнить лица членов семьи, но он в мельчайших деталях помнил каждый уголок усадьбы, каждую трещинку в стене родового гнезда. Затем семья меняла дом за домом, и каждый раз новое жилище было меньше предыдущего и более ветхое. Уоллесу пришлось прервать учебу из-за недостатка средств в семье, и он отправился работать. Свою трудовую деятельность Уоллес начал помощником в небольшой строительной фирме, где уже работал его старший брат Уильям. Уоллесу было всего 48
Что сказал Дарвин ^ 14 лет, но хозяин и рабочие компании отнеслись к новичку по-семейному, и он всегда тепло отзывался о своем первом рабочем месте. Близость к рабочему классу предопределила развитие его социалистических взглядов, которым он оставался верен всю жизнь. Уоллес не прекращал самообразования, посещая рабочий клуб «Зал науки» (Hall of Science) — нечто вроде читального зала библиотеки, где рабочие могли выпить чашечку кофе и почитать книги. В клубе часто проводились лекции в поддержку социалистических революционных доктрин, призванных разрушить несправедливую классовую систему Англии. Впрочем, в кругах золотой английской молодежи, в которые был вхож Дарвин, обсуждались гораздо более радикальные социальные доктрины. Уоллес поменял много специальностей, включая изготовление ювелирных изделий, пробовал также преподавать. У старшего брата он научился геодезии и очень полюбил это занятие, поскольку хождение по окрестностям во время геодезической разведки местности чем-то напоминало ему беззаботные дни детства. Благодаря этой работе он много путешествовал по Англии. Его социалистические взгляды от этого лишь укрепились. Ему с братом часто приходилось заниматься переразметкой общественных валлийских земель, которые в результате правительственных актов передавались в частное пользование зажиточным лендлордам. Для Уоллеса наука стала антидотом от несправедливой и закостенелой английской действительности. Буиты рабочих против внедрения машин на производстве к тому времени уже стихли. Теперь рабочие увидели в технологическом прогрессе выход из нищеты. Именно благодаря освоению новых технологий семьи, подобные Дарвинам и Веджвудам, пробились в высшие слои общества. Индустриальная революция стала рассматриваться как универсальный эквалайзер общественных отношений. Уоллес с трепетом входит в мир науки, которая, по его мнению, должна принести миру глобальные изменения социального строя. Кроме того, как и Дарвин, Уоллес любил познавать окружающий мир. Из 49
-= Глава 3 =■ своих геодезических экспедиций Уоллес всегда привозил гербарии засушенных растений, постепенно становясь ботаником-любителем. Он повстречался с другим самоучкой и страстным коллекционером насекомых Генри Уолтером Бейтсом (Henry Walter Bates). Бейтс к тому времени уже успел напечатать одну статью в журнале «Зоолог» (The Zoologist). Так же, как и Уоллес, Бейтс был знаком с трудом простого рабочего. Свою рабочую карьеру он начал подмастерьем в магазине по продаже трикотажа, которым владел его отец. Биология для обоих молодых людей была всего лишь увлечением, и никто из них даже не предполагал, что это занятие может стать их профессией. Тогда вообще не было такой профессии как ученый. Заниматься наукой могли себе позволить только обеспеченные люди, врачи или священники. Чтобы преподавать в университете, необходим был духовный сан. Ни один из молодых людей не стремился стать священником, да они и не могли себе этого позволить, если бы даже хотели. Общей мечтой Уоллеса и Бейтса было путешествие в тропические страны. Они мечтали внести посильный вклад в науку, изучив животный мир неведомых стран, как это сделали Гумбольдт и Дарвин. Ни у одного из них не было четкого плана осуществления своей мечты, но двоим мечталось лучше, чем одному. Бейтс работал над тем, чтобы убедить свою семью отпустить его в плавание. Уоллес всерьез занялся геодезией. Наступила эра паровозов, и по всей Англии прокладывались железные дороги. Прежде чем строить железную дорогу, необходима была геодезическая разведка местности. Заказы шли потоком, работе не было ни конца, ни края, что в итоге привело к смерти старшего брата Уоллеса Уильяма. Он продолжал работать, когда началась снежная буря, простудился и умер. Альфред также не отказывался ни от каких заказов и даже взял себе в помощники младшего брата Джона. Работая вдвоем, он смогли скопить достаточно денег, чтобы купить своей матери новый дом (их отец к тому времени умер) и дать возможность сестре 50
- Что сказал Дарвин =- вернуться из Франции, где она работала гувернанткой. И даже после этих грат у братьев еще осталось достаточно денег для путешествия. После рискованной поездки Уоллеса и Бейтса к берегам Амазонки брат Джон сам отправился в Калифорнию на поиски золота. Чтобы обеспечить финансирование экспедиции, Бейтс и Уоллес искали поддержку у коллекционеров. Теология природы была все еще популярной, и богатые аристократы вкладывали огромные деньги в экспедиции, чтобы благодаря коллекциям диковинных животных прославить Бога и самих себя. Друзья обратились к торговым агентам с просьбой подыскать покупателей для собранных ими экспонатов, а также обратились за помощью в Британский музей. Чтобы подготовиться к экспедициям, молодые люди штудировали всю доступную литературу по естествознанию. Они прочитали «Признаки естественного происхождения живой природы» Роберта Чамберса. Бейтс, как и Дарвин, критически отнесся к этому произведению. По его мнению, гипотезы явно были притянуты за уши. Реакция Уоллеса была противоположной. Вместо того чтобы выискивать в книге недочеты, он уловил основную идею труда и восхитился ею. Уоллес соглашался, что в работе Чамберса осталось много белых пятен, но это лишь подзадоривало молодого исследователя. Уоллес считал, что ему по силам будет заполнить эти пробелы. Он стал вести дневник, в котором отмечал факты, подтверждающие гипотезу Чамберса об изменчивости видов. Теперь Уоллес четко осознал стоявшую перед ним задачу: он соберет свидетельства о том, что вид может образоваться от другого вида, и опровергнет утверждение Лилля о постоянстве видов. Когда Уоллес и Бейтс отправились к Амазонке, одному было всего 22, а другому — 23 года. Наука того времени держалась на бесстрашных подвижниках. В дельте Амазонки друзья вместе принялись собирать экспонаты для коллекции, но через пару месяцев их пути разошлись, и каждый продолжил работу самостоятельно. Что заставило их разойтись, так и осталось загадкой. Они сохранили дружеские 51
-= Глава 3 =- отношения и продолжали переписываться, но в следующий раз встретились только через много лет. Бейтс провел в амазонских лесах долгие годы и стал знаменитым энтомологом. Уоллес проплыл вверх по Амазонке тысячи миль, до того места, где в нее впадает Рио-Негро. Вначале Уоллеса сопровождали проводники, говорящие по-португальски, но затем он научился общаться с индейскими племенами. Он был неутомим: учил португальский язык, вникал в секреты коллекционирования, учился стрелять и сохранять образцы животных для коллекции. У Уоллеса все больше накапливалось фактов в поддержку его взглядов о происхождении видов. Он тщательно отмечал в дневнике наблюдений ареалы распространения животных. От его наблюдательного взгляда не ускользнул тот факт, что по оба берега реки живут удивительно похожие, но все же отчетливо различимые виды животных. Уоллес провел на Амазонке три года. Сбор экспонатов для коллекции приносил ощутимый доход, и из любознательного юнца Уоллес превратился в профессионала. К нему присоединился младший брат Герберт, решивший научиться ремеслу коллекционера. Вскоре Герберт понял, что это занятие — не для него, но незадолго до возвращения он заболел желтой лихорадкой. До Уоллеса доходили лишь обрывочные сведения о том, что брат серьезно болен и находится где-то в тропическом лесу, вдалеке от каких-либо городов, а весть о смерти брата пришла лишь через несколько месяцев. Так начался сопровождаемый неудачами путь домой. Этот период жизни Уоллеса был насыщен событиями. Уоллес стал прототипом многих героев Джозефа Конрада (Joseph Conrad) и Сомерсета Моэма (Somerset Maugham), а совсем недавно вышла новелла А. С. Баятта (A. S. Byatt), посвященная жизни Уоллеса. Возвращаясь домой из джунглей Амазонки, Уоллес посетил могилу брата. Затем он занялся отправкой тридцати четырех клеток с живыми животными и птицами (включая ручного тукана), которые уже давно 52
Что сказал Дарвин =- должны были быть отправлены, но они застряли на таможне. Нужно было также собрать и отправить многочисленные дневники наблюдений, разрозненные записи, экземпляры для собственной коллекции и прочие материалы. Тукан слетел в воду и утонул — дурное предзнаменование. Через два дня после отплытия в каюту Уоллеса постучал капитан и сообщил, что на корабле начался пожар. Уоллесу удалось захватить с собой лишь минимум: некоторые личные вещи и несколько дневников в металлическом саквояже. Больше ничего он не мог взять в спасательную шлюпку. Вся коллекция животных и материалы наблюдений за три года исследований, а также его личная коллекция, «сотни новых замечательных видов, которых еще не видела Европа», погибли вместе с судном. Потерпевших крушение заметили и спасли через несколько дней, но на этом злоключения не закончились. Спасшее их судно оказалось довольно ветхим, и разыгравшийся шторм почти доконал его. Капитан уже был готов отдать приказ рубить мачты, чтобы предотвратить опрокидывание судна, но ураган начал стихать, позволив путешественникам кое-как добраться до родных берегов. Уоллес вернулся домой практически с пустыми руками. От полного банкротства его спасло только то, что опытный агент застраховал коллекцию на 200 фунтов. После таких приключений большинство из нас навсегда оставили бы мысль о путешествиях и продолжили бы заниматься спокойной и прибыльной геодезией. Но не таким был Уоллес. Проскучав несколько месяцев дома, он уже составлял план нового путешествия, на этот раз в еще более удаленный регион — Малайский архипелаг (Индонезия). Уоллес уже был известен в Англии как заслуживающий доверия коллекционер, и ему не составило труда найти спонсоров для нового предприятия, хотя его план несколько раз серьезно менялся. Наконец спонсор снабдил его билетом первого класса и достаточной суммой денег, чтобы нанять несколько молодых помощников. Экспедиция про-длилась восемь лет. Плавая от острова к острову, Уоллес еще раз 53
■= Глава 3 =■ воочию наблюдал влияние географической изоляции на эволюцию видов. В Сингапуре еще в начале экспедиции Уоллес написал свою первую статью — «О законе, который управляет возникновением новых видов». Именно эта статья так впечатлила Лилля. По мнению Уоллеса, этот закон состоит в том, что каждый вид живых организмов возник и существует в окружении родственных видов. Идея общности происхождения этих видов была логическим продолжением приведенных фактов, на что и обратил внимание Лилль. Уоллес предложил для видов свою классификацию, в виде дерева с ветвями, отходящими от общего ствола, — метафора, которую использовал Дарвин. Возможно, этот факт, а также фраза «острова были заселены один за другим, причем виды создавались по плану, уже существующему на другом острове», вызвали у Дарвина пренебрежение к статье. Слово созданы в тексте статьи заставило Дарвина считать Уоллеса еще одним креационистом, тогда как Уоллес использовал это слово лишь для удобства, поскольку термины возникли и произошли еще не использовались в научной литературе. После того как по настоянию Лилля Дарвин перечитал статью, он увидел то, что сначала пропустил. Никому не известный коллекционер очень близко подошел к его собственной теории. Он немедленно написал Уоллесу. В представлении Дарвина Уоллес был одним из немногих избранных, кто мог понять и оценить его тайную теорию. Он написал Уоллесу, что впечатлен глубиной его статьи и что идеи Уоллеса очень близки к его собственной гипотезе. Но тут же он сообщил, что в основе его взглядов на эволюцию видов лежит еще очень много важных фактов, о которых невозможно сообщить в письме. В будущем Уоллес мог стать очень важным союзником. Чтобы упрочить связи, Дарвин финансирует экспедицию Уоллеса и просит его собрать на Малайском архипелаге экземпляры экзотических домашних кур, уток и голубей для своей личной коллекции. Уоллес, который рассчитывал, что статья как трубный глас разнесет по всему миру его эволюционные идеи, с не¬ 54
^ Что сказал Дарвин терпением ждал шквала отзывов с поддержкой или опровержением его теории. Он, конечно, понимал, что, находясь на другом полушарии, нельзя ожидать скорых новостей. Но шли месяцы, и никто Уоллесу не писал, за исключением одного рецензента, который дружески советовал Уоллесу заниматься тем, что он умеет, — коллекционированием экспонатов— и не лезть в теории. И вдруг год спустя после выхода статьи он получает письмо от великого Дарвина. К письму кумира он отнесся, как к Божьему дару. Но вто время, когда Дарвин мучительно выписывал свой многотомный опус, Уоллеса сразила малярия. Измученного лихорадкой Уоллеса, надолго застрявшего в маленькой хижине в поселке Тернате на острове Моллука, вдруг осенило. Ему внезапно открылась суть эволюции, поскольку он вспомнил эссе, прочитанное почти 12 лет назад. Подсказка Мальтуса Его Преподобие Томас Мальтус жил и работал в том же городе, где родился Уоллес. С его подачи экономика стала считаться «мрачной наукой». Оптимистично настроенных философов-гуманистов французского Возрождения Мальтус осаждал одним неприятным замечанием: число людей на Земле растет быстро, даже слишком быстро, чего не скажешь о ресурсах, потребляемых людьми. Бесконтрольный рост народонаселения происходит в геометрической прогрессии, тогда как производство продуктов питания возрастает в арифметической прогрессии, поскольку ограничено доступными площадями плодородных земель. Поэтому человечество очень скоро столкнется с проблемой нехватки продуктов питания и других необходимых для жизни ресурсов. Это, в свою очередь, приведет к ожесточенной конкуренции за ресурсы. Труды Мальтуса получили широкую известность и часто использовались для оправдания самых разных социальных доктрин. Некоторые настаивали на ужесточении контроля над рождаемостью, особенно среди нищих и бездомных. 55
■= Глава 3 - Либерально настроенные буржуазные философы выступали против этих мер и утверждали, что нехватка ресурсов является лучшим двигателем прогресса. Обнищание масс заставит людей шевелить мозгами, появятся всякие технические и экономические инновации, что пойдет на пользу всему обществу — так рассуждал Адам Смит. И каждый в доказательство ссылался на Мальтуса. Скоро это уже стало дурным тоном. (Теории удалось выжить, несмотря на презрительное отношение к ее автору во всем мире, только потому, что она была неоспоримо верной.) Уоллес и Дарвин также ссылались на Мальтуса в своих работах, что не удивительно. Теория Мальтуса удивительно подходила для объяснения движущей силы эволюции. Наиболее четко это выразил Уоллес: «Однажды я вдруг вспомнил книгу Мальтуса «Законы народонаселения» (Principle of Population), которую прочитал двенадцатью годами ранее. Я задумался над его элементами «позитивного контроля над ростом численности людей» — болезни, несчастные случаи, войны и голод, которые сдерживают численность дикарей на уровне несравнимо более низком, чем в цивилизованных странах. Я вдруг понял, что аналогичные законы действуют и в мире животных. А поскольку животные плодятся гораздо интенсивнее, чем люди, следовательно, сдерживающие факторы оказывают на них гораздо более сильное разрушительное воздействие. Если бы это было не так, мир давно был бы наводнен наиболее интенсивно размножающимися видами. Размышляя об этих губительных сдерживающих факторах внешней среды, я вдруг пришел к интересному вопросу: почему одни гибнут, а другие выживают?». Дарвин говорил, что подобные идеи посетили его еще за 20 лет до этого, но он не решался опубликовать их. Уоллес, напротив, тут же изложил все на бумаге, как только тропическая лихорадка немного отступила. Через три дня он уже послал статью Дарвину с просьбой ознакомиться с ней и, если он найдет ее заслуживающей внимания, передать Лиллю. 56
-= Что сказал Дарвин — Откровение Дарвина С получением письма для Дарвина наступил момент истины. В общем-то, он поступил именно так, как просил Уоллес — передал письмо, а вместе с ним и свою дилемму Лиллю. Вскоре к обсуждению по просьбе Дарвина присоединился и Хукер. «Что делать? — взывал он к своим друзьям. — Я лучше сожгу свою собственную книгу, но не дам ему или кому-либо иному повода считать, что я поступил так ничтожно. Не кажется ли вам, что, послав мне это письмо, он просто связал мне руки?» Руки Дарвина, возможно, и были связаны, но с руками Лилля и Хукера все было нормально. Они могли за Дарвина сделать то, чего он не мог сам. К тому же у Дарвина была уважительная причина переложить на друзей груз ответственности за принятое решение. Для его семьи наступили черные дни. Младший сын Дарвина Чарльз, болезненный и слабый ребенок, умирал от скарлатины. Другие члены семьи и прислуга также были больны. Да и сам Дарвин был не в лучшей форме. Приступы тошноты преследовали его дни напролет. Лилль и Хукер поступили в стиле Соломона, но вместо того чтобы делить младенца пополам, решили произвести на свет близнецов. Ранее Дарвин кратко изложил теорию в статье, запечатал ее в конверт и отдал жене на сохранение, чтобы она опубликовала труд в случае его смерти. Теорию эволюции Дарвин также вкратце изложил в письме американскому биологу Азе Грей (Asa Gray). Лилль и Хукер вынесли на обсуждение эти работы вместе со статьей Уоллеса на сессию Линнеевского общества, к тому времени представленного уже замшелыми академиками. На этой же сессии были заслушаны другие работы, поэтому эволюционные теории-близнецы не вызвали взрыва эмоций. Хукер полагал, что теории были восприняты позитивно также благодаря покровительству Лилля, чей авторитет серьезного респектабельного ученого был непререкаем. Иначе было бы не избежать язвительных замечаний по поводу работ. Президент общества отметил: «впервые нашему вниманию 57
-= Глава 3 =- были представлены работы, которые в одночасье, так сказать, революционизировали наш научный департамент». Доложив одновременно о трудах обоих авторов на относительно закрытом и немногочисленном заседании ученых, друзья дали Дарвину шанс завершить свой труд и представить его широкой публике. Времени оставалось немного, поэтому Дарвину пришлось отказаться от идеи многотомного труда. Весь следующий год он в спешке писал свою книгу «Происхождение видов» (Origin of Species), которую предполагал назвать прологом будущего сочинения, пока один из издателей не убедил его, что это отпугнет потенциальных читателей. Когда Дарвин публиковал свою книгу, Уоллес все еще путешествовал по островам. Когда он узнал, что его статья была представлена параллельно с работами Дарвина, то был крайне польщен. Кто-то может сказать, что Уоллес был наивным человеком. Он писал своей матери: «Я получил письмо от мистера Дарвина и доктора Хукера, двух наиболее известных натуралистов Англии, которые горячо поздравили меня с успешной научной работой. Я послал мистеру Дарвину статью на тему, по которой он сейчас пишет свой большой труд. Он показал ее доктору Хукеру и сэру Чарльзу Лиллю, которые так высоко оценили мою работу, что зачитали ее перед членами Линнеевского общества. Я надеюсь встретиться с этими знаменитыми людьми после моего возвращения домой». Если принять во внимание, какие границы были между социальными классами в Англии того времени, реакция Уоллеса окажется вполне естественной. Простому коллекционеру, «биологу с грязными сапогами» удалось обратить на себя внимание людей высшего общества, которые ранее просто побрезговали бы общаться с человеком из толпы. Идеи Дарвин и Уоллес вместе пришли к ключевой идее эволюции: естественному отбору. Естественный отбор был двига- 58
-= Что сказал Дарвин — гелем эволюции, внешней силой, которая заставляла виды изменяться, подобно тому, как сила притяжения, открытая Ньютоном, приводила в движение материальные тела. Оба натуралиста просто сделали шаг вперед, опираясь на теории их предшественника Чарльза Лилля. Они сделали тот шаг, от которого уклонился сам Лилль. Униформатизм Лилля, его гипотеза о постепенном изменении Земли вели к логическому заключению о том, что животный мир планеты также должен изменяться, чтобы сохранить приспособленность к окружающему миру. Естественный отбор означал, что организмы постепенно изменялись от поколения к поколению под диктовку меняющейся окружающей среды. Изменения видов происходили в силу того, что выживали и лучше размножались только наиболее приспособленные особи, тогда как менее приспособленные члены популяции просто вымирали. Если изменялась окружающая среда, то старые способы выживания переставали работать и преимущество получали те особи, которые менялись в сторону приспособления к новым условиям. Медленные и незаметные с первого взгляда изменения вели к тому, что на месте одного вида возникал другой. Так же, как Ньютон, Уоллес и Дарвин нашли источник движения не внутри объектов, а во внешней среде. Виды изменялись не по собственному желанию, а под воздействием внешних сил (главным образом, под влиянием изменяющейся среды обитания), которые заставляли виды изменяться. Как это происходит, подсказал Мальтус. Они экстраполировали его теорию развития человеческого общества на мир живой природы. Теория Мальтуса применительно к живым организмам порождала проблему, разрешить которую могла только эволюция. Вполне очевидно, что любой вид живого организма, даже с таким длинным репродуктивным циклом, как у слона, вскоре заполнил бы собой весь мир, если бы размножение особей этого вида ничем не контролировалось. Раз популяции животных не разрастаются до катастрофических масштабов, значит существуют 59
■= Глава 3 =■ сдерживающие факторы, и они нашли их: хищники, голод, болезни. Эти естественные факторы отсевают миллионы, позволяя размножаться лишь единицам. Чем же отличаются эти счастливчики? Как спрашивал Уоллес: «Почему одни выживают, а другие вымирают?». Этот вопрос высвечивает основной механизм эволюции. Уоллес и Дарвин заключили, что выживают сильнейшие, т.е. отличающиеся от среднего уровня: более быстрые, более сильные, более крупные или мелкие, либо более экономные по сравнению с теми, кто умер, не оставив потомства. Остановимся на некоторых особенностях этой теории. Во-первых, теория не предполагает никакого общего плана развития. Изменения происходят, только если это способствует увеличению жизнестойкости и плодовитости организмов. Нет никакого предопределенного направления развития в сторону усложнения или повышения интеллекта. В ходе эволюции организмы усложняются и умнеют, только если это способствует их выживанию. Во-вторых, в теории Дарвина и Уоллеса ничего не говорится о механизмах эволюции. Генетика еще не появилась на свет. В-третьих, Дарвин понимает, что эволюция может работать, только если принять на веру некоторые допущения, для которых пока нет никаких доказательств. Дарвин понимал, что ему нужно разрешить фундаментальную проблему эволюции (впрочем, термин эволюция не употребляли ни Дарвин, ни Уоллес, поскольку этот термин в то время означал развитие в соответствии с чьим-то планом). Подходы Ньютона, которые он использовал для доказательства наличия силы притяжения, не очень подходили для биологических объектов. Живые организмы ведут себя не так прямолинейно, как объекты механического взаимодействия. Кроме того, следует учесть фактор времени. Малейшие изменения в живой природе требуют несопоставимо больше времени, чем человеческая жизнь. Следовательно, невозможно провести никакого эксперимента, доказывающего наличие эволюции. Дарвину было 60
- Что сказал Дарвин - ясно, что нужен совершенно другой подход, чтобы обосновать свою теорию. В это же время некоторые европейские физики столкнулись с похожими проблемами. Активно развивалась физика газа и жидкостей. Стало ясно, что для объяснения свойств жидких и газообразных веществ нужно разобраться в основах взаимодействия популяций молекул, т.е. от механической динамики тел перейти к статистике разнонаправленных моментов движения, из которых складывается поток жидкости или газа. На помощь физикам пришли математики с новыми приемами статистического анализа и теорией вероятности. Эти новые направления науки могли бы существенно помочь Дарвину, поскольку позволяли взглянуть на проблему под другим углом. Но эти теории были пока еще только в зачаточном состоянии, а у Дарвина не было склонности к математике и физике. (Позже он с сожалением отмечал, что отсутствие самодисциплины в молодости не позволило ему постичь основы математических наук, которые так нужны ему сейчас.) Но даже с новыми математическими и физическими подходами он не смог бы в то время разрешить все вопросы. Живые организмы, как мы это знаем сейчас, являются сложноподчиненными открытыми системами, в которых с помощью линейных математических уравнений мало что можно объяснить. Были необходимы математические модели случайных процессов, теория хаоса, которая появилась лишь много лет спустя. Что же решил Дарвин? Он был уверен в правильности своей теории, но он также знал, что многие не примут ее. Наука того времени не была готова рассматривать развитие, лишенное управления кем-то свыше и без четкой направленности, а убедительные доказательства собрать было просто невозможно. Дарвин не мог предложить публике ни четких формул Ньютона, ни ссылок на библейские предания. Он понимал, что дать теории эволюции жизнь можно будет только в результате долгих и жарких споров с оппонентами. 61
— Глава 3 Происхождение видов — доказательства Дарвина Действительно ли Дарвину принадлежит авторство теории эволюции видов? Некоторые библиографы утверждают, что без помощи Уоллеса Дарвин не смог бы сформулировать свою теорию, что именно Уоллес предоставил Дарвину ответы на некоторые вопросы, над которыми он бился долгие годы. Жизнь Дарвина после возвращения из путешествия дает критикам повод сомневаться в его авторстве. Известно, что Дарвин не только больше не участвовал в экспедициях, но и вообще не отлучался далеко от своего дома в Дауне. Активного участия в работе научных кругов Англии Дарвин также не принимал. Он вел жизнь затворника, во многом из-за того, что страдал от неизвестной болезни. Каждый день после полудня его начинала мучить тошнота. Иногда ему становилось так плохо, что он не мог встать с постели. Некоторые библиографы полагали, что причиной болезни было нервное расстройство. Есть мнение, что он страдал экзотической тропической болезнью, которой заразился в Южной Америке. В своем дневнике Дарвин отметил, что во время конного перехода его укусил триатомидный клещ (Triatomidae) - переносчик болезни Шагаса. Болезнь Шагаса часто принимает хроническую форму с поражением пищеварительного тракта. Опровержением этих обвинений служит книга Дарвина «Происхождение видов». В ней автор приводит множество убедительных примеров эволюции видов из собственных наблюдений за такими разными организмами, как лилии, белощекие казарки, голуби и пчелы. В логике подачи материала в книге заметно влияние кумира Дарвина — Джона Гершеля (John Herschel). Гершель был философом и разработчиком научной методологии. В своей книге «Введение в методы натурфилософии» (Preliminary Discourse of the Study of Natural Philosophy) Гершель изложил основные требования к подготовке и проведению научных экспериментов, во многом базируясь на идеях и примерах Ньютона. Так, чтобы продемонстрировать дви¬ 62
-= Что сказал Дарвин =- жение Земли по орбите в реальном времени, Ньютон использовал маятник. Гершель ввел специальный термин vera cause для описания всех способов и моделей демонстрации природных явлений в качестве необходимого условия доказательства теории. Дарвин решил использовать такой же подход. В качестве модели естественного отбора он приводил селекцию домашних животных. Страстный любитель собак и лошадей, Дарвин хорошо знал, насколько важно правильно выработать стратегию скрещивания, чтобы получить высококлассное животное. Еще с детских лет Дарвин знал, каких замечательных телят получают фермеры, тщательно подбирая быка и корову. В каждой стране выращивают свои породы коров или овец, специализируясь на производстве молока, мяса и шерсти, или породы, устойчивые к паразитам. На примерах искусственной селекции Дарвин обосновал два фундаментальных положения, на которых базировалась его теория эволюции. Прежде всего, было показано, что особц одного вида могут существенно отличаться друг от друга. Естественное варьирование было необходимым условием эволюции, поскольку предоставляло материал для отбора. В этом плане домашние животные были замечательным объектом для наблюдений, поскольку варьировали значительно сильнее, чем дикие животные. (Представьте только, насколько отличаются друг от друга клейдесдальская порода лошадей-тяжеловозов от шотландского пони или бульдог от борзой.) Не важно, что эти различия были приумножены целенаправленной селекцией. Варьирование признаков предоставляла сама природа, а человек лишь отбирал требуемые качества. Точно такие же процессы происходили с ткачиками на Галапагосских островах. Виды с крупными клювами не возникли бы, если бы ранее в гнезде обычных ткачиков не появились птенцы с клювами несколько большими, чем у их сородичей в популяции. Затем можно предположить, что с помощью больших клювов птицам удавалось расколоть более крупные семена, что обеспечивало их обильной пищей и позволило оставить более многочисленное потомство. 63
Глава 3 =■ Эволюционные эксперименты Дарвин ставил на голубях. Он самостоятельно разводил и скрещивал голубей, хотя это увлечение было свойственно в основном простолюдинам, к которым Дарвин испытывал чувство брезгливости. Чтобы завести первых птиц, Дарвину пришлось посетить клуб голубятников, завсегдатаи которого за разговорами о голубях потребляли пинтами эль и поносили аристократию. О Дарвине они отзывались как о «чудаке из господ», который донимал их расспросами о методах выведения голубей. Этот господин старался выведать у них, как из дикого скалистого голубя вывести дутыша с хвостом-веером. Разведение голубей было далеко не единственным экспериментом Дарвина. Он выпрашивал и покупал коллекционные экземпляры и чучела животных всюду, где было возможно, временами до потолка заполняя свой дом множеством коробок и ящиков. Он проводил многочисленные измерения пропорций тела, перьев, костей, зубов и когтей с целью доказать, что в мире нет ни одной пары совершенно одинаковых животных. Затем он принялся за изучение способностей растений к расселению на такие острова, как Галапагос. Для этого он замачивал семена в соленой морской воде на недели и месяцы, а затем проверял их всхожесть. На эти эксперименты ушли годы. К большой радости Дарвина, семена часто удавалось прорастить, но он столкнулся с другой проблемой. Семена быстро набухали и тонули, поэтому не могли переноситься течениями на большие расстояния. Тогда он скармливал семена в комочках земли уткам и пытался прорастить их из помета или выдерживал месяцами тушки птиц и проращивал содержимое их желудков. Поразительно, но семена прорастали! Дарвин педантично проверял все возможные способы распространения растений по миру. Если что-то можно было сделать в его домашней лаборатории или на грядках у дома в Дауне,' он делал это. Помимо того что живые организмы в природе могут изменяться естественным образом, Дарвину необходимо было показать, что новые свойства могут передаваться сле¬ 64
— Что сказал Дарвин — дующим поколениям. Вновь искусственная селекция послужилаудачным примером. Раз селекционерам удается закрепить в породах животных и растений требуемые свойства, значит такой механизм существует. Не важно, что сами заводчики и простые крестьяне понятия не имели о том, как им это удавалось. Главное, что признаки передавались по наследству из поколения в поколение. Незнание деталей этого механизма станет впоследствии почвой для критики теории Дарвина. ДНК как молекулярная основа наследственности будет открыта намного позже, когда Дарвина и многих его оппонентов не будет уже в живых. Дарвину пришлось удовлетвориться лишь предположением о существовании неких гипотетических наследственных частиц геммулей, передающихся от родителей детям. Успешное выведение новых пород животных и растений, которые значительно варьировали по своим признакам и сильно отличались от исходных форм, как раз и доказывало наследование признаков. Основываясь на принципах изменчивости и наследования признаков, Дарвин сделал логическое заключение, что все формы жизни на Земле произошли от одного общего предка. Дарвин называл этот процесс «наследованием изменений». В качестве доказательств он приводил результаты сравнительной анатомии (включая результаты одного из самых ярых своих критиков — анатома Ричарда Оуэна (Richard Owen)). Тот факт, что все живые организмы устроены сходным образом, был уже хорошо известен. В строении скелетов рыб, птиц и млекопитающих прослеживался общий план развития. Несмотря на различия между крыльями и конечностями млекопитающих, их основу составляли те же самые видоизмененные кости. Другим важным доказательством стал сравнительный анализ эмбрионального развития. Многие ученые, в том числе Эрнст Геккель (Ernst Haeckel), отмечали, что в процессе развития эмбрионы птиц и млекопитающих проходят стадию, которая соответствует рыбам. На следующих этапах развития эмбрионы утрачивают жабры и ведущие к ним кровеносные сосуды, 65
— Глава 3 — приобретая в то же время признаки своего вида. На основании данных эмбриологов был сформулирован закон природы: онтогенез повторяет филогенез. Чем еще можно было объяснить эти научные факты, если не происхождением всех видов от одного общего предка? Онтогенез - развитие отдельной особи; филогенез - происхождение и эволюция вида. Подтверждения теории эволюции Дарвин находил в своих путевых записках с описанием фауны океанических островов: Галапагосских, Зеленого Мыса и некоторых других. Факты не соответствовали гипотезе заселения островов Творцом. Островные виды, несомненно, были родственными тем видам, которые населяли ближайшие материки. Фауна островов отличалась лишь тем, что в ней были представлены главным образом «мобильные» виды живых организмов, способные вынести длительные путешествия по морю. Чаще всего острова в океанах заселяли морские птицы и летучие мыши, а также некоторые эндемичные виды, отличающиеся от своих родственников на материках. Сухопутные млекопитающие, населяющие внутренние области континентов, на островах встречались крайне редко. Практически всегда на островах отсутствовали земноводные, которые быстро погибали при соприкосновении с морской водой. Это не означает, что острова не подходили для этих животных. Напротив, когда человек завозил их с материков, пришельцы очень быстро заселяли остров и вытесняли коренную островную фауну. В тех случаях, когда до островов добирались отдельные виды сухопутных животных, как, например, певчие птицы до Галапагосских островов, они быстро изменялись и заполняли собой свободные экологические ниши. Этим объясняется поразительное многообразие родственных видов на островах, которые не встречаются больше нигде на Земле. Легко предположить, что острова заселялись случайными переселенцами с материков, которые дали начало всем остальным видам. 66
Что сказал Дарвин =- Изложив основные принципы своей теории, Дарвин переходит к обсуждению вопросов, которые, по его мнению, подвергнутся наиболее острой критике со стороны оппонентов. Нужно было объяснить, почему в природе между видами отсутствуют промежуточные формы организмов. Почему нет животных с полукрыльями-полуногами? Куда подевались лошади с промежуточным числом пальцев на ногах? Дарвин отвечал на этот вопрос, изображая взаимосвязи между организмами в виде дерева, в котором ныне существующие формы представлены лишь окончаниями веточек, тогда как промежутки между ними заполняют вымершие виды. Менее приспособленные формы жизни быстро исчезают, освобождая место для более совершенных форм. Процесс возникновения нового вида может происходить достаточно быстро, поэтому промежуточные формы, существовавшие лишь краткий период времени, были столь малочисленны, что вероятность найти их остатки в окаменелостях сводятся к нулю. Шесть раз Дарвин пересматривал и существенно изменял текст книги по мере возникновения новых вопросов и критических замечаний. От первоначального текста в конце концов осталось не более 25%, а объем книги увеличился почти вдвое. Но Дарвин не мог в то время найти объяснение для всех механизмов эволюции. Он оставил открытой дверь для тех, кто хотел экспериментально перепроверить положения его теории. Книгой «Происхождение видов» Дарвин заложил основы нового направления в биологии. До сих пор при изучении эволюции мы используем терминологию, предложенную Дарвином, несмотря на то что тонкие механизмы эволюции, такие, как генетические основы наследственности, он открыть не мог и даже не пытался. Дарвин в своей книге также ничего не говорил о происхождении человека, но на то у него были свои причины. Он понимал, что и без этого вопроса у теории будет очень много противников. Дарвин сделал лишь то, что было в его силах, но этого было достаточно, чтобы взбудоражить мир. 67
Глава 4 Реакция на теорию Дарвина Итак, столкнувшисьс реальным соперничеством, Дарвин наконец-то сделал решительный шаг и объявил всему миру свою точку зрения на эволюцию видов. Но и сейчас он старался быть максимально сдержанным в выражениях, чтобы никого не обидеть. В его книге совершенно нет бравады первооткрывателя. Местами он как будто даже извиняется. Если в первых изданиях теорию происхождения видов он называл «моей теорией», то в последующих изданиях иод влиянием критики он уже говорил просто о «теории», не упоминая лишний раз своего авторства. Наиболее заметной уступкой Дарвина было то, что, говоря об эволюции животного мира, он старательно избегал вопросов, касающихся возникновения человека. Лишь однажды он высказал суждение, что, вероятно, открытые им законы верны и для человека. Эта сдержанность абсолютно не отражала взглядов самого Дарвина на происхождение людей. В частных беседах он совершенно определенно заявлял о том, что человек является частью животного мира и подчиняется тем же законам эволюции. Но в официальной переписке и в своих публикациях он оставался предельно осторожным. Дарвин предпочитал дипломатично обходить этот вопрос и объяснил причину: «Мне кажется, что, подняв вопрос о происхождении человека, я лишь укреплю предвзятое отношение к моей теории». Сам же Дарвин твердо был убежден в
— Глава 4 — том, что человек произошел от животных: «Люди в своей заносчивости считают себя божьим венцом творения, хотя более смиренно и правильно предположить, что род людской произошел от животных». И еще: «Посмотрите на орангутангов в неволе, на их экспрессивную мимику, на их умные глаза, когда вы обращаетесь к ним, как будто они понимают каждое ваше слово; посмотрите, как они радуются тем, кого знают; понаблюдайте за ними в покое и в гневе, в плохом настроении и в отчаянии; а затем сравните их с дикарями, уплетающими других людей, грязными, голыми, лишенными культуры, жестокими, хотя и поддающимися воспитанию; и от вашей гордыни не останется и следа». Если чтение статей Уоллеса и Дарвина на заседании Линнеевского общества осталось незамеченным широкой публикой, то выход книги вызвал большой общественный резонанс. Три тысячи экземпляров первого издания книги были раскуплены почти мгновенно, и вскоре последовало второе издание. Реакция публики и критиков, как и ожидалось, была полярной. Причиной разделения общества на два лагеря была не только религия. В тот момент теория эволюции не рассматривалась как альтернатива представлениям о Божественном сотворении мира. Кроме того, научный мир был готов к ней. Дарвин был не единственным, кто видел несоответствие реального мира и того, который можно было бы ожидать от всемогущего Создателя. Мало кого смущали заявления о том, что окружающий мир изменчив и находится в постоянном развитии. Дарвин лишь первым озвучил то, что становилось очевидным для всех. Даже некоторые служители церкви были готовы принять теорию эволюции. Линия поляризации общества проходила в области политики и социальных отношений. Одним теория Дарвина не нравилась за то, что в ней отношения между живыми существами представлялись как бесконечная безжалостная война за выживание всех против всех. С самого начала Дарвина критиковали за то, что его теория оправдывает социальную пассивность людей. Дарвин приводил одну из 70
-= Реакция на теорию Дарвина — таких цитат: «Как-то в одной из газет Манчестера я прочитал, что своей теорией об эволюционном превосходстве сильнейших я оправдываю вероломство Наполеона и мошенничество торговцев». С другой стороны, последователи Мальтуса, обосновывающие необходимость общественного контроля за рождаемостью (как, например, близкая знакомая брата Дарвина писательница Харриет Мартино), восприняли теорию с воодушевлением. Тем не менее книга Дарвина не вызвала такого неприятия в научных и общественных кругах, как «Признаки естественного происхождения живой природы» Роберта Чамберса или теория Ламарка. Делал ли Дарвин это сознательно или нет, но ему удалось хорошо подготовить публику к своему груду. Дарвин имел прочную репутацию серьезного и заслуживающего уважения ученого. Широкой публике Дарвин был хорошо известен по публикациям о путешествии на «Ьигле» как бесстрашный исследователь, герой своего времени. За 20 лет после возращения в Англию Дарвин не сделал ничего такого, что могло бы опорочить его. В академических кругах Великобритании Дарвина знали как трудолюбивого и сдержанного в своих взглядах ученого, не падкого на сенсации. Он был представителем класса крупных землевладельцев, имел сан священнослужителя и играл заметную роль в жизни английского общества. Все эго убеждало критиков в том, что Дарвин не стал бы публиковать вздорную идею только ради того, чтобы эпатировать публику и снискать дешевую популярность. Никто не сомневался в том, что если уж Дарвин говорил что-то, у него для этого были веские основания. В это же время Дарвин настойчиво и последовательно растил своих союзников, главным образом среди молодых и амбициозных людей, у которых сильное влияние церкви на науку вызывало чувство протеста. Они рады были нанести пощечину общественному мнению без всяких угрызений совести и с готовностью брались за продвижение и отстаивание спорных вопросов теории Дарвина, тогда как сам автор оставался в стороне от критики. Дарвин упорно 71
-= Глава 4 — искал знакомства с такими людьми, писал им письма, просил помощи в сборе образцов и проведении экспериментов. То, что он спрашивал мнение молодых людей по разным вопросам, покоряло их. Дарвину удалось собрать вокруг себя плеяду талантливых ученых, привязав их к себе не только профессиональными, но и дружескими узами. В то же время эти молодые люди получили из рук Дарвина то, что искали, — новую теорию, достаточно скандальную, чтобы нанести удар по закостенелому миру академической науки, но и достаточно обоснованную, чтобы устоять перед критикой. Успех теории эволюции во многом был предопределен тем окружением, которое Дарвину удалось сплотить вокруг себя. Бульдог Дарвина Первой линией обороны, а точнее — нападения, был Томас Генри Хаксли (Thomas Henry Huxley), которого лондонские журналисты прозвали бульдогом Дарвина. Хаксли был на несколько лет младше Уоллеса и также происходил из простонародья, но в отличие от последнего это его не смущало, и он уверенно претендовал на положение успешного ученого. Сын школьного учителя, он не получил никакого специального образования, но много читал самостоятельно. В возрасте пятнадцати лет ему удалось устроиться на подготовительный курс по медицине, а затем продолжить обучение в известном на весь Лондон госпитале Чаринг-Кросс. Позже он работал в этом госпитале ассистентом хирурга, что позволило ему занять затем должность натуралиста на военном фрегате «Рэттлснэйк», направлявшемся к берегам Австралии и Новой Зеландии. Основной целью экспедиции, как и во время путешествия Дарвина на «Бигле», было составление подробных географических карт. Но всегда подобные экспедиции использовались также для изучения флоры и фауны дальних владений империи. В отличие от Дарвина Хаксли не пользовался привилегиями личного компаньона капитана судна. Свои 72
— Реакция на теорию Дарвина — впечатления о поездке Хаксли описал так: «Не знаю, можно ли передать словами то убогое и унизительное состояние, в котором находились 150 членов экипажа, замкнутые в деревянных коробах кают и обливающиеся горячим потом. ... Из-за духоты невозможно спать. Моим единственным развлечением было наблюдать за тараканами, пребывавшими в этих условиях на вершине счастья». Во время путешествия на «Рэттлснэйке» Хаксли собрал большую коллекцию морских беспозвоночных, в частности асцидий. При каждом удобном случае он отправлял описания новых выловленных экземпляров в Англию, чем обратил на себя внимание видных ученых. По возвращении он был принят такими светилами, как Дарвин, Лилль, Хукер и Герберт Спенсер. Он также получил предложение стать членом Лондонского королевского общества. Но молодой ученый не долго грелся в лучах славы. Дело в том, что профессии «ученый» тогда не существовало. Даже Дарвину не удавалось кормить себя своими публикациями о результатах экспериментов. Поэтому Хакси пришлось потуже затянуть пояс и существовать на жалкую пенсию от Адмиралтейства и ту небольшую сумму, за которую ему удалось продать свою коллекцию асцидий Британскому музею. Немного он зарабатывал лекциями для широкой публики и научными публикациями. Адмиралтейство и Лондонское королевское общество отказались оплатить ему издание полного отчета о путешествии. Ему отказали в должности во всех университетах. Не помогли даже рекомендации Дарвина. Хаксли жил в беднейшем районе Лондона. Что было особенно ужасно, в течение трех лет он не мог позволить себе привезти на родину свою невесту из Австралии. Не удивительно, что в его душе зрела ненависть к классовому строю Великобритании и к кучке аристократов, занимавшихся наукой от скуки, которых он называл «старые хрычи с коллекциями паучков». Хаксли познакомился и близко сошелся с Гербертом Спенсером. Оба были сыновьями школьных учителей, у обоих были проблемы на личном фронте. Они жили по-со- 73
- Глава 4 - седству и часто прогуливались вместе. Спенсер был философом, но увлекался эволюцией живой природы. Сначала Хаксли отрицал изменчивость видов. Как писал он позже, в то время он просто не видел ни примеров эволюции по Ламарку в реальном мире, ни движущих сил этой эволюции. Он горячо спорил со Спенсером по поводу его теории о «цепи жизни» и обвинял его в примитивизме взглядов. По его мнению, отношения между живыми организмами следует представлять не как ряд, в котором располагаются живые существа от примитивных к более сложным, а как ветви дерева. Несмотря на то что Дарвин был олицетворением того типа людей, которых Хаксли презирал, — богатый джентльмен из высшего общества, проводящий досуг за научными рассуждениями, — ему удалось завоевать доверие и расположение Хаксли. Дарвин послал ему копию своей монографии по систематике моллюсков и попросил написать рецензию, чем покорил молодого амбициозного человека. В благодарность за доверие Хаксли написал восторженную рецензию. Дарвин увидел в Хаксли полезного человека для продвижения своей теории, хотя прежде никогда не использовал его для озвучения своих опасных идей. Для этого у Дарвина был Хукер. Хаксли быстро стал ярым сторонником теории эволюции, хотя совсем недавно он столь же рьяно отстаивал противоположные взгляды в спорах со Спенсером. Хаксли был одним из первых в числе молодых ученых, которых Дарвину удалось привлечь в ряды воинствующих сторонников теории эволюции видов. В рецензии на книгу «Происхождение видов» для газеты The Times Хаксли не только восхваляет саму теорию, но и стиль, которым она была изложена в труде Дарвина. Он пишет, что книга Дарвина — это «прочный и широкий мост фактов, переброшенный через реку незнания, причем каждый факт убедительно подтвержден экспериментами и наблюдениями автора». Далее он отмечает: «Труд Дарвина снабдил нас той рабочей гипотезой о происхождении жизни на Земле, которую мы все так долго искали. ... Первое, 74
-= Реакция на теорию Дарвина что пришло мне в голову, как только я постиг идею автора: «каким же глупцом я был, что не пришел сам к такой простой и очевидной идее!». Хаксли сразу осознал, что теория эволюции — это как раз та идея, которой можно залепить пощечину старой гвардии академиков-аристократов или вообще отправить их в небытие. Поэтому Хаксли незамедлительно дал понять Дарвину, что полностью находится на его стороне. Еще до того как была опубликована рецензия на книгу, Хаксли сообщил Дарвину в письме: «Что до тех дворняжек, которые сейчас подымут вой и лай, то вам следует помнить о ваших верных друзьях, наделенных достаточной воинственностью (хотя вы часто и заслуженно критиковали нас за это), которые могут сослужить вам полезную службу. Я заострил свой клюв и когти во время чтения вашей книги». Реакция ученых Пока Хаксли хвалил книгу, другие глумились. Одна из наиболее читаемых в Англии газет Daily News и ряд других изданий прошлись по книге едким сарказмом. Рецензия Ричарда Оуэна в Edinburgh Review так потрясла Дарвина, что он не мог заснуть в течение нескольких ночей. Оуэн назвал книгу «надругательством над наукой» и одной из тех вещей, «которые вот уже 70 лет ведут к деградации соседний народ [Францию]». Оуэн заключил, что из-за таких деятелей, как Дарвин и Ламарк, Англию также ждет постепенное сползание к хаосу Французской революции. Критическому замечанию Дарвина по поводу креационистов, «действительно ли они полагают, что животные возникли от Святого Духа?» Оуэн противопоставляет свой вопрос, «действительно ли Дарвин считает, что в числе его предков был мертвый химический атом?». Старый учитель Дарвина геолог Адам Седжвик опубликовал уничижительную рецензию в журнале Spectator, а также написал письмо самому Дарвину: «Чтение вашей книги доставило мне много удовольствия, но и много боли. Часть 75
— Глава 4 — книги привела меня в восхищение; над другой частью я смеялся до коликов в боках; и еще одна часть вызвала у меня глубокое сожаление, поскольку ваши утверждения не только ложны, но и чрезвычайно вредны. Начав со стройных физических формул, вы сбились с пути и оказались в дебрях дикой механики, такой же дикой, как и локомотив Бишопа Уилкина (Bishop Wilkin), с помощью которого он обещал довезти нас до Луны». Вряд ли это послание сильно удивило Дарвина, поскольку Седжвик был известен в Кембридже своим крайним консерватизмом. Хотя именно он дал Дарвину прочитать книгу Лилля «Основы геологии», он уже тогда предупреждал Дарвина не сильно доверять ей. После выхода в свет книги «Происхождение видов» Седжвик ввел в экзаменационные билеты для студентов специальные вопросы, предлагая студентам изложить свои разоблачения ложной теории Дарвина. Интересно, что эти вопросы он задавал тогда, когда сама книга уже была запрещена для выдачи студентам в библиотеке Тринити-колледжа в Дублине. Запреты могли только порадовать Дарвина, поскольку он хорошо знал, ничто не вызовет такого интереса у студентов, как запрещение книги администрацией. Кумир Дарвина Гесло не ругает книгу, но и не становится в ряды сторонников теории. Он назвал книгу «шагом в правильном направлении», но сразу же заметил, что теорию эволюции более правильно назвать гипотезой, которая «напоминает мне астрономию до Коперника, когда все небесные явления описывались эпициклами и для каждого нового явления придумывался свой новый эпицикл». Первый раз публичное обсуждение книги состоялось в 1860 году на заседании Британской ассоциации в поддержку развития науки (the British Association for the Advancement of Science). Повестка дня гласила: «Интеллектуальный прогресс в Европе в свете новых воззрений мистера Дарвина». Хаксли слышал, что на заседании должен присутствовать «елейный Сэм» — епископ Оксфорда Сэмюель Уилберфорс (Samuel Wilberforce). В первый раз Хаксли предпочел бы 76
Реакция на теорию Дарвина ^ увильнуть от дебатов. Уж слишком неблагоприятным был момент для эскалации противостояния с церковью. Хаксли и Хукер опасались, что Уилберфорс может воспользоваться моментом, чтобы обвинить Дарвина в ереси. Они не ошиблись. В конце слушаний слово взял Уилберфорс, чтобы выразить свое несогласие с теорией Дарвина. Он заявил, что само предположение о том, что одна из обезьян в зоопарке может быть его родственницей, унижает его человеческое достоинство. Он повернулся к Хаксли и спросил: «Эта обезьяна у вас по материнской или по отцовской линии?». Говорят, Хаксли шепнул своему соседу: «Сам Бог дает мне его в руки», после чего поднялся и ответил: «Уж лучше быть потомком обезьяны, чем быть человеком, боящимся посмотреть правде в глаза». Чтобы подчеркнуть драматизм момента, свидетели конфликта добавляли, что одна женщина, леди Брюстер (Brewster), услышав дерзкие слова в адрес епископа, упала в обморок. Так впервые была прочерчена линия конфронтации между дарвинизмом и церковью, а газетчики получили тему для первой полосы. Все вышесказанное было записано со слов очевидцев. В своем письменном отчете Дарвину Хаксли приписывает себе другой не менее эффектный ответ: «Если вы спрашиваете меня, желал бы я иметь своим прадедушкой жалкую обезьяну или наделенного от природы могуществом и влиянием человека, который, тем не менее, использует данное ему могущество и влияние лишь для того, чтобы отстаивать свое невежество, я без колебаний предпочел бы обезьяну». Дарвин считал, что такое противостояние по поводу его книги между известным ученым и не менее известным священником лишь подчеркивает значимость открытия. Он писал в Гарвард Аза Грею (Asa Gray): «Моя книга взбаламутила воду, подняв со дна много грязи и ненависти. Я буду счастлив, если среди моих друзей останется хоть один, кто не возненавидит меня. Но я глубоко убежден, что если бы не я всколыхнул всю эту грязь, это сделал бы кто-то другой и очень скоро. Чем раньше начнешь бой, тем быстрее утихнет смута, хотя вряд ли это случится в течение нашей жизни. 77
-= Глава 4 — На сегодняшний день величайшее достижение будет состоять в том, если все спорные вопросы будут открыто поставлены перед людьми, чтобы каждый мог на основании своего опыта найти свидетельства в поддержку и против теории». В популяризации теории Дарвина огромную роль сыграл Хаксли. Он был талантливым экспрессивным оратором и весь свой лекторский талант направил на образование рабочего класса. Он провел серию публичных лекций, которые стали чрезвычайно популярными у простых людей. (Оуэн, видя успех Хаксли, попытался использовать такую же тактику, но напыщенный аристократ был отвергнут рабочими.) Хаксли развил и культивировал политический подтекст теории эволюции, чтобы наглядно показать рабочим, что класс аристократов не имеет и не может иметь никаких Богом данных привилегий перед другими людьми. В качестве альтернативы классового теократического общества Хаксли рисовал перед рабочими перспективы нового мира, пребывающего в гармонии с природой, в котором успех и достаток каждого будут зависеть только от способностей человека и трудолюбия. Кроме проведения популярных лекций Хаксли был занят созданием новой профессии ученого. Он собирал вокруг себя молодых биологов и опекал их, устанавливая в то же время для них строгий кодекс чести, предписывающий, чем они должны заниматься и чем не должны. (Позже, когда повзрослевшие его ученики восстали против ограничений, Хаксли повел себя точно так же, как аристократические консерваторы, против которых он когда-то выступал в молодости.) В 1861 году именно Хаксли нанес сокрушительное поражение Оуэну. Доставка в Англию первых экземпляров горилл из Африки содействовала укреплению позиций дарвинизма. Внешний вид обезьян не оставлял сомнений о нашем родстве. Но Оуэн попытался сыграть на этом в свою пользу. Он утверждал, что не обнаружил в мозгу гориллы важного образования — гиппокампа, который, по словам Оуэна, является вместилищем души у людей. У Хаксли, ко¬ 78
Реакция на теорию Дарвина ^ торый хорошо разбирался в анатомии, появилась возможность уличить Оуэна во лжи. Перепалка между учеными не осталась незамеченной журналистами и широкой публикой. Журнал Punch («Петрушка») даже опубликовал сатирическую поэму на эту тему, осмеяв Оуэна. Воодушевленный одержанной победой, не в силах вытерпеть медлительность Дарвина, Хаксли пишет свою собственную книгу «Свидетельства о положении человека в природе» (Evidence as to Man’s Place in Nature), в которой развивает теорию эволюции применительно к человеку. Дарвин в это время работает над своей книгой «Происхождение человека». В поддержку теории Дарвина свидетельствовали открытия палеонтологов. В тот же год, когда вышла книга, в Баварии были обнаружены окаменелые останки археоптерикса—древней птицы. В книге «Происхождение видов» Дарвин предположил, что птицы произошли от рептилий. И вот сейчас был найден давно исчезнувший организм с перьями, как у птицы, но с тазовыми костями и хвостом, как у рептилии. Стало ясно, что промежуточные формы жизни существовали, просто они еще не обнаружены. Но в это же время по теории Дарвина нанес удар профессор Уильям Томсон (William Thomson) из Оксфорда, позже ставший известным как лорд Кельвин (Kelvin). Результаты вычислений Томсона привели Дарвина в замешательство. Сравнив температуру Земли с интенсивностью теплоизлучения от земной поверхности, Томсон пришел к выводу, что возраст Земли не может превышать 100 млн лет. В уже опубликованной книге Дарвина говорилось, что для эволюции существующих видов в соответствии с его теорией потребовалось не менее 300 млн лет. (Только с открытием радиоактивности стало ясно, что расчеты Томсона сильно занижены, поскольку не учитывался внутренний разогрев Земли в результате радиоактивного распада. Расчеты Дарвина были ближе к истинным, но и они были тоже занижены.) 79
— Глава 4 — Оппозиция Дарвин написал «Происхождение видов», чтобы предложить новую теорию возникновения живых организмов, более правдоподобную, чем теория сотворения их Богом. Его цель состояла в том, чтобы продемонстрировать, что окружающий мир гораздо проще объясняется естественной механической селекцией более приспособленных видов, чем прихотью Творца. Сторонники сотворения мира яростно нападали на автора и его книгу, но мало кто из них предлагал собственные объяснения несостыковок окружающего мира с библейскими легендами. Впрочем, зарождающаяся теория эволюции сама еще была несовершенной и не могла объяснить многих явлений, чем пользовались ее противники. Примерно в одно и то же время с «Происхождением видов» в свет вышла книга Филиппа Госсе (Philip Gosse) «Пуповина» (Omphalos), в которой автор пытался объяснить окаменелости исчезнувших видов и пупок Адама идеей Творца показать мир старше, чем он есть на самом деле. Он писал, что Бог задумал сотворить вселенную так, чтобы в ней отображалась идея вечного движения по кругу от начала к концу с последующим возрождением в начале. Теория получилась весьма запутанной и сложной для восприятия. Даже сын автора охарактеризовал творение своего отца как заслуживающую сожаления глупость. В то же время многие священнослужители, знакомые с последними открытиями в геологии и физике, были готовы принять теорию эволюции и поддерживали Дарвина. Механические принципы возникновения и развития видов не противоречили их религиозным взглядам, так как они считали, что сотворение вселенной можно представить как растянутый во времени процесс, а Книгу Бытия не нужно рассматривать так буквально. После того как в свет вышла книга «Происхождение человека», поддержка Дарвина со стороны священников ослабла. Для них трудно было принять человека, как всего лишь один из видов животных, возникший в ходе эволюции. 80
^ Реакция на теорию Дарвина ^ Впрочем, место для компромисса оставалось. Например, Уоллес, который был согласен с Дарвином относительно происхождения человека, немного видоизменил теорию. В какой-то момент (Уоллес не указывал, когда именно) Бог вдохнул в предка человека душу. В этом вопросе Уоллес и Дарвин разошлись, хотя и по-доброму, без критики друг друга. По крайней мере компромиссная доработка теории эволюции Уоллесом позволила вернуть в ряды сторонников теории Дарвина тех священников, которые поначалу были шокированы гипотезой происхождения человека от животных. Дарвин был немного удивлен замечаниями Уоллеса, но совсем не расстроен. Гораздо больше он переживал, что его может покинуть другой сподвижник: Джордж Джексон Миварт (George Jackson Mivart). Миварт был увлекающимся биологией католическим священником, членом Королевского и Линнеевского обществ. Прочитав «Происхождение видов», он увлекся эволюцией. Хаксли и Дарвин считали поддержку глубоко верующего высокообразованного человека весьма полезной для продвижения теории. Кроме того, Миварт был личным другом Хаксли. Новая книга Дарвина «Происхождение человека» смутила Миварта. До этого он не допускал, что происхождение человека может рассматриваться вкупе с другими животными. Миварт не порвал отношения с Дарвином и Хаксли, но стал публиковать свои критические статьи и книги. В частности, он указывал, что теория эволюции не может объяснить возникновение таких человеческих качеств, как интеллект и моральность. Он писал в Nature: «Научные открытия лишь еще больше убедили меня, что отличий между обезьяной и грибом гораздо меньше, чем между обезьяной и человеком». Усиливающаяся критика заставила Дарвина перейти в наступление на основы креационизма. Он доказывал, что теория создания видов Творцом неадекватно описывает окружающий мир. Пока Хаксли со своей молодежью вели борьбу в публичных дискуссиях, у Дарвина было время, чтобы укрепить тылы. Он продолжал ту работу, которой зани¬ 81
— Глава 4 — мался последние 20 лет: ставил многочисленные эксперименты в своей лаборатории и саду, собирал свидетельства путешественников и очевидцев, которые подтверждали его теорию. Он много писал об орхидеях, насекомоядных растениях, движении растений. Вышли в свет его книги «Происхождение человека» и «Выражение эмоций у человека и обезьян» и, наконец, большая книга о дождевых червях. Писал Дарвин очень медленно, многократно переписывая книгу с самого начала. Так, «Происхождение видов» он переписывал пять раз. Три четверти предложений были изменены в последнем варианте по сравнению с первым, и фолиант стал на одну треть толще. Чтобы противостоять критике, уже недостаточно было просто показать, насколько лучше его теория объясняет окружающий мир. Необходимо было объяснить механизмы эволюции, такие, как наследственность и изменчивость. Это была гораздо более сложная задача. Талант Дарвина состоял в способности собирать материал и раскладывать его по полочкам. Сам о себе он говорил, что из него получилась бы хорошая секретарша. Действительно, теория Дарвина возникла благодаря тому, что из множества музейных экземпляров удалось составить картину эволюции. Но найти ответы на фундаментальные вопросы механизмов эволюции Дарвину было не под силу. Своими попытками он лишь баламутил воду, но в конце концов ему удалось подойти довольно близко к верному ответу. Он предположил существование геммулей — маленьких частиц информации, генерируемых видоизмененными тканями и органами, которые могут передаваться с половыми клетками. Это было неплохое объяснение наследования по Ламарку. Дарвин предположил, что эти частицы могут быть отдельными молекулами или их объединениями, которые циркулируют по организму вместе с кровью. Проверить на практике этот постулат пытался кузен Дарвина Френсис Гальтон (Francis Galton). Он переливал кровь беременным крольчихам, надеясь таким образом передать крольчатам признаки доноров. Большинство крольчих благополучно 82
— Реакция на теорию Дарвина ^ пережили операцию, но передать признаки таким способом не удалось. Неудачи с передачей наследственности через кровь не сильно огорчили Дарвина. Многочисленные модели наследственности того времени предполагали смешение каких-то жидкостей, передающихся от родителей. Во всех этих теориях интуитивно предполагалось, что признаки потомков являются результатом смешения признаков родителей. Например, дети от высокого отца и низкорослой матери должны быть среднего роста. Но эти теории воздвигали непреодолимое препятствие на пути эволюции. У всех потомков будет прослеживаться тенденция к усреднению. Откуда тогда возникнут вариации для образования новых форм и видов? Напротив, поколение за поколением индивидуумы одного вида будут все больше походить друг на друга, что сделает невозможным какое-либо дальнейшее развитие. Экспериментальное доказательство того, что кровь не является носителем признаков, не решило проблемы наследственности, но открыло путь для новых теорий. Чем старше становился Дарвин, тем менее сенсационными, но более основательными становились его эксперименты. Он исследовал движение растений вслед за солнцем. Изучал орхидеи, чтобы проследить тенденции эволюции полового размножения у растений. Он выпрашивал сведения у миссионеров, путешественников и антропологов для написания своей книги о выражении эмоций человеком и животными. Дарвин не изменил присущей ему основательности и щепетильности в подборе фактов и в своей последней книге о дождевых червях показал влияние естественного отбора на формирование почвы и всей экосистемы. Дарвина следовало бы считать не только первым эволюционистом, но и первым экологом. Но ему так и не удалось разрешить основную проблему эволюции — как признаки изменяются и передаются по наследству, или, как охарактеризовал проблему Эдвард Дринкер Коуп (Edward Drinker Соре), «откуда берут начало наиболее приспособленные особи?». Появляются новые 83
— Глава 4 — виды внезапно или постепенно? Дарвин был убежден в длительном постепенном возникновении видов, но не было никаких подтверждений этой теории. Данный вопрос остается центральной проблемой теории эволюции до сих пор. Жизнь Дарвина Часто инновационные идеи воспринимаются людьми только тогда, когда их предлагает человек, наименее годящийся в революционеры. Общество легче принимает нововведения, если видит, что инициатору эти новшества даются с таким же трудом, как всем остальным. Видимо поэтому именно Дарвину — человеку, который так беспокоился о своей репутации аристократичного ученого, удалось убедить научную общественность в том, что нет иного пути для объяснения развития окружающего мира, кроме как путь естественной эволюции. Домоседу и тихому затворнику удалось перевернуть взгляды и убеждения всего ученого мира. Завершив кругосветное путешествие и вернувшись в Англию, Дарвин никогда больше не покидал своей отчизны. Действительно, после того как он женился на своей кузине Эмме Веджвуд (Emma Wedgwood) и поселился в Дауне, его трудно было вытащить даже из дома. Частично это объясняется плохим состоянием здоровья Дарвина. Он не мог понять причины своего недуга и втайне полагал, что это наследственное заболевание. Он обращался к знахарям, лечился в клиниках и госпиталях у лучших докторов, но никто из них не смог облегчить состояние Дарвина. Иногда дело доходило до скандала, когда очередного лекаря Дарвин обвинял в шарлатанстве. Дарвина также волновало здоровье его детей. Он опасался, что они унаследуют его заболевание и будут также страдать из-за тбго, что поддавшись традициям аристократического общества, он женился на своей близкой родственнице. Когда умерла его старшая любимая дочь Анни, он страдал безмерно от утраты и винил во всем себя. 84
^ Реакция на теорию Дарвина — После смерти Анни он совсем разуверился в Боге, а веру в религиозные догмы он утратил еще раньше. Отец Дарвина был атеистом (хотя об этом он сообщил сыну, только когда тот достиг совершеннолетия), а мать Дарвина принадлежала наиболее бунтарской секте унитариев. Его выбор стези священника был связан главным образом с тем, что эта работа оставляла ему много времени для занятий исследованиями. Впрочем, до конца жизни он поддерживал видимость веры в Бога, поскольку это очень беспокоило его набожную жену Эмму. Вероятно, именно нежная любовь к своей жене и нежелание обидеть ее удерживала Дарвина от написания статей, подвергающих сомнению религиозные, политические и философские догмы, чем так грешили Уоллес и Хаксли. Дарвин не описывал ничего, кроме научных фактов. Видимо, это отражало его чувственность, а не сухость. В письме Карлу Марксу он признавался: «Более того, я сторонник свободомыслия во всех областях, не важно, верные эти воззрения или неверные и насколько они противоречат христианским религиозным догмам, вряд ли они сильно повлияют на широкую публику. А свобода мысли подстегивается озарением в сознании людей, которое следует за научным прогрессом. Но в силу своих убеждений я никогда ничего не писал о религии и полностью посвятил себя науке». Сквозь тернии Теория эволюции сделала то, что должна делать любая хорошая теория: она вызвала всплеск научных исследований. Ученые, работающие в разных областях науки, живо принялись проверять положения теории на своих объектах. Теория эволюции задала направленность исследований на сотни лет вперед. Огромную помощь Дарвину оказал его энергичный кузен Френсис Гальтон, который был талантливым математиком. Дарвин просил его перепроверить все вычисления, которые он приводил в своих книгах. (В одной из книг 85
-= Глава 4 =- Дарвин поблагодарил Гальтона за то, что он предотвратил досадную ошибку в расчетах.) Гальтон ответил на благодарность своей приверженностью теории эволюции и многочисленными трудами, столь необходимыми для упрочения теории. Помимо известного уже вам эксперимента с кроликами, он первым применил статистические подходы для изучения наследственности. (Гальтон был фанатом статистики и пытался использовать ее повсюду, включая вычисление эффективности молитв. Он пытался рассчитать частоту кораблекрушений в зависимости от того, плыли на них миссионеры или нет.) Он пытался вычислить коэффициент интеллектуальности и разрабатывал для этого специальные тесты. (Именно Гальтона считают изобретателем тестов IQ.) Он разрабатывал математическую модель наследственности, чтобы рассчитать степень влияния на характеристики человека его родителей, дедушек и бабушек, а также принадлежность к определенной расе. Гальтона также можно считать основоположником евгеники. Но, безусловно, основная заслуга Гальтона состояла в том, что он заложил основы биометрии и разработал первые математические и статистические методы для проверки правильности биологических теорий. Математические методы Гальтона оказались впоследствии яблоком раздора между новым поколением биологов, отстаивающих необходимость проверки статистической достоверности гипотез, и старой школой биологов, полагающихся на описательные методы. Новые технологии предопределяют направление развития науки. Совершенствование микроскопа было необходимым условием развития цитологии и микробиологии. Революционный прорыв произошел, когда в лабораторную практику вошли анилиновые красители, позаимствованные из текстильной промышленности. С помощью окрашивания клеток хроматином Уолтеру Флемингу (Walter Fleming) впервые удалость увидеть хромосомы. Флеминг обнаружил, что хромосомы присутствуют во всех клетках, причем для каждого организма характерно свое строго определенное 86
^ Реакция на теорию Дарвина — число хромосом. Он описал, как хромосомы в определенный момент собираются в центре клетки, а затем расходятся по полюсам, после чего происходит деление клетки на две. Он назвал этот процесс митозом и утверждал, что именно хромосомы играют важнейшую роль в наследовании признаков. Флеминг предположил, что неравное разделение хромосом в ходе деления может стать отправной точкой видообразования. (Впоследствии теория оказалась неверной.) Исследования Флеминга впервые позволили предположить, что механизмы наследования признаков скрываются внутри клетки. Теорию, согласно которой в основе эволюции и самой жизни лежит клетка, развил другой ученый — Леопольд Вейсман (Leopold Weismann). В своих трудах он указывал на «непрерывность клеточной плазмы» — бессмертие клеток, которые в ходе деления передают все свое содержимое дочерним клеткам. Вейсман развил это представление также в противоположном направлении, сформулировав постулат о «клеточном происхождении жизни». Клетка была положена в основу жизни. Многоклеточные организмы в теории Вейсмана были лишь совокупностями клеток, в основе развития которых лежали те же механизмы, включая механизм наследственности. Убежденность в том, что механизмы наследственности скрываются внутри клетки, позволила Вейсману выступить против теории наследственности Ламарка, согласно которой наследуются признаки, приобретенные родительскими организмами в процессе жизнедеятельности. Вейсман во время своих исследований отрезал хвосты в общей сложности у 1 600 мышей из 22 поколений и показал, что ни в одном случае не родились бесхвостые мышата. Эксперимент Вейсмана вызвал методологические споры среди ученых: должен ли исследователь сначала проводить эксперимент, а затем формулировать теорию на основании результатов или сначала предлагать теорию, а затем проверять ее экспериментально? Вейсман говорил по этому поводу: «Приступать к эксперименту без рабочей 87
Глава 4 ^ гипотезы — все равно, что брести по бездорожью в тумане, не имея даже компаса. Мы, конечно, придем куда-то, но это будет зависеть только от случая, окажемся ли мы в безжизненной пустыне неясных фактов, или выберемся на широкую дорогу, ведущую к открытию. Причем в большинстве случаев шанс будет работать не на нас». Дарвин полагал, что открытия в области эмбриологии подтвердят теорию эволюции. Но чем больше фактов получали ученые о развитии эмбрионов, тем запутаннее становилась картина. Так, у всех эмбрионов, включая рыб, птиц и млекопитающих, в определенный момент возникают жаберные щели. На ранних стадиях развития все эмбрионы выглядели одинаково, но затем начинали появляться признаки, специфичные для вида. На основе этих данных была предложена теория трансформизма, в соответствии с которой в ходе развития эмбрион проходит через цепь превращений — от примитивных форм жизни к более развитым. Эта теория возвращает нас к представлениям о «цепи жизни» времен Аристотеля, по которой каждый организм проходит в своем развитии через взрослые стадии живых существ, находящихся ниже в цепи прогресса. Так, человек, прежде чем родиться, должен пройти через стадию обезьяны. Теорию раскритиковал Карл Эрнст фон Байер (Karl Ernst von Baer). Он указал на то, что ни один эмбрион никакого организма никогда не принимает формы взрослой особи другого организма. Ни на одной из стадий эмбрион человека не выглядит, как рыба. Фон Байер высмеивал трансформизм: «Давайте представим себе ученую птицу, которая изучает собственное развитие и сравнивает его с развитием млекопитающих и человека. Наверное, в учебнике физиологии птиц мы найдем следующее: «Эти четырех- и двуногие создания на стадии эмбрионального развития лишь слегка напоминают наши эмбрионы. Так, черепная коробка у них состоит из отдельных костей; у них нет клюва, который у наших эмбрионов появляется на пятый-шестой день развития; их конечности на всех этапах развития 88
-= Реакция на теорию Дарвина =- никогда не напоминают наши; у них на теле нет настоящих перьев, разве что только тонкие ости от них. Любой оперившийся птенец несравнимо более продвинут, чем любая их взрослая особь. ... И эти млекопитающие, которые так долго после рождения неспособны самостоятельно кормиться и которые не способны свободно взлететь с земли в небо, мнят себя более высокоорганизованными организмами, чем мы». Фон Байер никогда не признавал эволюции, но соглашался с Дарвином относительно того, что все живые организмы можно сгруппировать в древовидную структуру, в которой каждая ветвь представляет сходные формы жизни одинакового уровня сложности. Фон Байер опровергал теорию «цепи жизни», указывая на то, что эмбрион позвоночного организма на всех этапах остается лишь недоразвитым позвоночным организмом, никогда не принимая форму взрослого менее организованного организма. Основываясь на сходстве эмбрионов на ранних стадиях развития, фон Байер вывел четыре основные группы позвоночных. Дарвин это сходство эмбрионов истолковывал как свидетельство общности происхождения. По мере развития эмбрионы расходятся веером от общей исходной формы. Дарвин спрашивал: «Чем еще, кроме как общностью происхождения, можно объяснить тот факт, что у эмбрионов лошадей, человека и летучей мыши в определенный период времени артерии развиваются по сценарию, который имеет смысл только у рыб? Природные системы по сути своей являются генеалогическими. Вот почему изучение эмбрионов, сохранивших в себе признаки предковых форм, так важно для правильной классификации. Общность особенностей эмбрионального развития отражает общность происхождения». Представления о направленном линейном развитии жизни от простых форм к более сложным оказалось довольно трудно изжить вплоть до сегодняшнего дня. Новую жизнь в эту концепцию вдохнул преемник фон Байера Эрнст Геккель (Ernst Haeckel). Своей знаменитой фразой «онто¬ 89
^ Глава 4 =- генез повторяет филогенез», т.е. развитие эмбрионов повторяет путь эволюции вида, Геккель основательно исказил теорию Дарвина. Получалось, что филогенез управляет онтогенезом. Геккель вновь обратил внимание на иерархию живых организмов, предположив, что эволюция представляет собой усложнение и совершенствование существующих форм. Геккель был убежденным сторонником Дарвина (хотя нельзя сказать, что дарвинизм поддерживал теорию Геккеля). В биологии представления Геккеля о направленности эволюции были шагом назад к тому, что фон Байер развенчал еще 50 лет назад. Геккель не ограничивался эволюцией и пытался перенести свои воззрения на общественное развитие и отношения между расами. Так, он заявлял: «Низшие расы... по своей физиологии ближе к животным — обезьянам и собакам, — чем к цивилизованным европейцам. Следовательно, нельзя переносить наши ценности в их уклад жизни». На труды Геккеля часто ссылался Адольф Гитлер. Самозарождение жизни В своих трудах Дарвин пытался выяснить, что послужило толчком к возникновению такого ошеломляющего разнообразия видов живых организмов. При этом он преднамеренно не затрагивал все сопутствующие религиозные и философские вопросы. Он также отказывался обсуждать вопрос возникновения жизни на Земле. Однажды, когда его спросили об этом, он ответил: «Совершенно бессмысленно рассуждать о возникновении жизни, так же, как и о возникновении вселенной». Теория эволюции не давала однозначного ответа на вопрос, произошла жизнь из одного или из нескольких источников. С позиции теории эволюции невозможно также ответить на вопрос, был ли этот источник жизни сотворен Богом или возник самостоятельно. Для серьезной научной дискуссии на эту тему во времена Дарвина не было необходимой исходной информации. 90
-= Реакция на теорию Дарвина =■ Во времена Дарвина, теория микробного происхождения инфекционных заболеваний еще не была доказана и ученые всерьез обсуждали возможность спонтанного зарождения жизни. Ни один образованный человек, конечно, уже не верил в средневековые небылицы о том, что мышь может зародиться в кувшине с пшеничными зернами, заткнутом грязной рубашкой, или в то, что мухи самозарождаются в гниющем мясе, но только недавно открытые микроорганизмы были подходящими кандидатами для обоснования материалистического молекулярного источника самозарождающейся жизни. Апологетом теории самозарождения был Генри Бастиан (Henry Bastian) — один из членов когорты молодых биологов в окружении Дарвина и Хаксли, создавший для своих менторов немало трудностей. Неувязка с теорией самозарождения состояла в том, что в таком случае эволюция каждый раз должна начинаться заново. Это противоречило модели эволюции Дарвина и его убежденности в том, что все виды живых организмов на Земле находятся в состоянии равной приспособленности к условиям существования и среди них нельзя выделить более и менее эволюционно продвинутые виды. Другими словами, по теории Дарвина все виды на Земле равноудалены от первоисточника жизни, который если и возник абиотическим путем, то это произошло миллионы лет назад, когда условия на планете Земля способствовали этому. Теперь, вероятно, условия изменились, и самозарождения не происходит. Основным оппонентом Бастиана был другой молодой ученый в окружении Дарвина— физик и популяризатор науки Джон Тиндол (John Tyndall). Между Тиндолом и Бастианом часто разгорались споры вокруг гипотезы, предложенной французским химиком, а впоследствии микробиологом Луи Пастером о том, что микроорганизмы не самозарождаются, а переносятся по воздуху с пылью в виде спор или «семян» и что именно микробы являются возбудителями инфекционных болезней. 91
- Глава 4 - Дебаты продолжались десятилетия, в течение которых оппоненты ставили сложные эксперименты и изливали желчь друг на друга в едких саркастических трактатах. Пастер провел свой знаменитый опыт: прокипятил бульон во флаконе с узким изогнутым петлей горлышком. Хотя сосуд оставался открытым, пыль не проникала в него, и бульон оставался светлым на протяжении длительного времени. Бастиан в ответ заявил, что в результате кипячения в бульоне были разрушены компоненты, необходимые для самозарождения микроорганизмов. Он повторил опыт Пастера, но добавил в бульон немного тертого сыра. Несмотря на кипячение, бульон быстро помутнел от развившихся в нем микроорганизмов. (Сыр содержал споры бацилл и клостридий, устойчивых к кратковременному кипячению, о чем в то время никто не знал.) Защитить Пастера взялся Тиндол. Он многократно прокипятил бульон с сыром и добился того, что питательная среда осталась стерильной в сосуде Пастера. В конце концов удалось доказать, что живые организмы могут возникнуть только от живых организмов. Возникновение жизни из «мертвых» химических молекул произошло лишь однажды и очень давно. Градуализм и сальтационизм В книге «Происхождение видов» есть фраза: «природа не терпит скачков» (nature non facit saltum). Хаксли предлагал Дарвину убрать эту фразу, чтобы не давать оппонентам лишний повод для критики. Действительно, утверждение было абсолютно интуитивным и разжигало постоянно тлеющий спор о том, происходит эволюция постепенно или скачками. Этот вопрос до сих пор окончательно не решен. Дарвин, без сомнений, был приверженцем плавной постепенной эволюции. Он знал о существовании мутаций — рождении видоизмененных организмов, зачастую уродов. Но Дарвин не считал, что мутации играют какую-то роль в возникновении новых видов. С другой стороны, он не мог сформулировать никакой убедительной теории отно¬ 92
Реакция на теорию Дарвина ^ сительно того, каким образом возникают и накапливаются эти плавные изменения. Со временем все больше сторонников и последователей Дарвина перестали поддерживать его гипотезу о плавной эволюции. Его кузен Гальтон, базируясь на своих статистических подходах, доказывал, что изменения могут происходить только скачками в результате мутаций. Хаксли также в статьях изложил свое мнение в поддержку прерывистой эволюции, при которой промежуточные формы между видами существуют ограниченное время или отсутствуют вообще. Физиолог растений Хуго де Ври (Hugo de Vries) в ходе длительного культивирования 50 ООО образцов энотеры (Oenothera sp.) отобрал 800 экземпляров растений с измененными признаками. Де Ври считал их новыми видами, возникшими спонтанно в результате мутаций. В своей книге «Теория мутаций» (The Mutation Theory) он описал три типа мутаций: прогрессивные, ретрогрессивные и дегрессивные. Теория мутаций вслед за биометрикой, разделившей ученый мир на приверженцев и противников статистических методов в биологии, в свою очередь провела линию раздела между салыпациопистами— сторонниками скачкообразной эволюции — и градуалистами, рассматривающими эволюцию как постепенный процесс. Для многих ученых того времени отстаивание своей теории стало смыслом жизни. Когорта молодых биологов, объединившихся сначала вокруг Хаксли и Дарвина, вспыхнула искрами новых имен блистательных ученых, каждый из которых продвигал свои взгляды часто в противоположных направлениях. Среди них выделялись Уильям Батесон (William Bateson) и Уолтер Франк Рафаэль Велдон (Walter Frank Raphael Weldon). Они повстречались вскоре после того, как оба завершили учебу в Кембридже. Батесон позже вспоминал, что Велдон посвятил его в свои исследования, которые считал смыслом всей жизни. Оба были увлеченными биологами и мечтали разгадать тайну видообразования, но при этом их методы и взгляды на проблему были диаметрально противоположными. Батесон признавал, что 93
- Глава 4 =- слабо разбирается в математике, тогда как Велдон вместе с Гальтоном были одними из основоположников биометрии. Велдон утверждал, что ни одна гипотеза не может быть доказана, если в ней отсутствует статистический анализ достоверности фактов. Батесон отрицал необходимость математических методов в биологии. Но настоящим яблоком раздора стал для них вопрос о том, насколько плавно происходит переход от вида к виду. Споры разгорелись с новой силой, когда Батесон прочитал статьи никому не известного австрийского аббата Грегора Йохана Менделя (Gregor Johan Mendel). К концу столетия линии противостояния по вопросу эволюции сместились в иную плоскость. Наиболее ортодоксальные противники эволюции постепенно утрачивали свой пыл и склонялись к тому, чтобы принять ее. Его преподобие, а вскоре епископ Чарльз Гор (Charles Gore) так объяснил эту ситуацию: «Все больше богословов признавали тот факт, что в библейских откровениях практически ничего не говорится о вопросах, затрагиваемых наукой. Кроме того, все более очевидной становилась ограниченность старых взглядов на природу и накапливалось все больше фактов, которые все сложнее было объяснить с точки зрения Божьего провидения». Напротив, среди ученых соперничество и споры разгорались все с большей силой. Каждый гнул свою линию, не прислушиваясь к другим, — одни склонялись в сторону сальтационизма, другие отстаивали градуализм, третьи утверждали, что только биометрические методы откроют истину, а четвертые призывали вернуться к классическим описательным и созерцательным методам биологии. Борьба между фракциями будет продолжаться еще пол столетия. 94
Глава 5 Горох, мушки и смутные времена теории эволюции Состояние биологии на 8 мая 1900 года хорошо описал Уильям Батесон: «Мы хотели бы знать в полной мере физическую основу, внутренние механизмы, суть и движущие силы того, что мы называем наследственностью. Мы хотели бы знать, по каким законам происходит передача и сохранение признаков. Давайте сразу скажем, что пока о природе данного феномена нам совершенно ничего не известно. У нас нет даже намека на разгадку того, каким образом потомки наследуют признаки своих родителей. Процессы оплодотворения и эмбрионального развития мы можем проследить в мельчайших деталях, доступных микроскопу, но у нас нет никакой исчерпывающей концепции для объяснения того, что мы видим. Что касается физических основ наследственности, то гут нет даже догадок. Никто еще пока не предложил ни единой версии, ни единой рабочей гипотезы или самого общего умозаключения, которые могли бы хоть немного помочь нам проникнуть за пределы видимого под микроскопом. Процесс нам представляется таким же таинственным, как вспышка молнии для дикарей. Мы не знаем, что является носителем наследственности. Не знаем даже, является ли этот носитель материальным или нет. Что особенно печально, у нас не только нет знаний по этому вопросу, но мы даже приблизительно не знаем, как подступиться к этой проблеме».
- Глава 5 =- Такой печальной была ситуация с пониманием сути наследственности в начале прошлого века. Но вскоре все изменилось, причем этот революционный прорыв в теории генетики будет связан не с новыми открытиями, а с обнаружением старых статей тридцатичетырехлетней давности, которые до этого упорно никто не замечал. И вот три европейских ученых практически одновременно перечитали эти архивные публикации и вдруг обнаружили в них решение проблемы механизма наследственности — того вопроса, на который долгие годы были направлены основные критические замечания противников теории эволюции. Мир наконец отдал должное непризнанному и никому неизвестному австрийскому монаху и его опытам над растениями гороха. Грегор Мендель После публикации книг Дарвина и во многом благодаря энергичности Хаксли наука освободилась от пут религии. Напротив, в начале XX века духовное звание ученого вызывало подозрение. Возможно, монашеский сан Грегора Менделя был причиной того, что ученый мир долгое время игнорировал его труды. Это было несправедливо и глупо. Мендель стал монахом по той же причине, по которой Дарвин чуть было не стал сельским пастором, — эта работа оставляла достаточно времени, чтобы заниматься научными исследованиями. У Менделя были даже более веские причины стать священником. Его отец был бедным австрийским крестьянином. Для сына крестьянина, родившегося в 1822 году, возможность получить образование была чудом. Мендель принял обет монаха-францисканца в возрасте 25 лет. Он был направлен в Венский университет для изучения математики и физики. Эти предметы были его первой любовью. Увлечение физикой он пронес через всю свою жизнь. Затем, вторгшись в новую для себя науку — биологию, Мендель применял в работе с растениями те же строгие аналитиче¬ 96
-= Горох, мушки и смутные времена... ские методы исследований, которые были характерны для физики и математики. Почему студент, изучавший точные науки, посвятил свою жизнь экспериментам над горохом, осталось тайной, поскольку все документы о личной жизни Менделя оказались утраченными. Мы только знаем, что одним из менторов молодого Менделя в Венском университете был ботаник Франц Унгер (Franz Unger). Имя Унгера стало известно благодаря предложенной им теории эволюции растений. В 1852 году он опубликовал книгу «Рассуждения об истории растительного мира» {An Attempt of the History of the Plant Word), в которой была глава «Происхождение растений; их размножение и возникновение разных видов». В этой главе автор высказал предположение, что виды растений возникли в результате изменений признаков, происходящих естественным путем. Он даже допускал, что все растения возникли от одного общего предка — какой-то древней водоросли, названной им urplanze (растение-пращур). Поселившись в 1852 году в аббатстве Святого Фомы в Брюнне, Богемия (сейчас Брно в Чехии), Мендель приступил к научным исследованиям, которые не прекращал до конца своей жизни. Он тщательно записывал в дневник изменения дневной температуры, влажности и даже уровня воды в колодце аббатства как меры атмосферного давления, наблюдал за появлением и развитием пятен на Солнце, пытался скрещивать разновидности пчел и мышей. Мендель основал местное общество естествоиспытателей. Наконец, он занялся скрещиванием растений гороха в монастырском саду. Некоторые исследователи биографии Менделя утверждали, что он начал свои эксперименты над горохом, чтобы опровергнуть теорию естественного отбора, предложенную Дарвином. Скорее всего, эксперименты Менделя были нацелены не на естественный отбор, а на некоторые другие ложные постулаты Дарвина. Так, в поисках первоисточника разнообразия организмов Дарвин предположил, что женская яйцеклетка может быть оплодотворена одно¬ 97
-= Глава 5 ^ временно несколькими сперматозоидами от разных отцов. Вероятнее всего, именно это положение Мендель пытался оспорить. Какой бы ни была исходная цель, в результате своей скрупулезной работы Мендель разработал новые стандарты биологических экспериментов. Он был не первым, кто ставил опыты с горохом. Мендель не просто скрещивал растения и смотрел, что получится. Он тщательно продумывал гипотезу, ставил эксперимент и анализировал результаты, чтобы подтвердить или опровергнуть ее. Благодаря детальному планированию экспериментов Менделю удалось гораздо глубже проникнуть в суть наследственности, чем всем его предшественникам. Прежде всего Мендель отобрал растения, признаки которых не изменялись от поколения к поколению. Ему потребовалось два года, чтобы из 34 различных разновидностей гороха отобрать 22 варианта, которые в случае самоопыления давали точно такое же потомство. Морфологические признаки этих растений он сгруппировал в альтернативные пары по следующим категориям. Категории Признаки Цвет горошин Цвет семенной оболочки Поверхность горошин Цвет стручка Форма стручка Размещение цветков Длина стебля Желтый или зеленый Серый или белый Гладкая или морщинистая Зеленый или желтый Ровная или с выпуклостями вокруг горошин Вдоль стебля или на конце стебля Короткий - от *А до 1 Уг фута (1 фут - 30 см) или длинный - 6-7 футов Затем, убедившись в «чистоте» своих растений, т.е. в том, что из поколения в поколение у этих растений не прослеживается расхождение признаков, он стал скрещивать их, тщательно фиксируя в своем дневнике родословную каждого растения. За восемь вегетационных сезонов через его руки прошло более 30 ООО растений. (Только вообразите, каких размеров был его рабочий журнал.) Чтобы быть уверенным в результатах перекрестного опыления, Мендель разработал сложную схему контроля 98
-= Горох, мушки и смутные времена... =- над чистотой эксперимента. Он вскрывал бутоны цветков гороха до того, как они раскрывались сами, и удалял тычинки— органы цветкового растения, в которых образуется пыльца. Тем самым он предотвращал самоопыление. Затем с помощью верблюжьего волоска он переносил пыльцу с одного растения на пестик другого и заворачивал цветок в бумажный пакет или в хлопчатобумажную ткань, чтобы никакая другая пыльца не была занесена ветром. Затем он ждал образования семян, собирал их в отдельные пакетики, тщательно подписывал, с какого растения они были собраны, и выращивал из них новые растения, чтобы проследить результат. Результат был обманчиво простым. Мы слышали об этом результате на уроках биологии в школе, и вряд ли он впечатлил кого-то из нас. Странно, но многие биологи до Менделя получали подобные результаты, однако не делали на основании этого важного заключения, хотя некоторые из них были ботаниками более высокого профессионального уровня по сравнению с Менделем. Работая с растениями, Мендель оставался скорее физиком, чем ботаником. Даже его терминология не полностью соответствовала терминологии ботаников. Менделю удалось раскрыть тайну генетики благодаря тому, что он формулировал гипотезу до эксперимента и ожидал определенного результата, за которым следовал скрупулезный статистический анализ. (Следует напомнить, что сам Мендель не имел ни малейшего понятия о генах. Единицы наследственности, передающиеся от растения семенам, он называл элементами.) В первом поколении после скрещивания все выросшие растения гороха одной группы выглядели совершенно одинаково. Были различия между группами, а также между гибридами и родительскими формами, но внутри группы растений, полученных в результате скрещивания одних и тех же вариантов гороха, все растения были одинаковыми. Современный биолог назвал бы эти гибриды однотипным первым поколением, F1. У потомков могут быть комбинации признаков не такие, как у родительских растений, 99
-= Глава 5 — поскольку одни признаки исчезли полностью, тогда как другие проявились точно в том виде, как у родителей. У гибридных растений не наблюдалось пятнистых желто-зеленых или слегка морщинистых горошин. В результате скрещивания экземпляров гороха с длинными и короткими стеблями не образовывался гибрид с промежуточной длиной стебля. Другими словами, Мендель не обнаружил усреднения или смешивания признаков в процессе их наследования. Но эксперимент на этом не завершался. Следующее поколение, F2, получалось в результате самоопыления гибридных растений F1. Новое поколение гибридов было совершенно не похожим на предыдущее. У некоторых растений вновь проявились признаки предковых форм, которые, казалось, полностью исчезли в предыдущем поколении. Если в поколении F1 не было растений с зелеными горошинами, ровным стручком и коротким стеблем, то в поколении F2 они появились вновь. Однако по-прежнему не было и следа смешения этих признаков друг с другом. Они проявились точно так же, как у растений позапрошлого поколения. Скрытый признак вновь проявился в поколении F2 не у всех растений, а лишь у некоторых из них. Когда эксперименты ставились на небольшом числе растений, закономерность выявить не удавалось. В одном эксперименте скрытый признак мог не проявиться вообще, а в другом проявлялся у большинства растений поколения F2. Тут и пригодились Менделю знания статистики. Только благодаря тому, что Мендель использовал в своих опытах тысячи растений и многократно повторял эксперимент, ему удалось установить, что скрытый признак проявляется в поколении F2 примерно у четверти растений, тогда как три четверти растений выглядели так же, как в поколении F1. Другими словами, если в предыдущем поколении гороха не было ни одного растения с зелеными горошинами*или ровными стручками, то после самоопыления эти признаки проявятся вновь, причем при увеличении количества растений в эксперименте число растений с восстановленными признаками будет стремиться к V4 от общего числа расте¬ 100
— Горох, мушки и смутные времена... - ний. (Следует отметить, что эти признаки проявляются не у одних и тех же растений. Они распределяются случайным образом. Будут растения только с зелеными горошинами, или только с ровными стручками, и лишь у одной шестнадцатой всех растений оба признака проявятся вместе.) Чем больше растений бралось для эксперимента, тем ближе было распределение признаков к ожидаемым частотам 3:1. Рональд Фишер (Ronald Fisher) и некоторые другие биологи отмечали, что в опубликованных статьях Менделя распределение частот признаков слишком уж точно соответствовало отношению 3:1, и заподозрили, что Мендель слегка подтасовал факты. Любой физик, столкнувшийся с такой повторяющейся закономерностью, назвал бы ее законом. Так и поступил Мендель. Он назвал установленную закономерность законом комбинирования различных признаков. В этом законе ничего не говорилось о независимом наследовании признаков. Мендель просто описал то, что видел собственными глазами, не стараясь докопаться до сущности феномена. Довольно мудрое решение — не пытаться разобраться в том, что пока невозможно понять. Но Мендель предположил, что для передачи признаков из поколения в поколение должны использоваться какие-то носители, которые он назвал элементами. Элементы, проявляющие себя в первом поколении, он назвал доминантами, а скрытые элементы, проявляющиеся через поколение, — рецессивами. Таким образом, если в одном растении окажутся вместе элемент, отвечающий за зеленый цвет горошин, и элемент желтых горошин, то в этом растении все горошины будут желтыми. Рецессивный элемент в паре с доминантным никуда не исчезает, но никак себя не проявляет. Этот простой вывод прояснил многие моменты в механизмах наследственности, которые долгое время не давали покоя эволюционистам. Во-первых, потомок может получить только по одному элементу наследственности от своих родителей, т.е. отец и мать в равной мере определяют наследуемые признаки своих детей. 101
-= Глава 5 =- Это была новая и очень важная концепция. Даже Дарвин был убежден, что самцы в большей степени влияют на признаки детей. Поводом для этого послужили ложные представления заводчиков породистых собак о том, что яйцеклетка может оплодотворяться сразу несколькими сперматозоидами. Во-вторых, элементы наследственности не оказывают никакого влияния друг на друга и их свойства не изменяются от поколения к поколению. Рецессивный признак не ослабевает от того, что в течение нескольких поколений он был скрытым. Это опровергало теорию Френсиса Гальтона о прогрессивном ослаблении признаков, унаследованных от родителей, дедушек, прадедушек и далее по родословной. Из закона Менделя легко вывести еще одно свойство наследственности: проявление признаков в следующем поколении соответствует случайному распределению. Сочетания семи пар признаков, за которыми следил Мендель, проявлялись у растений таким образом, как будто кто-то бросал для каждого растения семь пар монет и определял свойство в зависимости от того, выпадет орел или решка. Действительно, пусть орел будет доминантным признаком А, а решка — рецессивным признаком а. Бросая пару монет, мы можем получить следующие комбинации: АА, Аа, аА и аа. Поскольку А — доминантный признак, то комбинации АА, Аа и аА будут выглядеть одинаково. По теории вероятностей каждая комбинация будет выпадать с вероятностью 1А. В результате признак А относительно признака а будет проявляться с частотой 3:1. В случае с растениями гороха признаком А выступали желтый цвет горошин, короткий стебель и стручки с перетяжками между горошинами, а признаком а — зеленый цвет горошин, длинный стебель и ровные стручки. Если бы Дарвин знал об этих результатах, ему бы удалось значительно продвинуться в обосновании теории эволюции. Мендель показал, что наследственные признаки не смешиваются все в одном большом котле, а передаются независимыми друг от друга порциями. Таким образом, в результате смешения признаков не возникла тенденция к раз¬ 102
-= Горох, мушки и смутные времена... ^ бавлению, усреднению свойств организма. Варьирование признаков как необходимый элемент эволюции и естественного отбора может проявиться в любой момент внутри гомогенной однообразной популяции. Определенные признаки могут быть скрыты в нескольких поколениях, чтобы потом вновь возникнуть в отдаленных потомках в качестве положительного или отрицательного фактора естественного отбора. Например, птицы, длительное время питавшиеся желтым горохом, могут с подозрением отнестись к зеленому гороху, что повысит выживаемость этих растений. В результате обнаружения забытых статей Менделя тремя европейскими учеными в 1900 году позиции дарвинизма укрепились. Дискретное наследование признаков означало, что существенные положительные изменения в морфологии организма могут произойти естественным путем как результат накопления многих рецессивных признаков. Мутации перестали быть единственным источником вариаций. Но это же открытие подбросило дров в костер давнего спора между сторонниками градуализма и сальтационной эволюции. Закон Менделя для многих послужил доказательством того, что представление Дарвина о постепенном ходе эволюции в результате накопления незначительных изменений из поколения в поколение является ложным. Ничего подобного не было в изменениях признаков гороха в опытах Менделя. Признаки изменялись быстро и радикально в одну или другую сторону. Прошли десятилетия, пока ученые поняли, что между этими взглядами не так уж много противоречий. Главным достижением было доказательство того, что изменчивость признаков является естественным процессом наследственности, не требующим божественного вмешательства или противоестественных мутаций. Мендель представил результаты своей работы членам местного общества естествоиспытателей. Коллеги одобрили опубликование этих материалов. Копии статьи Мендель разослал биологам, которых он уважал как специалистов. 103
-= Глава 5 =- В их числе был Карл-Вильгельм Нэгели (Karl-Wilhelm Nageli). Хотя Мендель был скромным человеком, он хорошо осознавал значимость результатов своих экспериментов для науки. Он писал Нэгели: «Я знаю, что полученные мною результаты не совсем совпадают с нашими сегодняшними представлениями [о наследственности], и опубликование отдельно взятого эксперимента может привести других исследователей к неправильным выводам». Нэгели считал так же и предложил Менделю перепроверить свой закон на наследовании признаков у других организмов. В частности, он посоветовал поставить эксперименты на ястребинке (Hieracium) — растении, которое, как оказалось позже, совершенно не подходило для таких исследований, поскольку размножалось партеногенетическим путем. Естественно, у Менделя ничего не получилось с этим растением. В 1871 году Мендель стал аббатом, и церковные заботы занимали все больше его времени. Нашествие горохового долгоносика уничтожило все его опытные растения. Сбор разновидностей ястребинки пришлось прекратить по причине, которую сам Мендель описал так: «нарастающая тучность давала о себе знать во время длительных пеших путешествий по окрестным холмам в подтверждение того, что закон всемирного тяготения действительно действует на любое тучное тело». Мендель больше не публиковал своих статей и перестал рассылать результаты экспериментов мировым знаменитостям. Некоторые исследователи ссылались на его работы, включая протеже Дарвина Джорджа Романеса (George Romanes), но в целом работы Менделя оставались незамеченными. Мендель умер, так и не узнав, какое влияние его открытие окажет на дальнейшее развитие биологии в целом, и на возникновение нового направления — генетики. v Что произошло потом Казалось, что с открытием работ Менделя, объяснившего механизмы изменчивости видов, сторонники тео¬ 104
- Горох, мушки и смутные времена... — рии эволюции должны были обрести второе дыхание. Но вместо этого они погрязли в мелких дрязгах и спорах. Две конкурирующие группы, одна, возглавляемая Уильямом Батесоном, а другая — Уолтером Велдоном (Walter Weldon) и его учителем Карлом Пирсоном (Karl Pearson), вели ожесточенную борьбу из-за вопроса о том, изменяются виды постепенно или внезапными скачками. Обе группы истолковывали работы Менделя в свою пользу. Очень скоро в научных спорах оппоненты перешли на личности и обвинили друг друга в использовании лженаучных методов исследований. Велдон изучал эволюцию крабов в морском проливе у города Плимута. Морская вода в этом месте уже в те годы была чрезвычайно загрязненной. Он заметил, что у крабов в этом районе панцирь был значительно крупнее, чем в других местах. Велдон предположил, что большая поверхность жабр позволяет крабам лучше справляться с загрязнением окружающей среды. Такие крабы были более приспособлены к этим условиям, следовательно, дольше жили и оставляли больше потомства. Чтобы доказать это, Велдон со своей женой провели лабораторный эксперимент. Они выловили тысячи крабов, рассортировали их по размерам панцирей и поместили в большие емкости, заполненные морской водой из пролива, перемешанной с городскими стоками. Велдон рассказывал, что запах в лаборатории стоял несносный, но результаты получились убедительными. Лучшая выживаемость у крабов с крупными панцирями была подтверждена статистическими методами. Велдон заключил, что Дарвин был прав, когда описывал эволюцию как длительный постепенный процесс накопления незначительных изменений. Действительно, на границах загрязненных областей размер крабов постепенно уменьшался. Не было резкого перехода от крупных крабов к мелким. Велдон использовал эту работу также для того, чтобы лишний раз показать, что убедительные результаты можно получить только в том случае, если результаты подвергаются серьезному математическому анализу. Так, например, в 105
-= Глава 5 =- случае с панцирями крабов, размеры которых изменялись в широком диапазоне, закономерность можно было показать только благодаря статистической обработке данных. Велдон, вслед за кузеном Дарвина Гальтоном, был убежден в том, что прогресс в биологии возможен только благодаря широкому использованию математических методов и развитию новой биологической дисциплины — биометрии. Батесон, напротив, страдал математической фобией. Он прослушал интенсивный курс математики во время обучения, но сразу же забыл абсолютно все. Статистические методы ужасали его. Свою первую научную работу Батесон сделал вдали от родных мест, в степях Центральной Азии. Он изучал морских беспозвоночных в озерах и заливах вдоль береговой линии Аральского моря. Соленость озер изменялась в широких пределах, образуя плавные градиенты. Мир беспозвоночных, напротив, изменялся резко, когда соленость воды достигала определенного значения. Полученные данные, утверждал Батесон, свидетельствуют в пользу сальтационных изменений видов в ходе эволюции. Линия противостояния была прочерчена. В течение нескольких последующих десятилетий биологи разделились на градуалистов (сторонников постепенного развития) и сальтационистов (сторонников скачков в эволюции), а также на биометристов и натуралистов. В ретроспективе отчетливо видно, что в концепциях, отстаиваемых противоборствующими группами ученых, не было взаимного исключения. Но бесконечные споры, переходящие в брань, отрицательно сказались на темпах развития эволюционной биологии. Батесон и Велдон все острее критиковали друг друга. В рецензиях на статьи оппонента все в большей степени прослеживалась личная неприязнь и стремление любой ценой зарубить работу оппонента. Открытие работ Менделя лишь подлило масла в огонь. Батесон узнал о Менделе, прочитав статьи ряда европейских ученых (включая де Вриса (de Vries)), повторивших опыты Менделя на кукурузе, цыплятах и мышах. Несмотря 106
— Горох, мушки и смутные времена... ^ на свою нелюбовь к статистике, Батесон сразу оценил и воспринял выводы Менделя. В конце концов, полагал Батесон, дискретность элементов наследственности Менделя как раз доказывает, что изменчивость видов должна происходить скачкообразно. Велдон, узнав о высокой оценке работ Менделя Батесоном и о выводах, которые он сделал, принялся критиковать методы Менделя. Он заявлял, что Мендель на глаз сортировал горошины по цвету, не задаваясь целью определить, в какой степени зеленым или желтым был цвет. На самом деле, по мнению Велдона, горошины были всех цветов в диапазоне от зеленого до желтого и у разных растений переход от одного цвета к другому был плавным. Поэтому выводы Менделя сейчас невозможно проверить и оценить статистическими методами. Батесон ринулся на защиту Менделя и описательной биологии в целом. Велдон и Пирсон ответили критикой методов самого Батесона, определив их как чудовищно неточные. Обращаясь к статье Батесона, в которой он описывал скрещивание разновидностей белой смолёвки (Silene alba) с более опушенным стеблем и менее опушенным, Велдон спрашивал, в каких единицах можно было измерить опушенность стебля? Далее он обреченно предрекает скорый бесславный конец описательным методам в биологии: «накопление результатов, в которых данные группируются на основании зыбких признаков, не поддающихся точным измерениям, может принести только вред». Взаимные претензии между учеными вылились в скандал на заседании Британской ассоциации зоологов в 1904 году. Батесон был избран президентом, но первое слово было предоставлено Велдону, который принялся критиковать Батесона. Тот ответил. Завязалась перепалка, далекая от научной дискуссии. Пирсон попытался примирить спорщиков, предложив перемирие на три года, пока не будут получены новые факты в пользу той или иной гипотезы. Наконец, с заключительным докладом выступил онколог Т. Р. Стеббинг (Т. R. Stebbing). Участники совещания так описывали его речь: «В преамбуле он выразил чувства мно¬ 107
•= Глава 5 =- гих из нас, что такого рода дискуссии не в его вкусе. Зал в напряжении застыл, какие выводы сделает известный ученый по поводу столь эмоционального обсуждения, особенно когда он коснулся предложенного Пирсоном перемирия. Доктор Стеббинг как всегда был на высоте. «Вы все слышали, что предложил профессор Пирсон? — пауза, а затем с повышением голоса, — Но вот что я скажу вам на это: дайте им возможность добить друг друга!» Смута Велдону не суждено было завершить спор. Вскоре, в 1906 году он умер. Пирсон держал слово и относился к Батесону подчеркнуто учтиво. Сам Батесон в 1921 году признал важность математических методов в биологических исследованиях, но споры о путях эволюции продолжались. В то время как представления об эволюции видов все больше утверждались в научном мире, сами ученые-эволюционисты пребывали в глубоком кризисе. Термин «эволюция» приобретал совершенно иной смысл в зависимости от того, занимался ученый вопросами наследственности, эмбриональным развитием или палеонтологией. В каждом случае концепция претерпевала такие сильные изменения, что ученые стали говорить на разных языках. Чтобы не обострять проблему, многие решили просто поменьше общаться друг с другом. В спорах о том, как происходит эволюция, была утеряна наиболее важная и передовая концепция Дарвина — естественный отбор. Генетика Нужно отдать должное Батесону — именно под его влиянием начали проводиться первые исследования наследственности. Популяризация полученных Батесоном данных и знаменитые опыты де Ври с энотерой привели к тому, что среди ученых утвердилось представление о скачкообразной эволюции в результате мутаций. 108
-= Горох, мушки и смутные времена... - Американский биолог Томас Хант Морган (Thomas Hunt Morgan) посетил в 1907 году экспериментальный сад Де Ври в Амстердаме. Морган изучал индивидуальное развитие организмов, но под впечатлением от увиденного в лаборатории де Ври он сменил область своих интересов и занялся наследственностью. Он сразу стал сторонником сальтационных эволюционных изменений. «Природа штампует новые виды без промежуточных звеньев», — писал он. Тем не менее Морган сначала весьма скептично отнесся к закону наследственности Менделя, посчитав его притянутым за уши. Решив перепроверить все самостоятельно, он начал с опытов над мышами и крысами, но затем ему посчастливилось сорвать биологический джек-пот— он поставил опыты над маленькой мушкой Drosophila melanogaster, известной как плодовая мушка (вы, безусловно, видели стайки этих мушек над блюдом с фруктами). Моргану для исследований выделили небольшую лабораторию, которая со временем стала всемирно известной мушиной комнатой в Колумбийском университете. Мушиная комната представляла собой небольшое помещение размером 5x7 метров, в которой помещались восемь шкафов с полками, каждая из которых представляла собой мушиный инкубатор. На полках лежали бутылки из-под молока, в которых плодились тысячи мух. С помощью электрических лампочек помещение освещалось, а также поддерживалась постоянная температура в инкубаторе. Пищей для мух служили бананы. Так продолжалось до тех пор, пока лаборант Кельвин Бриджес (Calvin Bridges) не придумал ряд усовершенствований. Он разработал плотную агаризованную питательную среду, в состав которой входила кукурузная мука, а также дрожжевой экстракт и патока, а для поддержания температуры воспользовался термостатом. Мушки оказались отличным объектом для генетических исследований. От момента откладки яиц до того момента, когда из личинок появлялись взрослые мухи, способные к размножению, проходило всего 10 дней. Позже оказалось, что их геном также предельно прост — всего четыре хромо¬ 109
— Глава 5 =■ сомы. Но даже с таким отличным объектом Моргану потребовалось два года проб и ошибок, пока его помощникам не удалось обнаружить первый мутантный экземпляр — знаменитую мушку-самца с белыми глазами. Вторая мутация также была обнаружена у самца — мушка с укороченными крыльями. Позже в лаборатории Моргана были получены еще 26 мутаций, причем все у мушек-самцов. Поэтому Морган предположил, что все эти мутации сцеплены с полом. Действительно, позже оказалось, что все эти мутации происходят на маленькой хромосоме, которая устанавливает у мушек половой диморфизм. По мере того как описывались все новые мутации и накапливались результаты скрещивания мушек с разными признаками, Морган стал замечать странные особенности наследственности. Если у мушки было несколько измененных признаков, то далеко не всегда оба признака передавались по наследству. Иногда происходило расхождение мутаций. Из работ цитологов Морган знал, что во время мейоза (процесса образования половых клеток) перед тем как хромосомы разойдутся к полюсам и произойдет деление клетки, между парными хромосомами происходит обмен гомологичными участками — кроссинговер. Морган предположил, что кроссинговер может объяснить факт расхождения признаков у потомков. Измененные гены, которые сначала находились на одной хромосоме, оказывались на разных хромосомах. Исследователи предположили, что расхождение признаков происходит тем чаще, чем дальше на хромосоме находятся носители этих признаков. С помощью статистических методов один из студентов Моргана отметил наиболее вероятные места мутаций на хромосоме. Чем ближе находились друг к другу точки на хромосоме, тем чаще они наследовались вместе. Такие признаки назывались сцепленными. С этого момента Морган стал приверженцем теории Менделя и посвятил свою жизнь развитию учения о наследственности. Эмпирические результаты Менделя стали обретать физическую почву. Было не только очевидно, что 110
— Горох, мушки и смутные времена... =• наследуемые признаки связаны с хромосомами, но и стало возможным установить их место на хромосоме. Оказалось, что носители признаков на хромосоме размещаются линейно один за другим точно так же, как бусы, нанизанные на нитку. Батесон был впечатлен работами Моргана, хотя, по его признанию, ему сначала трудно было принять гипотезу о том, что за каждый признак отвечает вполне конкретный участок хромосомы. Механизмы наследственности представлялись ему более опосредованными. Но если есть физический носитель наследственности, то у него должно быть имя. От дарвиновского «геммула» и термина «панген», предложенного де Ври, образовался «ген», а Батесон предложил имя для новой науки: «генетика». Батесон сделал еще одно важное предположение в своей книге «Принципы наследования Менделя» (Mendel's Principles of Heredity). Он не исключил, что некоторые болезни человека могут иметь генетическую природу. В связи с этим он упоминал алкаптонурию — хроническое заболевание, часто ведущее к острому артриту и проявляющееся специфическим окрашиванием мочи и кожи. Батесон заключил, что причиной заболевания может быть неудачное сочетание двух рецессивных генов. Книгу Батесона прочитал Арчибальд Е. Гаррод (Archibald Е. Garrod). Он как раз наблюдал молодую семейную пару, которые были двоюродным братом и сестрой и имели родственников с алкаптонурией. Когда у них родился ребенок с такой же болезнью, Гаррод убедился, что теоретические предположения Батесона оказались верны. Он пошел дальше, утверждая, что вероятной причиной заболевания является дефект в определенном ферменте. Гарроду принадлежит фраза, которая до сих пор используется в медицинской генетике: «врожденная ошибка метаболизма». Всего 50 лет потребовалось науке, чтобы от умозрительных заключений вплотную подойти к биохимии. Стало очевидным, что в организме человека действуют те же материальные механизмы жизни, что и у животных с растениями. 111
— Глава 5 - Кроме того, появилась надежда, что наука поможет человечеству избавиться от заболеваний — или хотя бы облегчить их течение, — природа которых оставалась загадкой на протяжении веков. Но наибольшие практические результаты от генетики удалось получить в сельском хозяйстве. После Первой мировой войны Россия страдала от голода. Голод господствовал и в других странах. Особенно не хватало зерновых. Казалось, предсказания Мальтуса стали реальностью — ресурсы сельскохозяйственных угодий иссякли, и нельзя было больше прокормить все возрастающее население Земли. По указанию Ленина часть средств, полученных для преодоления голода, была направлена на создание Института прикладной ботаники, задача которого состояла в повышении продуктивности сельского хозяйства. Возглавил институт талантливый генетик Николай Вавилов. В считанные годы ему с коллегами удалось реализовать на практике результаты фундаментальных генетических исследований, полученных Морганом и другими учеными в США. Были созданы новые гибридные сорта сельскохозяйственных растений и животных, а производительность сельского хозяйства росла почти экспоненциально. Любопытно, что успехи генетики в сельском хозяйстве поставили под сомнение теорию Мальтуса, которая когда-то воодушевила Дарвина на его открытие эволюции. Генетика показала, что не только население Земли, но и необходимые для жизни ресурсы могут возрастать в геометрической прогрессии, если уделять достаточно внимания новым технологиям. Генетика становилась все более популярной наукой. Батесон был прав: тайна генетики так же завораживала людей, как вспышки молнии вселяли трепет и благоговение в души дикарей. Но теперь уже у людей появилась уверенность в том, что разгадка величайшей тайны природы будет найдена. Для нового поколения генетиков представления Дарвина о постепенной эволюции видов казались таким же архаизмом, как и идея сотворения видов Богом. Они виде¬ 112
— Горох, мушки и смутные времена... — ли своими глазами, как в результате мутаций организм изменяется до неузнаваемости. Хотя уже было известно множество мутаций, ученые практически ничего о них не знали. Мутациями назывались любые видимые отличия между родителями и потомками. В мутациях эволюционисты новой волны видели движущую силу развития вида. Если мутация не ведет к смерти и измененный организм сохраняет достаточную способность к жизни и размножению, утверждал Морган, то мутант найдет свою экологическую нишу и закрепится как новый вид. Концепция естественного отбора была совершенно забыта, либо ей отводилась второстепенная роль в отсеивании незначительных вариаций. В 1930-х годах сокрушительный удар был нанесен по примеру видообразования — энотерам де Ври. Три ботаника убедительно показали, что предложенные им виды энотер, якобы полученные в результате мутагенеза, оказались всего лишь нестойкими разновидностями. Более того, мутации вообще не играли никакой роли в их возникновении. В большинстве случаев это были полиплоидные растения, в клетках которых оказывалось более двух пар хромосом. Развенчание видообразования в результате мутагенеза положительно повлияло на дальнейшее развитие науки. Сирил Дарлинг (Cyril Darling) писал, что работы де Ври «... породили ложную теорию эволюции, ложную теорию мутаций и ложную теорию наследственности. В некоторых случаях научные работы могут стать затором на пути науки, и энотеры де Ври — лучший пример тому». Пришло время возвратиться к концепции естественного отбора, и первым вспомнил о ней Рональд Фишер (Ronald Fisher) — ученый, от которого этого меньше всего можно было ожидать. Фишер был студентом факультета механической статистики в Кембридже. Он увлекся статистическим моделированием эволюционных процессов и хотел показать, что наследственность признаков по Менделю является основой естественного отбора. 113
— Глава 5 =• В биометрии к тому времени уже существовали математические модели наследственности. Например, уравнение Харди-Вайнберга использовалось для вычисления частоты обнаружения в популяции различных аллелей — вариантов гена, отвечающих за варьирование одного и того же признака. Статистическая модель демонстрировала, что частота встречаемости аллелей будет оставаться неизменной, если только популяция не будет находиться под прессом селекции по данному признаку. Аллель может удержаться в популяции, только если он предоставляет организму какие-либо преимущества. Фишер попытался описать распределение аллелей в популяциях, основываясь на тех же моделях, которые Бойль (Boyle) использовал для описания динамики газов. Только вместо атомов газа в модели Фишера использовались отдельные гены (аллели). Чтобы привести объект исследования в соответствие с газовой моделью, были приняты допущения о том, что гены распределяются между особями популяции независимо друг от друга и с равными вероятностями, точно так же, как атомы газа в сосуде. Модель Фишера также предполагала, что внешние силы естественного отбора действуют не на сами организмы, а непосредственно на отдельные аллели. Фишер пытался разработать такую математическую модель, в которой законы распределения признаков по Менделю предопределяли бы естественную изменчивость видов по Дарвину. Он допускал в своей модели влияние мутаций, но не рассматривал мутации основной, или тем более единственной, движущей силой эволюции. Фишер ввел классификацию генов по их влиянию на изменчивость организмов. В его модели рецессивные гены оказывали аддитивный (накопительный) эффект, тогда как доминантные гены были причиной резких изменений фенотипа организма. Влияние одного гена на фенотип в модели Фишера оставалось ограниченным, таким образом, межвидовые отличия могли быть результатом накопления изменений во многих генах. Внешними факторами, влияющими 114
— Горох, мушки и смутные времена... ^ на изменчивость признаков, были мутации и естественный отбор, но их влияние также было ограниченным. Модель Фишера показала, что в природе у особей одного вида всегда будет в той или иной степени присутствовать варьирование признаков, необходимое для эволюции в соответствии с теорией Дарвина. Будучи поклонником Пирсона — одного из немногих профессионалов в биометрии того времени, — Фишер направил статью в его журнал Biometry («Биометрия»). Упоминания в статье Менделя (который, как вы помните, был кумиром Батесона— главного оппонента Пирсона) было достаточно, чтобы у Пирсона сложилось предвзятое отношение к ней. Его комментарии были вялыми, а поскольку два других рецензента вообще не смогли разобраться в математических подходах Фишера, статья была отклонена. Лишь через два года, в 1918 году, по рекомендации сына Дарвина Леопольда статью наконец напечатали. В это же время в США Севол Райт (Sewall Wright) начинал свои опыты по скрещиванию морских свинок. Цвет шерсти, длина ворсинок и сочетание пятен разного цвета наследовались у морских свинок с нарушением закона Менделя. Признаки передавались не независимо друг от друга, а сцепленными группами. Например, короткошерстные светлые морские свинки были окрашены однотонно, тогда как длинношерстные свинки были двухцветными. Результаты экспериментов Райта показали, что гены могут образовывать комплексы, изменяющиеся согласованно. Вот почему Райт, узнав о модели изменчивости Фишера, взялся за ее улучшение. Он изменил основополагающие принципы модели. Если Фишер за основу брал законы распределения атомов газа, Райт воспользовался законами квантовой механики и принципом неопределенности Гейзенберга. Райт ввел в практику биометрии ряд новых подходов, основывающихся на теории хаоса. Например, много споров в те времена вызывали модели описания движения одноклеточных организмов. В соответствии с одной теорией микроорганизмы двигались по градиенту вещества, которое при¬ 115
Глава 5 ^ влекало или отпугивало их (прямолинейный хемотаксис), тогда как другая теория, которую отстаивал Райт, предполагала спонтанное хаотическое шараханье микроорганизмов с незначительным преобладанием движения в сторону хемотаксина или от него. В модели эволюции Райта спонтанность и неопределенность также играли главенствующую роль. Кроме того, в отличие от модели Фишера, объектами эволюции были не отдельные гены, а их комплексы или целые организмы, являющиеся результатом взаимодействия многих комплексов генов. Вторым недостатком модели Фишера было представление о популяциях организмов, как о не ограниченных в пространстве и во времени гомогенных сообществах, в которых гены распределяются с равной вероятностью между всеми членами популяции. Райт понимал, что в естественных условиях все происходит как раз наоборот. Популяции живых организмов состоят из разделенных групп, которые лишь временами обмениваются особями. Райт назвал эти группы эффективными популяциями, или демами. Из эффективной популяции также исключались особи, вышедшие из репродуктивного периода или недостигшие его. Одним из результатов применения теории Райта было открытие влияния на эволюцию размера эффективной популяции и случайных влияний. Чем меньше дем, тем в большей степени неопределенной и подверженной случайностям оказывается эволюция особей популяции. Например, в популяции из 50 особей гораздо с большей вероятностью в одном поколении могут оказаться только самцы, чем в популяции из 1 ООО особей. Также с большей вероятностью в маленькой популяции может произойти спонтанная потеря одного из аллелей гена. Чем больше популяция, тем больше вероятность, что в ней уцелеет даже самый редкий аллель. Действительно, вероятность того, что хотя бы раз выпадет определенная комбинация игральных костей, напрямую зависит от того, сколько раз бросить кости. Райт назвал этот биологический феномен «генетическим дрейфом». Другая известная модель эволюции Райта получила название адаптивного ландшафта, хотя многие критиковали 116
— Горох, мушки и смутные времена... — ее за слишком вольное обращение с математическими формулами. Модель наглядно демонстрировала родственные отношения между видами как топографическую карту, в которой горные вершины представляли собой существующие виды, а кривые замкнутые изолинии на карте (по образцу геодезических карт местности) отображали не одинаковую высоту над уровнем моря, а одинаковую степень приспособленности к условиям окружающей среды. Таким образом, долины между вершинами — это промежуточные формы, которые менее приспособлены, чем основные виды. Успешность видообразования зависит от того, насколько быстро будут изменяться промежуточные формы организмов, чтобы успеть достичь вершины до того, как они будут отсеяны естественным отбором. Причем в модели Райта достижение вершины становится возможным только в результате согласованного изменения целых групп генов, поскольку объектами эволюции у Райта были не гены, а их совокупности — организмы. Несмотря на противоречия между двумя моделями, в обоих случаях наглядно демонстрировалась главенствующая роль естественного отбора в реализации эволюции видов. Фишер, Райт и еще один биолог-теоретик — Джон Галдан (John Burdon Sanderson Haldane) — на примере своих математических моделей показали, что изменчивость видов является естественным и неизбежным явлением в природных популяциях организмов. Мутации, хотя и играют определенную роль, не являются основной движущей силой эволюции, как это представляли себе генетики. Между тем природа продемонстрировала пример естественного отбора прямо перед носом у ученых — индустриальный меланизм. Странно даже не то, что эволюционные изменения произошли всего за 50 лет, а то, что в течение 50 лет этого никто не замечал. В 1848 году, за десять лет до опубликования Дарвином книги «Происхождение видов», впервые в Англии в окрестностях Манчестера был отловлен мотылек перечной моли Biston betularia необычного черного цвета. Возникновение 117
Глава 5 в природе особей с черной окраской называется меланизмом. Манчестер превращался в индустриального гиганта. Промышленному развитию города сопутствовало все большее загрязнение окружающей среды. Стены домов, деревья, да и само небо становились темными от клубов дыма из заводских труб и оседающей угольной пыли. Через 48 лет в районе Манчестера уже все особи перечной моли были исключительно черного цвета. Эти изменения касались не только популяции перечной моли. Прогрессирующий меланизм в загрязненных районах был зафиксирован еще для сотни видов бабочек и молей, тогда как в сельской местности у представителей этих видов сохранялась светлая окраска. В 1915 году генетики установили, что меланизм у насекомых является типичным доминантным признаком, и данный пример приводился как доказательство спонтанной сальтационной эволюции. Другие ученые оспаривали предположение, что одна лишь доминантность признака может объяснить полную замену популяции со светлой окраской крылышек на черных бабочек. Другая версия заключалась в том, что загрязнение окружающей среды серной кислотой и солями тяжелых металлов вызвало мутации у бабочек. Эта версия была отголоском популярной в то время теории о том, что эволюция видов происходит в результате «целенаправленного» мутагенеза (обновленная теория Ламарка о наследовании признаков, накопленных в ходе жизни родителей). В 1924 году Галдан с помощью математических вычислений показал, что для объяснения замены всех светлых бабочек черными потребовалась бы такая высокая частота мутаций, которую трудно представить себе в природе. Он заявил, что гораздо проще наблюдаемый феномен можно объяснить усилившимся селективным отбором в пользу темноокрашенных бабочек, проявившимся в результате изменения среды обитания. Действительно, на покрытой копотью поверхности стен, камнях и коре деревьев светлые бабочки были более заметными для птиц. Биологам, которые долгое время рассматривали эволюцию как длительный многовековой процесс, было трудно 118
-= Горох, мушки и смутные времена... сразу принять тот факт, что такая мелочь, как улучшенный камуфляж, может в считанные годы так существенно изменить популяцию насекомых. Эколог Эдмонд Форд (Edmund Brisco Ford) в своих публикациях в 1937-1940 годах пытался объяснить превалирование темных бабочек тем, что они физиологически более устойчивы к неблагоприятным воздействиям токсичных загрязнителей по сравнению со светлыми особями. Чтобы подвести итог многолетним спорам, в 1955 году Генри Кеттлуэлл (Henry Bernard Davis Kettlevell) провел масштабные полевые экологические исследования. Он отлавливал и маркировал бабочек, а затем через некоторое время проводил повторный массовый отлов и учитывал выживаемость бабочек с разной окраской. Кроме того, он вел систематические наблюдения за насекомоядными птицами и подсчитывал, сколько темных и светлых бабочек они ловят за день в городской черте и в сельской местности. Он обнаружил, что в пределах Манчестера птицы втрое больше ловят светлых бабочек по сравнению с темными, тогда как за городом пропорция становится противоположной: теперь уже втрое больше темных бабочек становятся жертвами птиц. Впервые экспериментально было доказано, что естественный отбор оказывает огромное влияние на развитие популяции. В эти годы ученые постепенно стали возвращаться к дарвиновскому пониманию всей важности естественного отбора для эволюции видов. Это понимание пришло в результате бесчисленных споров между учеными, такими, например, как Галдан и Эрнст Мейер (Ernst Mayer), а также стало итогом примирения представителей разных течений в генетике, достигнутого во многом стараниями Джулиана Хаксли (Julian Haxley) — внука Томаса Генри Хаксли. Отправной точкой современного дарвинизма стали книги Феодосия Добжанского (Theodosius Dobzhansky) «Генетика и происхождение видов» (Genetics and the Origin of Species) и Джулиана Хаксли «Эволюция: современный синтез» (Evolution: The Modem Synthesis). Синтез теории эволюции стал результатом объединения генетики и классического дарвинизма. 119
-= Глава 5 =- Феодосий Добжанский родился в 1900 году на Украине, но свою научную карьеру сделал в США, где известен под именем Теодор. - Примеч. ред. Чтобы завершить формирование целостной современной концепции эволюции видов, необходимо было ответить еще на один давний вопрос, который не давал покоя Дарвину: почему в окаменелых палеонтологических остатках вымерших видов так редко встречаются промежуточные формы? Обнаружение археоптерикса было редким исключением. Чаще складывалось впечатление, что вымершие виды длительное время существовали в неизменном виде и вымирали, не оставив никаких потомков, ведущих к современным видам. Отсутствие ответа на этот вопрос во все времена создавало благоприятную почву для критиков теории эволюции. В своей книге «Происхождение видов» Дарвин отвел для обсуждения этой проблемы целую главу. Он утверждал, что ископаемые останки животных не могут в полной мере воспроизвести эволюцию видов, поскольку в окаменелостях сохранялись кости только некоторых широко распространенных видов животных и растений при стечении определенных обстоятельств. Палеонтология не поспевала за развитием генетики. С вершин палеонтологических открытий эволюция видов все еще воспринималась как внезапное возникновение одних форм жизни и исчезновение других. Встроить палеонтологию в общую теорию эволюции удалось американскому ученому Джорджу Симпсону (George Gaylord Simpson). Воспользовавшись математическими моделями Фишера, Райта и Галдана применительно к палеонтологическим артефактам, он доказал в своей книге «Ритмы и способы эволюции» (Tempo and Mode in Evolution), что палеонтологические открытия не противоречат теории Дарвина. v В то время как концепция естественного отбора становилась общепризнанной аксиомой, другое предположение Дарвина о плавном ходе эволюции продолжало вызывать острые споры. Действительно, трудно представить, как в 120
— Горох, мушки и смутные времена... =- результате незначительных случайных изменений удалось достичь такой согласованности признаков в новом виде и успешно пройти фазу дисбаланса признаков в промежуточной форме между двумя видами. Предлагались новые теории для объяснения этой тайны. Общим для этих теорий было то, что одиночным мутациям в генах отводилась все меньшая роль. Так, генетик Ричард Голдшмидт (Richard Goldshmidt) предположил, что новые виды могут возникать в результате рекомбинации хромосом. Он назвал такие виды «счастливыми монстрами». Он не отводил никакой роли случайным мутациям и представлял себе гены не как бусы на нити, а как узлы сложного многомерного пространства (вроде отдельных атомов в трехмерной структуре молекулы белка), способного к резким изменениям пространственной конфигурации, ведущим к видообразованию. В большинстве случаев такая реорганизация ведет к появлению нежизнеспособных форм, но иногда могут возникать организмы, более приспособленные к условиям окружающей среды. Он привел пример бесхвостой породы кошек с острова Мэн. Хвост у представителей этой породы либо отсутствовал, либо имел вид маленького отростка с веерообразной кисточкой шерсти на конце. Эволюционные преимущества у обладателей такого хвоста у котов на острове Мэн обнаружить не удалось, но Голдшмидт предположил, что именно такое внезапное изменение хвоста привело к возникновению птиц от рептилий, примером чему является археоптерикс. Голдшмидту так и не удалось развить свои гипотезы в завершенную теорию с объяснением механизмов того, каким образом происходит рекомбинация хромосом и как это сказывается на внешнем виде организма. Его взгляды не пользовались большой популярностью, поскольку его оппоненты Мейер и Хаксли (младший) успешно продвигали теории последовательного накопления незначительных изменений в генах, результатом чего становится появление нового вида. Генетические теории эволюции и концепция естественного отбора плавно сливались, усиливая и развивая друг 121
-= Глава 5 - друга в новом синтезе теории эволюции. Удар по теории был нанесен статьями Германа Мюллера (HermanJ. Muller), студента Моргана, который по приглашению Вавилова приехал в Москву и основал там свою мушиную лабораторию. Он проработал в Советском Союзе семь лет, но вынужден был спешно уехать, когда отношение советских лидеров к генетике существенно изменилось. Советская наука находилась под огромным влиянием коммунистических лидеров, в частности Иосифа Сталина. Сначала новая власть поместила Дарвина в один ряд с Лениным, Марксом и Энгельсом, отчасти из-за его атеизма, а также по той причине, что видела в теории Дарвина научное обоснование для борьбы рабочего класса. С приходом к власти Сталина его фавориту в науке Трофиму Денисовичу Лысенко удалось убедить теоретиков научного коммунизма в том, что представления об эволюции Ламарка гораздо в большей мере отвечает идеализму коммунистической системы. Более подробно об этих событиях рассказано в главе 6. В своих работах Мюллер впервые указал на рентгеновское облучение как фактор, вызывающий мутации. После облучения дрозофил частота мутаций повышалась более чем в 150 раз. С помощью полученных мутаций Мюллеру удалось нанести на карту хромосомы дрозофилы еще более 500 генов. По возвращении в США в 1950-х годах он опубликовал статью, в которой предложил метод вычисления «нагрузки» мутаций на геном человека. В своей теории он исходил из предположения, что в большинстве своем гены одинаковы у всех людей. Мутациям подвержены только отдельные «горячие точки», но изменения в них будут вести либо к появлению рецессивных признаков, либо к смерти организма. Это предположение совпадало с точкой зрения большинства генетиков-экспериментаторов, с положениями, основанными на статистических моделях Фишера и Райта, а также с традиционными взглядами биологов додарвиновской эпохи о том, что изменчивость особей, относящихся к одному виду, весьма ограниченна. Если в популяции происходит какая-либо мутация, она либо быстро исчезает (если 122
-= Горох, мушки и смутные времена... эта мутация неблагоприятна), либо быстро ассимилируется всей популяцией (если это благоприятная мутация). Взгляды Мюллера противоречили общепризнанным на тот момент представлениям теоретиков нового синтеза эволюции (хотя генетики-практики всегда воспринимали эти теории весьма прохладно). В частности, один из основоположников нового синтеза эволюции Феодосий Добжанский утверждал, что гетерозиготность (генетическая неоднородность) является обязательным условием существования вида в природе. Добжанский изучал генетику в России под руководством Сергея Сергеевича Четверикова. Четвериков, как многие российские биологи начала XX столетия, находился под сильным влиянием работ Дарвина и никогда не подвергал сомнению важность естественного отбора для эволюции видов. Четвериков, изучив сообщения американских ученых о генетических экспериментах над дрозофилами, решил провести подобные опыты с дикой популяцией дрозофил. Этими экспериментами он хотел подтвердить гипотезу о том, что природные популяции видов генетически неоднородны (гетерозиготны). По теории Дарвина именно генетическая неоднородность видов является основой для дальнейшего видообразования. Четвериков отловил 237 самок дрозофил в окрестностях Москвы и продолжил скрещивание между полученными от них братьями и сестрами. В первом поколении близкородственного скрещивания он сразу же обнаружил 37 скрытых вариаций признаков — гораздо больше, чем ожидалось по теории. Работы Четверикова были мало известны на Западе, поскольку они, как и работы других русских ученых, редко переводились на английский язык. Мир узнал об этих исследованиях после того, как в США иммигрировал ученик Четверикова Феодосий Добжанский (примерно в то же время, когда Мюллер иммигрировал в Советскую Россию). Однако со временем гений Четверикова был признан мировой наукой. Его статистическая модель эволюции считается более точной, чем модели Фишера и Райта. 123
— Глава 5 =■ Модели Четверикова и Добжанского предполагали наличие значительной вариабельности признаков в природных популяциях видов. Если Мюллер прав и виды в основе своей генетически однородны, то большинство популяционных теорий следовало бы признать ложными. Добжанский был уверен, что Мюллер допустил где-то ошибку, и взялся доказать это. Спор не был чисто научным. Мюллер отстаивал позитивную евгенику — теорию о том, что человечество можно существенно улучшить методами искусственного отбора редких положительных качеств, которые в противном случае растворятся в гомогенном море серости. Добжанский был противником евгеники. Он доказывал, что в условиях генетической неоднородности селекция по случайно отобранным качествам не может привести к какому-либо предсказуемому результату. Добжанский набрал группу ученых, которые должны были экспериментально подтвердить значительное генетическое разнообразие видов в природе. Сначала планировалось доказать генетическую неоднородность с помощью близкородственного скрещивания, но результаты оказались настолько противоречивыми, что не поддавались никакой статистической обработке. Убедительные результаты удалось получить только после того, как в лабораторную практику была введена новая технология — электрофорез белков. До этого времени белки представлялись крупными молекулярными «черными ящиками». Удавалось измерить лишь некоторые параметры белков — размер молекулы и суммарный электрический заряд, но именно эти характеристики позволили ученым разделить белки в смеси. Если поместить смесь белков в полужидкий гель и расположить его между двумя электродами, белки будут медленно мигрировать в геле в соответствии с их собственным зарядам и размером. Чем мельче молекула белка и чем сильнее она подвергается электролитической диссоциации в водном растворе, тем быстрее будет ее перемещение к противоположно заряженному электроду. Если отключить источник 124
^ Горох, мушки и смутные времена... ^ электроэнергии, молекулы белка замрут на своих местах в геле. Даже незначительные отличия в размере и заряженности белка (другими словами — в аминокислотном составе белка) отразятся на расстоянии, на которое они продвинутся в геле. Поскольку белки являются слепками с соответствующих генов, с помощью электрофореза в геле можно легко и просто измерить генетическую неоднородность. Для этого берут пробы из разных организмов, наносят белки на гель, выполняют электрофорез и рассматривают полоски на геле. Если выявлены несовпадения в полосках, значит были различия в аминокислотном составе белков, а соответственно и в генах, кодирующих эти белки. Две группы исследователей (одна — в Англии под руководством Харриса (Н. Harris), а другая — в США под руководством Левонтина (Richard Lewontin) и Хабби (J. L. Hubby)), занялись электрофорезом белков. Даже учитывая несовершенство первых методов и приборов для электрофореза, в результате чего даже одинаковые белки в разных опытах могли иметь немного отличающиеся дистанции пробега, было показано, что примерно треть генов организмов полиморфны, г.е. существуют в разных вариантах. Эксперимент повторялся с организмами разных видов, но результат всегда был одним и тем же. Впоследствии появились новые технологии установления последовательностей аминокислот в белках и нуклеотидов в генах, и факт генетической неоднородности видов был полностью подтвержден. Если сравнить одни и те же гены, полученные от разных представителей одного вида, во многих из них будут обнаружены незначительные изменения. Каждый вид является носителем огромного генетического разнообразия. Эти результаты заставили ученых взглянуть на наследственность под другим углом зрения. Если раньше считалось, что гены определяют внешние характеристики (фенотип) вида, то теперь стало ясно, что внешний вид и внутреннее строение организма являются результатом сложного взаимодействия генов. Другими словами, кошка 125
^ Глава 5 =■ выглядит как кошка не потому, что в ней есть специфические для кошки гены, а потому что гены в каждой клетке кошки взаимодействуют особым образом, иначе, чем у человека или мыши. 126
Глава б Теория эволюции: война и мир Вопреки распространенному мнению фраза «выживает сильнейший» не была любимым высказыванием Дарвина. С большой неохотой он вставил эту фразу в пятое издание книги «Происхождение видов», соблазнившись лаконичностью и звучностью выражения. Эта простая фраза отяготила биологическую теорию чуждым ей содержанием, вылившимся со временем в вакханалию «социального дарвинизма». Многие именно в этой фразе видели суть теории эволюции. В действительности, если разобраться, данное высказывание является бессмысленной тавтологией. Начнем с вопроса: кого можно назвать сильнейшим? Ответ: того, кто выжил. Вопрос: кому суждено выжить? Ответ: сильнейшему. Двигаясь по кругу, мы никогда не достигнем ясности, в чем сила сильнейшего и почему он выжил? Некоторые критики дарвинизма заявляли, что если девиз теории не имеет смысла, то такова и сама теория. Эту фразу Дарвину подкинул Герберт Спенсер. Вы помните, что незадолго до опубликования книги Дарвина Спенсер выдвинул свою теорию эволюции, но его теория в большей мере была направлена на анализ развития общества и культуры. Поэтому Дарвин не считал Спенсера своим предшественником. Спенсер не был биологом и в своей теории никак не объяснял механизмы эволюции. Кроме того, подобно древнегреческим мыслителям Спенсер рассматривал эволюцию как линейный последовательный
-= Глава б =■ процесс усложнения и совершенствования от звена к звену. Друг ученого, Томас Генри Хаксли, резко критиковал линейную теорию эволюции. Он убеждал Спенсера, что в биологии виды организмов невозможно выстроить в линию и для объяснения взаимосвязей между ними лучше подойдет древовидная модель (см. главу 4). Надо признать, что Спенсер был талантливым писателем и философом. Дарвин считал его величайшим из философов Англии того времени, хотя признавал, что лично он не в состоянии понять и половины того, что написал Спенсер. Многие из идей Спенсера не утратили актуальности до сих пор, хотя его репутация подпорчена последующей интерпретацией его философии фашистскими и расистскими идеологами, что также бросило тень и на теорию Дарвина. Спенсер был сыном бедного школьного учителя и получил специальность инженера-железнодорожника. Но, имея совершенно другие интересы, Спенсер прославился как журналист и философ. Он стал примером для своего друга Хаксли, на которого повлиял его успех. Их сближали многие качества. У обоих были свои твердые жизненные убеждения, и оба не боялись их высказывать, невзирая на общественное мнение. Недостатком Спенсера было то, что он мало читал. Особенно он не любил читать критику на свои статьи, утверждая, что ничего интересного в этой критике быть не может. Действительно, идеи Спенсера иногда вступали в противоречие друг с другом. Взгляды Спенсера в области биологии формировались под влиянием Чарльза Лилля и его интерпретации теории эволюции Ламарка в книге «Основы геологии». Он остался сторонником ламаркизма до конца своей жизни, что не мешало ему горячо поддерживать теорию эволюции Дарвина. Спенсер отмечал, что существование огромного количества видов живых организмов, которых в те времена уже насчитывалось порядка десяти миллионов, не могло быть результатом их сотворения Богом вид за видом. По мнению Спенсера, виды возникли в результате «постоянных изме¬ 128
Теория эволюции: война и мир ^ нений в соответствии с изменяющимися условиями существования». Пример эволюции живых организмов Спенсер пытался обобщить для объяснения многих других явлений. Если организмы находятся в состоянии постоянной модернизации, то те же процессы должны происходить в обществе, культуре и в мире в целом. Должны быть общие философские законы, по которым эти изменения происходят. Спенсер писал: «если мы взглянем на различные стороны бытия во вселенной, то нам станет ясно, что мы имеем дело не с разными типами эволюций, а с одной общей эволюцией всего в мире, следующей одним и тем же законам». По мнению ученого, эволюция — это направленный процесс в сторону прогресса и усложнения. В теории эволюции Дарвина Спенсер выделил и развил те моменты, которые в будущем сыграли против этой теории. Спенсер восхищался книгами Дарвина и пытался развить его взгляды в области социологии и культуры. Можно утверждать, что именно Спенсер стал основоположником социального дарвинизма. Спенсер утверждал: что хорошо для природы, то хорошо и для человека. Человек как вид и само общество только укрепятся, если дать возможность людям сражаться друг с другом за право жить, как это происходит в живой природе. Борьба улучшит тех, кто выживет и устранит тех, кому не следует жить. Все программы социальной помощи — бесполезная трага денег, поскольку они направлены на поддержку бедных, умственноотсталых и других несовершенных представителей общества. Он писал: «Если они достаточно совершенны, чтобы выжить, они выживут без посторонней помощи. Если они не в состоянии выжить, то для всех лучше будет, если они умрут». Концепция «пусть все идет как идет» нашла своих сторонников и стала оправданием для многих омерзительных сторон жизни общества. С этих позиций оправдывался колониализм и классовое неравенство. Империализм расценивался как «помощь недоразвитым народам». Представители английской аристократии нашли удобное для 129
- Глава б =- себя объяснение: сосредоточение в их руках огромных средств и власти оправдывается биологическими законами. Устранение с пути менее удачливых, как, например, поверженных и голодающих ирландцев, — может и печальная сторона жизни, но это, по их мнению, естественной необходимо для успешного развития более сильных, чего требует от нас сама природа. Другое неверное истолкование дарвинизма происходило из-за смещения акцента с естественного отбора на борьбу между индивидами. Тот факт, что пребывание мира в конфликте представлялось социальными дарвинистами как естественное его состояние, вызывало протест христианской церкви, поскольку это оправдывало насилие в обществе и войны. Евгеника Наукообразным проявлением социального дарвинизма стала евгеника. Спенсер, будучи убежденным ламаркистом, утверждал, что если бедные люди засучат рукава и примутся усердно трудиться, то тем самым не только улучшат свое материальное положение, но и родят более совершенных детей. Род будет улучшаться из поколения в поколение как благодаря лучшим условиям жизни, так и благодаря все улучшающейся наследственности. К началу XX столетия становилась все более очевидной правота Вейсмана, который в своем знаменитом опыте с отрезанием мышиных хвостов показал, что приобретенные признаки не наследуются потомством. Утопические теории Спенсера о воспитании нового человека трудом не получили признания, и им на смену пришла евгеника. Термин «евгеника» был предложен все тем же вездесущим кузеном Дарвина Френсисом Гальтоном. Слово означало всего лишь «хорошее потомство», но практическое воплощение теории попахивало апокалипсисом. Гальтона интересовала передача по наследству умственных способностей и талантов. Он приводил в пример свою родословную, в которой были два гения в биологии: Эразм и 130
— Теория эволюции: война и мир — Чарльз Дарвины, а также известные династии музыкантов, юристов и пр. Гальтон заключил, что в основе этих примеров должна лежать наследственность. Он даже попытался вывести математическую формулу наследования талантов. Одна из его теорий о том, что влияние на способности постепенно угасает в поколениях от родителей к дедушкам и прадедушкам, подтверждалась открытиями Менделя. Гальтон основал в Англии первое евгеническое общество и активно продвигал евгенику как новую научную дисциплину. Многие ученые и социологи воодушевленно восприняли новую науку. Гальтон верил, что его начинания сделают человечество более счастливым. Для улучшения человеческой породы он предлагал использовать только поощрительные методы, стимулирующие лучших представителей человечества рожать больше детей. Дарвин во многом разделял взгляды своего кузена. Он был сильно обеспокоен здоровьем собственных детей и считал себя виновным в том, что повредил своим детям, женившись на близкой родственнице. Евгеника постепенно стала распространяться в мире и находить сторонников среди ученых Европы. Наиболее зловещие очертания евгеника обрела в трудах Эрнста Геккеля — одного из наиболее рьяных последователей Дарвина. Талантливый биолог и эмбриолог, Геккель, тем не менее, запомнился миру своими ложными предположениями. Он удивительно метко подбирал новые термины. Так, именно он ввел понятие экология для объяснения сложных саморегулирующихся процессов в живой природе. Ему также принадлежит известная фраза «онтогенез повторяет филогенез». С,уть этой фразы состоит в том, что во время эмбрионального развития организм проходит все стадии эволюционного развития. Так, у эмбрионов млекопитающих и птиц на определенной стадии возникают жабры, хотя они никогда их не используют, а у эмбрионов человека в определенный момент появляется хвостик. Исходя из этих наблюдений, Геккель вывел свой биологический закон. Закон Геккеля был, по сути, возвращением к философии Аристотеля о «великой цепи бытия» и к устаревшим био¬ 131
— Глава б ^ логическим концепциям о прогрессивных ступенях эволюции, ведущих к венцу творения — белому мужчине. (Геккель не относил женщин к венцу творения, ставя женщин европейской расы на уровень ниже, где-то рядом с европейскими детьми, а за ними следовали негроиды и «симиты».) Биогенетическая лестница Геккеля простиралась от видов животных и растений до человеческих рас и культуры. На вершине лестницы, естественно, находилась нордическая белая раса европейцев и их культура. Даже религия не избежала градаций Геккеля. Он классифицировал иудаизм как эмбриональную форму христианства. Все остальные расы и культуры, по Геккелю, находились в состоянии остановленного развития. Биогенетический закон Геккеля был опровергнут еще до того, как он огласил его. Карл Эрнст фон Байер также отметил, что эмбрионы разных видов проходят общие стадии развития, но он указал, что ни в одном случае эмбрион не напоминает собой взрослый организм. Действительно, у эмбрионов наземных животных появляются жабры, но это всего лишь общий этап, а не свидетельство более высокой эволюционной ступени по сравнению с рыбами. Во всех случаях развитие эмбриона завершается становлением специфических признаков, необходимых для выживания в свойственной этому виду среде обитания. Благодаря Байеру биологи перешли от ступенчатой концепции эволюции к представлению отношений между организмами в виде ветвящегося дерева. Сам Байер, хотя он умер уже после опубликования книг Дарвина, никогда не признавал теории эволюции видов. Несмотря на рудиментарность, теории Геккеля стали весьма популярными, особенно среди европейских мужчин. Все остальные расы, включая евреев, Геккель рассматривал как более примитивные, а следовательно — подчиненные европейской расе. Геккель утверждал, что Иисус Христос не мог быть евреем, поскольку его воззрения были слишком передовыми для примитивной расы. Геккель предположил, что Христос, скорее всего, был сыном римского 132
— Теория эволюции: война и мир — легионера, причем германского происхождения. Не удивительно, что теории Геккеля так вдохновляли Гитлера при написании им книги «Моя борьба» (Mein Kampj). Германия была не единственной страной, где евгеника стала частью внешней и внутренней политики. Если в Англии — родоначальнице евгеники — евгеническое движение оставалось в пределах общественных организаций и лишь временами поощрялось некоторыми политическими деятелями, то в США евгенические законы использовались на практике для сортирования иммигрантов на желательных и нежелательных по тому признаку, насколько они могут улучшить или ухудшить генетический потенциал американского народа. В США также практиковалась принудительная стерилизация по решению суда тех, кто недостаточно совершенен для производства потомства. Такая же практика применялась в Швеции и Дании. Прикладная евгеника в политике легко преодолевала партийные барьеры. Ее восхваляли как ультраправые нацисты, так и социалисты, среди которых был англичанин Карл Пирсон и американец Герман Мюллер. Избежать евгенических маразмов в Европе удалось только странам, в которых сильно было влияние католической церкви. Один из политиков Швеции, продвигавший евгенические законы, был осужден как поборник нацизма, но это не поставило крест на самой евгенике. Напротив, социал-демократы, унаследовавшие власть в стране, с удвоенным рвением взялись за обоснование пользы евгеники для общества. Возросло финансирование лабораторий, занимающихся изучением наследования людских пороков. Несмотря на то что социальный уклад Швеции уклонялся все больше влево, в сторону социализма, правительство инициировало новые законы о принудительной стерилизации тех, кто был признан асоциальным элементом. Критика расизма и классовых предрассудков буржуазного общества не мешала социалистам голосовать за законы, которые позволяли принудительно стерилизовать бродяг и других «неполноценных» людей, недостойных продолжения рода. 133
^ Глава б Поборником евгеники был Мюллер — ученик Моргана, который привез в Москву партию генетически чистых лабораторных дрозофил. Он подписал «Манифест генетиков», в котором евгеника провозглашалась средством достижения всеобщего блага для всего человечества. Впрочем, как основной метод в «Манифесте» рассматривалась пропаганда многодетности среди интеллектуальных слоев населения, наделенных от природы чем-то «приносящим успех». Представление о человеке завтрашнего дня в «Манифесте» не особенно отличалось от морального кодекса строителя коммунизма: чувство ответственности перед обществом и товарищеские отношения между людьми. Мюллер верил, что если не впадать в крайности, то с помощью поощрения «правильных» браков можно будет добиться того, что в скором времени гениальность ребенка будет такой же нормой, как и его здоровье. Тем временем в США евгеника развивалась по самому худшему сценарию. В некоторых штатах принудительная стерилизация применялась даже к женщинам с физическими недостатками. По решению суда также могли запросто кастрировать любого бродягу, преступника или пьяницу. Строгие евгенические законы действовали в отношении иммигрантов. По этим законам получали отказ на проживание или даже на въезд в США иммигранты из Южной Европы, Азии и Африки. Во многих штатах были приняты законы, запрещающие межрасовые браки, так как считалось, что это ведет к появлению дефективных детей. На волне общественного интереса к евгенике всплыло множество псевдоученых, оглашающих то, что хотела слышать толпа. Примером такого «эксперта» был Чарльз Давенпорт (Charles Davenport), который до своей научной карьеры занимался разведением кур на птицефабриках. Давенпорт пытался все стороны человеческого быГия свести к наследуемым признакам. Ему принадлежит термин таласофилия — любовь к морю, которая, по мнению Давенпорта, наследуется детьми капитанов дальнего плавания. Таласофилия даже была классифицирована как сце¬ 134
-= Теория эволюции: война и мир — пленный с полом признак, поскольку среди капитанов никогда не встречались женщины. Евгеника была поставлена на охрану общественной морали и законности. В качестве классических примеров наследственной дегенерации приводились примеры двух семей: Джуксов (Jukes) и Калликаксов (Kallikaks). Джуксы иммигрировали в Нью-Йорк из Дании. Родоначальник этого семейства в США описывался как вздорный и непорядочный человек. По данным социолога, обнаружившего эту семью, все его многочисленные потомки были такими же вздорными и нечистыми на руку людьми — великолепный пример генетической дегенерации. Калликаксы — это не настоящая фамилия, а псевдоним, составленный из двух греческих слов, означающих «хорошо» и «плохо». История начинается с одного солдата времен Гражданской войны в Америке, который связался с уличной проституткой; плодом их любви стал сын. Во время службы в армии молодой человек остепенился. Он вернулся прославленным героем, отказался от своей юношеской любви и сына, чтобы начать жизнь с чистого листа. Вскоре он женился на знатной и высокопорядочной женщине. Когда социолог проследил судьбы потомков, то по линии первого сына были одни только воры и проститутки, тогда как потомки второй семьи прославились как видные адвокаты, судьи и доктора. Поскольку обе семьи проживали недалеко друг от друга, в Пенсильвании, различия в судьбах было объяснено генетическим фактором. Социолог нравоучительно заключил, что ошибки молодости могут привести к возникновению целой череды поколений асоциальных личностей. Евгенические общества даже устраивали соревнования на сельских ярмарках за звание «самой совершенной семьи». Совершенство определялось как по внешнему виду конкурсантов, так и по их способностям к труду. Счастливые белокурые сельчане стояли среди гигантских тыкв и в окружении своих откормленных хрюшек. Безусловно, самым ужасным проявлением евгеники стал холокост. Гитлер не ограничился стерилизацией умалишен¬ 135
-= Глава б =- ных, а ввел в практику массовое убийство людей, которые считались бесполезными для Рейха. В списки ненужных людей скоро были включены представители не арийской нации, в особенности евреи и цыгане, а также люди, ведущие асоциальный образ жизни, гомосексуалисты и католики. Сейчас, с позиции знаний наших дней о том, каким сложным может быть процесс наследования признаков, нам легко рассуждать о вредности евгеники для общества и ее антинаучных основах. В те времена евгеника была новой передовой наукой. Накопление новых сведений о генах опережало понимание законов наследственности. Было много ложных концепций, в которых сложно было разобраться. Например, большинство ученых в те времена верили в генетическую «чистоту» видов, в то, что большинство генов неизменны у всех особей популяции, а если изменения происходят, то только в результате адаптации к изменившимся условиям существования. Случайные изменения не принимались во внимание. Природа рассматривалась как регулируемая и сбалансированная система, где нет места случайным хаотическим вариациям. Раз природа управляема, почему бы ею не управлять с пользой для человека? Но социальный дарвинизм привел к таким мрачным последствиям, от которых генетика не может оправиться до сих пор. Несмотря на предостережения таких людей, как Мюллер, который хотя и поддерживал евгенику как науку, отчетливо видел риск сползания к пещерному расизму; дарвинизм середины прошлого века стал ассоциироваться с социальным злом. Причиной тому была не только евгеника. Христианская церковь осуждала концепцию естественного отбора, основанную на конкуренции и вытеснении слабых. В то время как церковь взывала к добродетели и убеждала верующих в том, что нищие унаследуют мир, теория эволюции демонстрировала, что слабым и нищим уготовлена одна лишь дорога в могилу. Казалось, в середине XX века миром овладевает агрессия, очарование победой над врагом и прагматичное просчитывание пути к победе без оглядки на судьбы неудачников. А ведь еще в 1902 году была выска¬ 136
^ Теория эволюции: война и мир ^ зана мысль о том, что взаимопомощь и взаимовыгодное сотрудничество между организмами также играют огромную роль в достижении эволюционного успеха. О том, что взаимопомощь широко распространена в природе, говорил русский философ Петр Алексеевич Кропоткин. Его книга «Взаимопомощь как фактор эволюции» была посвящена изучению примеров альтруизма и взаимопомощи у животных, где обсуждались эволюционные механизмы, которые могли привести к возникновению такой формы сосуществования. К сожалению, книга Кропоткина осталась мало кому известной. Креационизм Общественные и личные катастрофы, к которым привел социальный дарвинизм, не могли не вызвать ответной реакции. В США эта реакция проявилась в форме креационистского дцижения, а также в виде других социальных движений, таких, как феминизм и смешение разных культур и традиций. Впрочем, социальный дарвинизм также продолжает свое существование в мире. Религиозные фундаменталисты в США воспользовались отрезвлением общества от социальных экспериментов и отвергли социальный дарвинизм, а вместе с ним и теорию эволюции как античеловечные концепции, не делая различий между социальными экспериментами и научной теорией. Им удалось добиться исключения теории эволюции из курса преподавания в государственных школах с изъятием прежних учебников. Вера в эволюцию была приравнена к отсутствию американского патриотизма, поскольку эволюционные взгляды противоречат принципам «отцов-основателей» Америки. Точкой кристаллизации креационизма стал судебный процесс, названный Обезьяньим процессом. Процесс состоялся в июле 1925 года в Дейтоне (Dayton), штат Теннесси. За ходом процесса пристально следили журналисты. Он 137
- Глава б ^ привлек не меньше внимания публики, чем процессы над серийными убийцами в наше время. Обезьяний процесс с самого начала задумывался как спектакль. Под давлением фундаменталистов правительство штата Теннесси запретило преподавание теории эволюции. Американский союз гражданских свобод (American Civil Liberties Union, ACLU) искал повод, чтобы создать прецедент бездейственности этого закона. Горный инженер Джордж Рэппли (George Rappleyea) и его друг школьный учитель Джон Томас Скопе (John Thomas Scopes) считали, что уроки биологии и школьное образование в целом сильно пострадают, если в школах будет запрещено преподавание теории эволюции. Рэппли убедил Скопса создать для ACLU такой судебный прецедент. Скопе подал заявление в суд, в котором сознался, что нарушил закон штата и продолжал преподавание теории эволюции на уроках биологии в школе. Отцы города с воодушевлением принялись раздувать ажиотаж вокруг процесса, чтобы привлечь к городу как можно больше внимания прессы. Имело место даже соперничество с соседним городом Ноксвилем (Knoxville), мэр которого пытался перенести судебный процесс в свой город под тем предлогом, что городской суд Дейтона не сможет вместить всех желающих поучаствовать в процессе. Мэр соперничающего города был прав. Действительно, в зале городского суда помещалось всего 700 стульев, тогда как желающих попасть в зал каждый день было не менее 1 ООО человек. Последний день процесса вообще прошел под открытым небом из-за опасения, что духота помещения и скученность людей станут причинами сердечных приступов. Процесс оправдал ожидания публики. Ажиотаж был разогрет тем, что с обеих сторон защиту возглавили известные на всю страну адвокаты. Кларенс Дарроу (Clarence Darrow), легендарный адвокат, выигравший много криминальных дел, согласился представлять ACLU и Джона Скопса, что не удивительно. Всем был известен гностицизм Дарроу. 138
— Теория эволюции: война и мир — Его оппонентом был Уильям Дженнингс Брайан (William Jennings Bryan) — председатель движения религиозных фундаменталистов и кандидат в президенты США. Судья также не был склонен к примирению сторон. На страницах газеты Брайан назвал процесс «дуэлью до смертельного исхода» между эволюционистами и христианской церковью. Журналистов не пришлось долго упрашивать, они с готовностью принялись раздувать огонь сенсации. Один из журналистов, Менкен (Н. L. Menchen), назвал процесс цирком, и он был прав не только фигурально. У стен суда раскинул шатры цирк с дрессированными шимпанзе. Толкователи Библии, продавцы игрушечных обезьян, нового лимонада «Свист обезьяны» и прочие желающие подзаработать прибыли в город со всех концов Америки. Линия защиты Дарроу была направлена на то, чтобы доказать: это не христианская религия, а группа фундаменталистов пытается навязать дословное восприятие Библии. Судья пытался помешать этому, отказавшись заслушать показания свидетелей, приглашенных Дарроу, или отсылая присяжных из зала суда во время дачи показаний нежелательными свидетелями. От некоторых свидетелей показания принимались только в письменном виде. Дарроу со своей стороны добавил немного театрального пафоса, протестуя против того, что судья начинал каждое заседание с молитвы, а также требуя, чтобы надпись над креслом судьи, призывающая всех «Читай свою Библию», была снята или прикрыта. Кульминацией процесса стал вызов Дарроу в качестве свидетеля адвоката противоположной стороны Брайана. Судья опротестовал вызов, но Брайан тоже был не прочь сразиться. Дарроу хотел показать, что сам Брайан давно не читал Библию, а кроме того, даже он, лидер движения фундаменталистов, не воспринимает слова Библии дословно. Вот выписка из судебного протокола: - Мистер Брайан, вы верите в то, что первой женщиной была Ева? -Да. 139
-= Глава б =■ - Вы верите в то, что она была сотворена из ребра Адама ? -Да, я верю. - Вам удалось разгадать тайну, где Каин нашел себе жену ? - Нет, сэр, в этом вопросе я солидарен с агностиками. - Имеют ли для вас какой-то смысл строки Библии «И был вечер, и было утро: день один», затем «И был вечер, и было утро: день второй» ? - Я не думаю, что обязательно имелся в виду 24-часовой день. Мне кажется, что речь идет о каких-то периодах. - Можете ли вы что-то сказать о продолжительности этих периодов ? -Нет, не могу. - Вы верите в то, что солнце было создано на четвертый день творения ? -Да. - И, тем не менее, до этого были утро и вечер без солнца ? -Яуже сказал, что это были периоды. - Значит, вы думаете, что в течение четырех периодов были утро и вечер, хотя не было солнца ? - Я верю в сотворение мира, как об этом пишется в Библии, и если я чего-то не могу понять, я просто принимаю это. Весь последующий текст протокола пестрил цитатами из Библии и высокопарными ответами. Когда Брайана спросили, зачем он согласился отвечать на вопросы в качестве свидетеля, он ответил: «Эти вопросы задавались с целью высмеять всех тех, кто верит в Библию. Я хотел, чтобы мир узнал, что цель этих джентльменов состоит в унижении всех верующих». На это Дарроу бросил реплику: «Наша цель состояла лишь в том, чтобы не допустить фанатиков и мракобесов к управлению образованием в США, ничего личного». Большинство наблюдателей сошлись во мнении, что Брайан проиграл дебаты Дарроу. Даже религиозные издания отметили, что ожидали от Брайана более убедительной защиты Библии. Тем не менее суд признал Скопса виновным и обязал его выплатить штраф 100 долларов — минимальное наказание. Скопе заработал на процессе гораздо 140
— Теория эволюции: война и мир — больше. Благодарные ученые обеспечили ему финансирование собственных научных геологических исследований при Чикагском университете. Всего через несколько дней после процесса Брайан умер от обострения сахарного диабета. Злые языки не замедлили сказать, что это кара Божья за проигранные дебаты. Законы, запрещающие преподавание теории эволюции, продолжали действовать в штатах Теннесси, Миссисипи и Арканзас, хотя других судебных процессов по нарушению этих законов никогда больше не было. Уильяма Брайана часто представляют как жеманного хвастуна (как, например, в известной кинокартине «Унаследовать ветер» (Inherit the Wind)). Действительно, как глухарь на току, он очаровывался звучанием собственных слов, но если разобраться в мотивах, то они были не такими уж плохими. Если пройти мимо огульного догматичного поношения дарвинизма (что не делает чести верующему, поскольку церковь призывает к смирению), польза для общества от противостояния социальному дарвинизму была очевидной. Брайан был поборником прав простых людей и именно этим он прославился как адвокат. Это был первый процесс, в котором он выступал в роли обличителя простого учителя Скопса, что противоречило его жизненной позиции. Может, поэтому он не был убедительным на процессе. Но Брайан считал, что он должен взвалить на себя этот крест, чтобы защитить общество от моральной деградации социального дарвинизма. Правда, при этом он не видел разницы между научной теорией, объясняющей природные явления, и социальными спекуляциями шарлатанов и авантюристов, использующих дарвинизм в своих целях. Брайан был крестоносцем и главным глашатаем христианского фундаментализма, который набирал обороты в начале прошлого столетия. Название фундаментализм впервые появилось в распространенном в Чикаго памфлете, автор которого пытался примирить Библию с теорией эволюции Дарвина. По мнению автора, Бог создал всего несколько видов живых организмов, наделив их неограниченной спо¬ 141
^ Глава б =■ собностью развиваться. Эта теория была названа фундаментализмом, но впоследствии она трансформировалась в гораздо более антидарвиновскую концепцию. (Это несправедливо, поскольку нападки на Библию в начале прошлого века гораздо чаще звучали не со стороны дарвинистов, а со стороны движения либерально настроенной молодежи, требующей пересмотра и исправления несостыковок в тексте Библии.) Креационизм возник как движение за запрещение преподавания теории эволюции в школах. В числе активистов этого движения были не только христианские фундаменталисты, но также иудеи и мусульмане. Судебный процесс по делу Скопса не только не сломил фундаменталистов, но, напротив, этот процесс можно считать днем рождения креационизма. Процесс также не привел к отмене «обезьяньих законов» в штатах, как это было показано в фильме «Унаследовать ветер». Хотя публика посчитала Брайана побежденным, а его скорая смерть как бы подтвердила то, что он был сломлен и осмеян, обыватели, в большинстве своем не сочувствовали Скопсу и не разделяли его убеждений. В правительствах штатов но-прежнему ощущалось сильное влияние сенаторов-фундаменталистов. В Теннесси, Арканзасе и Миссисипи эти законы продержались до 1967 года. Не одержав убедительной победы в деле против Скопса, фундаменталисты сменили тактику. Из правительства креационизм пошел в массы. Адепты креационизма становились членами школьных советов, оказывали давление на авторов учебников и даже запугивали школьных учителей. Увеличивалось число школ, в которых теория эволюции изымалась из программы. Ситуация изменилась в 1960-х годах, когда США охватила лихорадка подготовки космической программы. После того как Советский Союз послал человека в космос, в одночасье развеялся миф о превосходстве американской науки. Подготовка научных кадров стала главным политическим приоритетом, без реализации которого невозможно было победить в соревновании двух систем. Теория эволюции 142
-= Теория эволюции: война и мир ^ спешно была возвращена в университеты, чтобы укрепить у студентов комплексные знания о взаимосвязи физических, химических и биологических процессов в природе. Почувствовав уверенность в собственных силах, учителя потребовали отменить запретительные законы. В 1968 году школьный учитель из Арканзаса выиграл процесс в Верховном суде США, потребовав признать преподавание креационизма в школах неконституционным актом. Суд признал, что преподавание креационизма противоречит конституции, поскольку в основном законе страны есть пункт об отделении религии от государства. Федеральный судья Уильям Овертон (William R. Overton) писал: «Как но форме, так и по содержанию креационизм является продолжением религии. Никакая группа людей, независимо от количества поддерживающих ее сторонников в обществе, не имеет права использовать государственную школу для распространения своих религиозных взглядов». Креационисты испробовали другой стратегический подход. В 1973 году в Теннесси был принят акт, обязывающий на уроках биологии при рассмотрении любых теорий о возникновении мира и жизни на Земле, предлагать текст книги Бытия как альтернативную версию. Данный акт вскоре был отменен, опять же на основании того, что церковь в США отделена от государства. Аналогичная попытка была предпринята в Арканзасе в 1981 году с тем же результатом. Фундаменталисты не смирились. Один из лидеров христианских фундаменталистов в Арканзасе заявлял: «Если закон был отклонен как противоречащий конституции, значит что-то не верно не в самом законе, а в том, какими словами он был изложен. Ну что же, мы попробуем перефразировать его и вновь предложим для принятия. У нас достаточно времени, чтобы пробовать снова и снова. В конце концов, мы найдем верную формулировку». Стало ясно, что для достижения успеха текст книги Бытия нужно предложить не как религиозную доктрину, а под видом научной концепции. Для этого использовались два стратегических подхода. Во-первых, была сделана по¬ 143
^ Глава б пытка найти научные подтверждения версии сотворения мира, изложенной в Библии. (Например, исследования были направлены на поиск доказательств того, что окаменелые останки вымерших животных являются следствием Всемирного потопа.) С другой стороны, собирались любые научные данные, противоречащие теории эволюции Дарвина. Любая научная публикация, в которой исследователь ставил под вопрос то или иное положение теории эволюции, использовалась креационистами как доказательство ложности теории. Не успели известные палеонтологи Стефен Джей Голд (Stephen Jay Gould) и Нильс Элдредж (Niles Eldredge) опубликовать свою теорию периодически нарушаемого равновесия, опровергающую постулат Дарвина о градуализме эволюции, как креационисты объявили их противниками теории эволюции Дарвина. Оба написали опровержения, утверждая, что их теория ни в коей мере не предполагает возвращения к идее о библейском сотворении мира. Впрочем, в самом креационизме были разные течения. Одни допускали, что человек все же произошел от обезьяны, другие рассматривали дни книги Бытия как геологические эпохи. Конечно, были и такие, кто воспринимал текст Библии буквально, т.е. что мир был сотворен шесть тысяч лет назад за шесть дней по 24 часа в каждом и каждый вид организмов создавался Богом индивидуально, после чего виды никогда уже больше не изменялись. Общим для них было только желание исключить преподавание теории Дарвина в школах и университетах, или хотя бы преподавать текст Библии как альтернативную теорию. Нельзя сказать, что упорство креационистов не дало плодов. По данным общественных опросов более половины американцев верят в то, что мир был создан так, или почти так, как описано в Библии. Еще большая часть населения считает полезным вместе с теорией эволюции преподавать в школе альтернативные религиозные версии появления жизни. Тут нечему удивляться, поскольку большинство американцев выросли на учебниках, в которых имя Дарвина не упоминалось или упоминалось только вскользь. В одном 144
— Теория эволюции: война и мир — учебнике вообще говорилось о каком-то Джордже Дарвине. Авторы, видимо скрестили между собой Чарльза Дарвина и Грегора Менделя. Лысенковщина Креационизм — это пример того, как взгляды и убеждения людей могут неблагоприятно влиять на политику. Впрочем, обратный процесс, когда политика оказывает влияние на науку, ведет к еще более печальным результатам. Примером тому могут быть нацизм и лысенковщина. Трофим Денисович Лысенко был биологическим «диктатором» Советского Союза с 1948 по 1953 год, когда Хрущев послал его в отставку. (Хотя и после этого Лысенко продолжал научную деятельность в качестве консультанта.) Научная карьера Лысенко сложилась не благодаря его талантам, а благодаря тому, что его идеи оказались созвучными с идеологией советского правительства, которую в те годы олицетворял Иосиф Сталин. Лысенко идеально соответствовал коммунистическим представлениям о том, каким должен быть ученый. В то время не много нашлось бы ученых, отвечающих этим требованиям. Лысенко сам себя называл «босоногим ученым», подчеркивая свою близость к простому народу. Действительно, Лысенко имел пролетарское происхождение, не был каким-то там буржуем, как более известный в мире Николай Вавилов. Вавилов также был убежденным коммунистом. Он верил, что страна победившего социализма предоставит ученым гораздо больше свобод, чем буржуазные или теократические государства Запада. Поддержка Ленина позволила Вавилову претворить свои планы в жизнь. Он возглавил Отдел прикладной ботаники и селекции — научный институт, который успешно конкурировал с мировыми научными центрами. Ему удалось убедить Мюллера (во многом благодаря социалистическим убеждениям последнего) переехать из США на работу в Москву, уже после того, как он получил 145
Глава б — Нобелевскую премию за открытие искусственного мутагенеза под воздействием рентгеновских лучей. Лысенко был учеником Вавилова, но Вавилов часто жаловался, что Лысенко не хватает культуры и базового научного образования. Он настаивал на изучении генетики Менделя и неодарвинизма, тогда как Сталину по душе был ближе неоламаркизм, который состоял в том, что силой воли и воспитанием можно изменять виды (и людей) в соответствии с планами Коммунистической партии. Сталин как раз собирался заняться трудовой селекцией людей в соответствии с критериями коммунистического будущего. В подковерных заигрываниях с властью Лысенко достиг совершенства, чего не скажешь о его науке. Для преодоления продовольственной проблемы Лысенко предложил использовать новый метод, названный яровизацией. Метод состоял в том, что семена яровой пшеницы замачивались в воде, а затем помещались в холодильники. В результате выросшая из них пшеница раньше колосилась, и такие семена можно было использовать для озимых посевов. Лысенко не смутил тот факт, что метод использовался уже задолго до него. Даже публичное заявление настоящего автора не помешало Лысенко объявить яровизацию своим изобретением. Более того, он утверждал, что изменения в пшенице передаются по наследству (яркий пример приобретенной наследственности по Ламарку) и повторно обрабатывать семена, полученные от этих растений, уже не нужно. То, что процедуру все же приходилось повторять заново каждый раз, Лысенко тоже не смущало. Добившись абсолютной власти в советской науке в 1948 году, Лысенко внедрил в жизнь еще множество безумных идей, как, например, кластеризация посевов и посадка картофеля в середине лета. Результаты этих глобальных экспериментов только усугубляли проблему с продовольствием в послевоенном Советском Союзе. Подбор методов исследований также определялся личными предпочтениями Лысенко. Так, Лысенко не одобрял использования математических вычислений в биологии, поскольку пару раз в его 146
Теория эволюции: война и мир ^ вычислениях обнаруживались ошибки. Эксперименты ставились так, чтобы получить заранее одобренный результат. Для этого сокращалось число опытных растений в эксперименте либо не ставился контрольный опыт, если растения в контроле не соответствовали теории Лысенко. Под пристальным вниманием Лысенко генетика была изгнана из лабораторий, даже медицинских. По его словам, вся эта возня с мушками годится лишь для забавы, все равно, что футбол или шахматы. Но хуже всего было то, что в борьбе с оппонентами Лысенко не гнушался никаких методов. Многие ученые были отстранены от занимаемых должностей или просто исчезли. Мюллер в знак протеста вернулся в США. Вавилов протестовал во весь голос, называя Лысенко шарлатаном. В результате он подвергся острой критике со стороны властей и был уволен со всех своих постов. Затем его обвинили в организации саботажа среди крестьян и приговорили к смерти. Приговор был заменен заключением в ГУЛАГе, где Вавилов бесследно исчез. Лысенко удалось возглавить советскую науку благодаря тому, что он четко держал нос по ветру идеологического курса партии и правительства. Под его руководством все научные институты страны были перекроены по идеологическим лекалам. Результатом стала стагнация биологии и сельского хозяйства в Советском Союзе. Люди голодали. Некоторые исследователи в Соединенных Штатах Америки полагают, что американскую науку ждала та же участь, если бы контроль над ней взяли креационисты или даже если бы им позволили преподавать библейскую теорию происхождения жизни наравне с теорией эволюции. Подводя итог научным изысканиям в первой половине XX столетия, следует отметить одно важное упущение. Ученые очень мало внимания обращали на то, как их открытия воспринимаются обществом и влияют на общественные процессы. Ученые были слишком заняты, хотя зачастую шли по ложному следу. Новое содержание теория эволюции получила тогда, когда стал понятен механизм 147
— Глава б — сохранения наследственной информации в генах в молекуле ДНК. Только после того как стали ясны механизмы, применение вероятностных теорий игр и хаоса позволило объяснить многие темные места эволюции и естественного отбора, которые до этого представлялись непознаваемой тайной. Теория эволюции по-прежнему содержит много противоречий и неясных моментов, хотя эти противоречия совсем иного характера, чем у креационистов, пытающихся свести историю возникновения жизни на Земле к шестидневному акту Творца. 148
Глава 7 Новые уровни теории эволюции Пролог Если вам посчастливится попасть на Галапагосские острова, то вас удивит, что в этих безжизненных скалах могла родиться какая-то теория. Как и во времена Дарвина, вашему взору откроются безжизненные, выжженные под экваториальным солнцем острова. «С первого взгляда острова показались мне враждебными, — писал Дарвин. — Повсюду виднелись глыбы черных базальтовых скал, покрытых местами жестким кустарником. Казалось, ничто живое не может укрыться в них». Если бы Дарвин мог стать вашим гидом, острова предстали бы в другом свете. Однообразные покрытые колючим кустарником скалы за тысячи километров от материка стали бы свидетелями того, как далеко могут путешествовать растения. Живые организмы трудно увидеть, поскольку они окрашены в темно-серые цвета, скрывающие их на застывшей лаве. Они вообще удивительно приспособлены к выживанию на этих островах. Крупные морские птицы или плавающие игуаны поразят вас своим видом. Но вы будете еще больше поражены, если взглянете на них глазами биолога. Перед вашим взором откроются многие тайны природы. Каждый изгиб клюва маленького ткачика приобретет свой
•= Глава 7 — смысл. Каждая ящерица или пересмешник с одного острова будут разительно отличаться от видов с других островов. Маленькие серые пичуги окажутся волнующими шедеврами природы, достойными удивления и глубокого изучения. На Галапагосских островах эволюция видна особенно отчетливо, поскольку они возникли относительно недавно. Потоки лавы, разбегающиеся в разных направлениях, еще свежи и черны без видимых следов выветривания. Окружающий океан холоден и богат энергией. Морские течения мчатся со скоростью горных рек, смешиваются и создают идеальные условия для многочисленных морских обитателей. И этот животный мир совершенно уникален и самодостаточен. Вот когда Галапагос предстанет перед вами во всей своей красоте и значимости. Острова — не просто вулканические скалы в океане, населенные экзотическими созданиями. Это еще не устоявшееся место на Земле, где можно видеть эволюцию за работой. Дарвин увидел это, но ни у него, ни у его современников не было этому объяснения. На Галапагосских островах еще и сейчас можно обнаружить не только разгадку происхождения жизни, но и многочисленные вопросы, на которые до сих пор не найдены убедительные ответы. Постклассическая биология Какое влияние оказалось больше — влияние науки на теорию эволюции или наоборот? Нет сомнений, что открытие Дарвина дало мощный толчок дальнейшему развитию науки. Все явления природы стали рассматриваться в плане динамического эволюционного процесса. Даже при исследовании Вселенной мы говорим об эволюции галактик. Но совершенно очевидно, что особо сильное влияние теория эволюции оказала на развитие биологии. Если бы Дарвин не поставил перед наукой императив раскрытия механизмов наследственности, ученые не определили бы биологической значимости молекулы ДНК и не вскрыли бы генетический код. Теория эволюции сделала то, что делают все ве¬ 150
^ Новые уровни теории эволюции =- ликие теории, — она открыла новые направления развития науки и вдохновила ученых на новые открытия. У ученых до сих пор масса вопросов относительно теории эволюции, и многие совершенно справедливо считают ее несовершенной. Дарвин, находившийся под впечатлением четких и однозначных законов Ньютона, как и все остальные ученые того времени, пытался в биологии, как в физике, вывести формулу эволюции. Но его книга «Происхождение видов» выглядит скорее как речь адвоката на суде, чем как определение непреклонного закона природы. На уровне подсознания Дарвин понимал, что живые организмы — это не атомы, и они не будут строго следовать ни одному писаному закону. Дарвину удалось разработать теорию, которая стала двигателем дальнейшего развития науки и философии, но сам он при этом оставался человеком своего времени. Дарвин не знал и не мог знать, что в основе явления, которое он пытался описать, лежат законы случайных вероятностей и неопределенности. Поэтому у Дарвина не было шансов разгадать тайны механизмов наследственности. Впрочем, другие науки также переживали в это время кризисы несоответствия классических методов наблюдаемым явлениям. Например, с такой проблемой столкнулись физики при попытке объяснить свойства газов. Это удалось только после того, когда вместо методов механики были применены алгоритмы средневероятностного поведения отдельных атомов. Вместо того чтобы рассматривать механику движения каждого отдельного атома, Людвиг Больцман предложил представить газ как популяцию атомов, в которой господствуют определенные общие тенденции. В это же время математики вплотную подошли к разработке методов вычисления вероятностей и статистической обработки рядов данных. Чуть позже квантовая механика и принцип неопределенности Гейзенберга навсегда изменят наши представления о мире, где на смену определенности пришла вероятность. На сегодняшний день это лучшее, что могут предложить ученые для объяснения противоречий между различными законами физики. 151
-= Глава 7 =- Но даже эти новые подходы в физике были слишком детерминистскими для биологии. Атомы, из которых состоит газ, однообразны, предсказуемы и элементарны, чего не скажешь о биологических объектах. Рональд Фишер и некоторые другие биометристы пытались свести наследственность к таким же простым элементарным субъединицам — генам, но их математические модели всегда пробуксовывали на том или ином вопросе. Севол Райт пытался отойти от модели элементарных независимых атомов. В его модели живые объекты объединялись во временные популяции, которые он назвал демами. Взаимоотношения внутри демов он моделировал с помощью вероятностных функций. Чтобы объяснить неопределенность биологических моделей, некоторые ученые пошли путем редукционизма и стали рассматривать биологические объекты на уровне совокупностей органических молекул. Из этого направления возникли молекулярная биология и генетика, которые привели к революционному прорыву в биотехнологии, медицине и общей биологии. Биология все дальше отходила от книжного типа натуралиста с сачком, гоняющегося за бабочками, хотя классические биологи дружно отстаивали свои позиции в тех областях науки, где объектами исследований были организмы в живой природе, их поведение и взаимосвязи в популяциях. Но на фоне открытий генетики и молекулярной биологии работы натуралистов выглядели недостаточно точными, далекими от практики, слишком субъективными и несерьезными. Престиж классической биологии постепенно падал, а вместе с ним таяло финансирование научных проектов. Впрочем, с недавних пор мы уже стали называть классическими науками генетику и молекулярную биологию не только ради того чтобы отдать честь великим открытиям, но и потому, что все очевиднее становится ограниченность методов этих дисциплин и их неспособность дать ответы на многие насущные вопросы. Совершенно очевидно, что многочисленные феномены мира живых организмов нель¬ 152
-= Новые уровни теории эволюции =- зя свести к взаимодействию органических молекул и генов. Живой организм намного сложнее, чем гены и синтезированные на их основе белки. Налицо явление перехода количества в качество, когда свойства объекта, построенного из многочисленных частиц, нельзя объяснить суммой свойств этих частиц. Жизнь как раз и стала результатом такого качественного преобразования совокупности метаболических процессов и клеточных структур. Жизнь возникла из хаоса в результате самоорганизации. Традиционные научные подходы, с которыми мы познакомились в школе, такие как наблюдение, выдвижение гипотез, постановка эксперимента и вывод заключения, далеко не всегда позволяют найти правильный ответ в биологии. В основе этих подходов лежит постоянство некоторых неизменяемых параметров, что не соответствует сути жизни. Если нам удается ввести живой организм в рамки такого статического состояния, то это уже мертвый организм. При использовании таких подходов получаются и соответствующие результаты. Проблема определения и моделирования жизни до сих пор не решена, хотя некоторые ученые все еще пытаются втиснуть живой вихрь в квадратно-гнездовую схему физических и химических уравнений. Нельзя ожидать никаких положительных результатов независимо от того, пытаемся ли мы опустить биологию до уровня физхимии, или поднимаем физику и химию до уровня биологических законов. Наверное, вместо того чтобы подтягивать существующие методы к новым уровням, пришла пора пересмотреть концепции самой науки? Термодинамика Во второй половине XIX столетия, когда Хаксли и Хукер защищали теорию Дарвина от нападок консервативных биологов, в физике также происходили великие открытия. В частности, были открыты законы термодинамики. Первый закон говорит о том, что энергия ниоткуда 153
-= Глава 7 =■ не появляется и никуда не исчезает, а лишь переходит из одного состояния в другое. Этот закон предопределяет необходимость второго закона, который объяснил бы, какие силы заставляют энергию менять свое состояние. Одним из первых физиков, занявшихся термодинамикой, был Сади Карно (Sadi Carnot). Он сравнил паровую машину с водяной мельницей: точно так же, как падение воды с высоты заставляет крутиться жернова мельницы, падение температуры пара заставляет крутиться паровую машину. Но если энергия системы остается постоянной, то что заставляет меняться саму систему? Первопричину изменения систем и перехода энергии из одной формы в другую ученые назвали энтропией. В механической системе Карно факторами, заставляющими систему меняться были градиенты потенциалов или дисбаланс между различными формами энергии. Наличие дисбаланса заставляет систему изменяться так, чтобы сгладить этот дисбаланс и прийти в равновесное состояние, характеризующееся максимальной энтропией. (Позже Эйнштейн показал, что градиенты материи и энергии сами по себе являются формой энергии.) Второй закон термодинамики говорит, что энтропия закрытой системы может принимать только положительные значения и система всегда развивается в сторону увеличения энтропии. Наиболее лаконично законы термодинамики выразил Клаузиус (Clausius) в 1865 году: «Энергия вселенной остается постоянной. Энтропия вселенной стремится к максимуму». Другими словами, стремление энтропии к максимуму означает, что все самопроизвольные процессы ведут к увеличению беспорядка (поскольку порядок как раз и состоит в том, что вещи не разбросаны повсюду, а сложены по своим полочкам). Больцман, основываясь на этих законах, сумел объяснить свойства газов. Боюсь, что слово «беспорядок» может вызвать неправильное понимание сути термодинамики. Давайте рассмотрим несколько простых примеров. Мы знаем, что если в один сосуд налить горячий и холодный растворы разных веществ, то очень быстро их молекулы образуют гомоген¬ 154
■= Новые уровни теории эволюции =- ную смесь и температура растворов выровняется. На микроскопическом уровне «максимальный беспорядок» будет означать, что в единице объема молекулы разных веществ будут встречаться с вероятностью, пропорциональной их концентрации. На макроскопическом уровне «беспорядок» означает одинаковость температуры и химического состава всего раствора независимо от того, в какой точке выполняется измерение. Закон стремления системы к росту энтропии имеет непосредственное отношение к эволюции видов. На первый взгляд, жизнь противоречит законам термодинамики, поскольку развитие живых организмов сопровождается самоорганизацией. До сих пор мы говорили, что все виды идеально соответствуют условиям их обитания. Это соответствие могло возникнуть только в ходе упорядочения живых систем, что давало повод теологам увидеть в живом мире руку Творца. Таким образом, с научной точки зрения самопроизвольное зарождение жизни становилось просто невозможным. В действительности живые организмы также подчиняются законам термодинамики. Химики, изучавшие процессы дыхания у растений и животных, пришли к выводу, что этот процесс соответствует горению, или точнее — химическому окислению. Все организмы обладают способностью сжигать доступные органические молекулы, только этот процесс происходит под контролем, шаг за шагом, что позволяет запасать высвобождающуюся энергию. Метаболизм представляет собой ряд биохимических превращений. На каждом этапе этого процесса происходит высвобождение порции энергии, необходимой для приведения в движение маховика жизни, точно так же, как струи воды, падающие на лопасти водяной мельницы, заставляют крутиться жернова. Если в организме цепь метаболизма нарушается, быстро наступает коллапс. Достижение максимальной энтропии для живого организма означает смерть. Каким же образом жизнь могла возникнуть в мире, где балом правит энтропия? Как без внешнего руководства на¬ 155
— Глава 7 =- правление развития системы могло измениться в сторону усложнения и большей организованности? Ответы на эти вопросы дал в своей книге «Что такое жизнь?» (What is life?) знаменитый физик Эрвин Шредингер (Erwin Schrodinger). Он указал, что в отличие от закрытых систем, где с энтропией ничего нельзя поделать, в открытых системах с притоком энергии образуются так называемые завихрения упорядоченности, в которых развитие системы, хотя бы временно, идет в противоположном направлении. Таким завихрением упорядоченности, находящимся в постоянном движении и черпающим энергию от солнца, является жизнь — от отдельно взятого организма до всей экосистемы в целом. Шредингер заключил: жизнь основывается на питании отрицательной энтропией. Он писал: «суть метаболизма состоит в том, что организм освобождается от энтропии, которую он не может не продуцировать в процессе жизни». Шредингер также показал, что живые организмы — это не исключения из правил, а часть физико-химической вселенной, и они подчиняются тем же термодинамическим законам. Ошибкой было рассматривать живые организмы как объекты, уравновешенные во времени и пространстве. Как раз наоборот: для жизни состояние покоя невозможно. Живое яблоко — то, которое еще не упало. Жизнь продолжается, пока маятник жизни находится в движении. Только в результате движения в направлении, противоположном движению развития вселенной, живым организмам удается сохранять свою целостность. Генетический код Когда Френсис Крик искал место работы в Кембридже, то свои научные интересы он описал так: «меня больше всего интересуют исследования, направленные на обнаружение границы между мертвой материей и жизнью, представленной белками, вирусами, бактериями и хромосомами». Как показали дальнейшие события, Крик не только преуспел в получении научного гранта, но и существенно 156
— Новые уровни теории эволюции ^ продвинул науку в раскрытии основ жизни. Крик признавал, что на выбор научной тематики его вдохновили работы Шредингера и желание потеснить религиозные догмы. Он хотел доказать, что «живые организмы, которые при попытке объяснить их с позиций физики и химии казались столь таинственными и недоступными, все же имеют физико-химическую природу». Объектом изучения Крика была дезоксирибонуклеиновая кислота — ДНК, которая к тому времени уже была известна как носитель наследственности. В Кембридже Крик оказался в одной лаборатории с Джеймсом Уотсоном — молодым американцем, увлекшимся генетикой под влиянием Мюллера и двух других ученых — Мориса Уилкинса (Maurice Wilkins) и Розалинды Франклин (Rosalind Franklin), которые были одними из основоположников рентгеновской кристаллографии сложных органических молекул. Сначала молекула ДНК показалась всем недостаточно сложной, чтобы кодировать наследственность. Многие полагали, что наследственность связана с белками, которые тоже обнаруживались в ядре клетки. Но уже начиналась эра компьютерных технологий и все яснее прослеживалась аналогия между ДНК и компьютерным двоичным кодом. Взявшись за изучение ДНК, Уотсон и Крик оказались в центре напряженного соперничества между разными мировыми научными центрами. Им пришлось конкурировать с Линусом Паулингом (Linus Pauling), который к этому времени уже получил Нобелевскую премию за открытие механизмов клеточного дыхания. Теперь он занялся изучением ДНК. Паулинг революционизировал биохимию благодаря применению квантовой механики. Реакции между молекулами он описывал на уровне взаимоотношений электронных орбиталей вокруг отдельных атомов. Казалось, у двух молодых аспирантов нет ни малейшего шанса на победу в этом соперничестве. Уотсон описывал, как однажды им довелось встретиться с сыном Паулинга. Из его кармана торчала скрученная в трубочку рукопись новой статьи. Друзья были уверены, 157
— Глава 7 — что в рукописи должны быть последние данные по структуре ДНК, полученные старшим Паулингом. Возможно, эта статья поставит точку в давнем споре, оставив Уотсона и Крика не у дел. Они затеяли научный спор с сыном Паулинга, надеясь хотя бы одним глазком заглянуть в текст статьи. Наконец им это удалось. В статье они увидели описание триплексной модели структуры ДНК и вздохнули с облегчением. Эту модель они уже проверяли в своих исследованиях и убедились в ее ложности. Стало ясно, что в этом соперничестве молодые люди начали лидировать. Молодым аспирантам посчастливилось работать вместе с Розалиндой Франклин, занимавшейся рентгеновской кристаллографией молекул. Ее образцы были безупречны, но ей не хватало дерзости Уотсона и Крика. В то время когда последние разрабатывали, проверяли и отбрасывали модель за моделью, Розалинда ждала, пока накопится достаточно материала. Юношеский задор принес успех, хотя это и была простая удача. Статья Уотсона и Крика, в которой описывалась двойная спираль ДНК, была подана в печать 14 октября 1952 года, а опубликована в Nature уже в ноябре. Паулинг послал в этот же журнал аналогичную статью 22 октября, но опубликована она была лишь спустя три месяца. Поскольку Nature— английский журнал, по негласному правилу в нем в первую очередь публиковались статьи английских авторов. Кроме того, статья Паулинга содержала сложные диаграммы, для подготовки которых к печати потребовалось время. Важность открытия структуры ДНК трудно переоценить, поскольку ее структура давала ключ к раскрытию механизмов функционирования молекулярного носителя наследственности. ДНК состоит из четырех разных нуклеотидов, которые произвольным образом связывались друг с другом в полимерную цепочку. Между двумя парами нуклеотидов в разных цепочках возникали поперечные связи, образуя устойчивую закрытую систему наподобие лестницы, 158
— Новые уровни теории эволюции ^ которая при необходимости раскрывалась в одноцепочечную ДНК. Это была удивительно простая и функциональная система, которая оптимально подходила для кодирования и копирования информации. Уотсон и Крик представили в своей статье двуцепочечную ДНК как «новую структуру, наделенную определенной биологической значимостью». Прошло совсем не много времени, и генетический код молекулы ДНК был раскрыт. Последовательность из трех нуклеотидов в цепи кодировала одну определенную аминокислоту. Последовательность нуклеотидов преобразовывалась в цепочку аминокислот белков, из которых строилась клетка и весь живой организм. Ученым удалось раскрыть механизмы считывания информации с молекулы ДНК и копирования ДНК. Благодаря этим открытиям теперь мы можем читать геном человека, дрожжей или плодовой мушки так же просто, как книгу, выделяя в ней инструкции приготовления всех белков в организме. Во второй половине XX столетия открытия генетиков и молекулярных биологов были просто ошеломляющими. Успех был таким быстрым, а результаты столь важными, что другие области биологии отошли на второй план. Жизнь удалось расчленить вплоть до уровня отдельных молекул и выведать у них тайны живой материи. Все ключевые участники клеточного метаболизма — гены, гормоны, нейротрансмиттеры, клеточные медиаторы и антитела— оказались обычными химическими молекулами. Казалось, нужно лишь время для накопления достаточного количества последовательностей ДНК, чтобы природа, как созревший бутон розы, раскрыла перед нами все свои сокровенные тайны. Но, углубившись в тайны молекулярной биологии, ученые перестали замечать целостность живого организма. Организм представлялся чем-то слишком большим, неповоротливым и слишком непредсказуемым, чтобы тратить на него время. Потребовались годы, пока ученые осознали, что за деревьями не видят леса. 159
- Глава 7 - Теория игр Открытия в генетике и молекулярной биологии позволили лучше понять механизмы эволюции. И в то же время новые открытия подлили масла в огонь старых споров о движущих факторах эволюции и значении естественного отбора. Уже, казалось бы, почившие в небытии натуралисты старой школы нашли в открытиях генетики новую опору. Толчок к оживлению старых споров вновь дала биометрия и ее новое направление — теория игр, на основании которой Моту Кимура (Motoo Kimura) развил теорию нейтральности мутаций. Он предположил, что мутации чаще всего бывают нейтральными и не несут никаких положительных или отрицательных качеств индивидуумам. Изменчивость видов происходит вследствие различия в частотах мутаций в разных популяциях и под влиянием нейтрального генетического дрейфа. Естественному отбору и адаптации к условиям окружающей среды в этой теории отводилась второстепенная роль. Протесты классических дарвинистов разбивались о глыбы новых противоречий. В частности, с позиций классического дарвинизма невозможно было объяснить эволюцию социального поведения человека и животных. Вызов сторонникам естественного отбора бросал факт существования альтруизма как в человеческом обществе, так и у животных. Применительно к человеку альтруизм проявляется как героизм и самопожертвование. Возможно, у животных этот феномен проявляется не столь ярко, но все же существует. Возьмем, например, материнское самопожертвование ради потомства или подачу животными сигнала тревоги в случае опасности. Пронзительный крик птицы или высокое подпрыгивание встревоженной хищником антилопы-импалы являются не средством защиты, а средством отвлечения внимания хищника на себя. В результате животное, предупреждающее сородичей об опасности, гораздо с большей вероятностью само может стать жертвой хищника. Образ жизни общественных насекомых в колонии также может служить примером альтруизма у животных — 160
Новые уровни теории эволюции ^ рабочие насекомые приносят в жертву свой репродуктивный потенциал ради вскармливания потомства своей королевы. Все перечисленные примеры поведения очень трудно объяснить с позиции естественного отбора, выбирающего победителей индивидуальных соревнований. Дилемму удалось разрешить путем переноса области применения естественного отбора от индивидуумов к группам родственных особей. Шотландский эколог Винни-Эдвардс (Е. С. Wynne-Edwards) постулировал возникновение альтруизма как результат естественного отбора популяций организмов, что не удивительно для эколога, рассматривающего животный мир как совокупность популяций, а не индивидуумов. Он предположил, что популяция, особи которой способны к самопожертвованию ради своих родственников, имеет больше шансов выжить, чем популяция эгоистов. Он привел еще один пример альтруизма животных, когда в перенаселенных популяциях поведение особей изменяется для снижения рождаемости. Идея адаптивного альтруизма казалась привлекательной, но смоделировать этот процесс было весьма трудно. Критика теории, в частности Джорджем Уильямсом (George С. Williams), была уничтожающей. Он указал на тот факт, что в любой популяции самой процветающей группой будут мошенники, эксплуатирующие альтруистов. Именно мошенники лучше других переживут неблагоприятные условия среды и оставят больше потомства. Альтруисты в соответствии с теорией естественного отбора должны быстро вымереть и уступить место под солнцем мошенникам. Теорию адаптивной значимости альтруизма развил доктор Гамильтон (W. D. Hamilton), указав на тот факт, что соревнование в действительности происходит не между разными индивидуумами и линиями поведения, а между группами генов. Альтруисты побеждают мошенников, если альтруизм направлен на сохранение и процветание членов генетически родственной группы особей. Гамильтон изучал генетические связи между особями общественных насекомых: муравьев, пчел и ос. Он обнаружил, что рабочие 161
— Г лава 7 — особи одной семьи, которые у перепончатокрылых насекомых всегда являются самками, генетически гораздо более однородны, чем родительские особи и самцы, появившиеся в той же семье. Рабочие сестры являются, по сути, клонами одного и того же генома. Помогая самке производить новое потомство, рабочие особи клонируют самих себя и повышают шанс собственных генов быть увековеченными в следующих поколениях. Гамильтон ввел для объяснения альтруизма особый термин — родовой естественный отбор. Точно так же с позиций самопожертвования ради эволюционного успеха ближайших генетических родственников можно объяснить факты альтруизма у других животных. Хотя генетическая чистота семей других организмов не столь очевидна, как у общественных насекомых, во всех случаях удается проследить адаптивную значимость альтруизма, направленного на защиту особей своего рода. Джон Галдан привел такой пример: как генетик он с радостью отдал бы свою жизнь за своих двух родных братьев и восьмерых двоюродных братьев и сестер, поскольку он подсчитал, что у родни все его гены повторяются как минимум несколько раз. Наконец-то, после того как была предложена гипотеза родового естественного отбора, удалось примирить классическую теорию эволюции со статистической моделью теории игр. Объединение этих теорий позволило разработать модели возникновения и развития общественного поведения человека и животных, что не удавалось сделать с позиции классического естественного отбора. В последние десятилетия, когда появились новые методы сравнения молекул ДНК и вычисления степени генетического родства между организмами, открылись новые факты, подтверждающие со статистической достоверностью чрезвычайно важную роль родового естественного отбора в эволюции поведения. Стало очевидным, что альтруистическое поведение животных, включая взаимопомощь и подачу сигналов опасности, в действительности направлено на процветание и эволюционный успех только ближайших родственников, содержащих тот же генетический материал. 162
— Новые уровни теории эволюции =■ Снова теория игр Другую модель эволюции популяций, основанную на теории игр, разработал Джон Мэйнард Смит (John Maynard Smith). Смит предложил термин стабильная стратегия эволюции. Суть теории состоит в том, что для эволюционного процветания вид должен поддерживать в популяции оптимальную пропорцию особей, отличающихся друг от друга поведением и физиологическими особенностями. Смит предложил следующий пример стабильной стратегии эволюции. Предположим, что вид состоит из особей с разным темпераментом. Одни представители вида являются «ястребами». Ястребы вспыльчивы и отважны. Они яростно вступают в борьбу за продолжение рода, хотя эта борьба часто ведет к серьезным увечьям, из-за которых они не могут оставить потомство. Другую часть видовой популяции составляют «голуби». Голуби всегда склонны к отступлению, если накал борьбы достигает опасного предела, что может вести к снижению числа потомства, так как «голуби» проигрывают борьбу за самок и за ресурсы. Смит затем разработал математическую модель в виде матрицы, с помощью которой попробовал описать возможные сценарии развития вида с разными пропорциями «ястребов» и «голубей» в составе популяции. Он показал, что вид, состоящий только из «ястребов», обречен на вымирание. Постоянные драки между особями будут вести к увечьям и общей потере эффективности популяции, которая в одночасье может исчезнуть в результате эпидемии или природного катаклизма. Популяция «голубей» также обречена на поражеггие, вытеснение из ареала обитания другими видами и вымирание. В зависимости от особенностей образа жизни вида оптимальное соотношение «ястребов» и «голубей» может быть разным, но в любом случае они необходимы для достижения стабильности популяции. В отличие от теорий родового естественного отбора и теории селекции генов данная теория рассматривает про¬ 163
-= Глава 7 цесс эволюции на уровне видов, а не отдельных групп и индивидуумов. Теория стабильной стратегии эволюции не подразумевает генетического родства и не принимает во внимание успех отдельных особей. (В действительности данная теория косвенным образом предполагает среднестатистическое повышение эффективности отдельных особей в стабильной популяции. Хотя «ястребы» всегда будут выигрывать у «голубей», в смешанной популяции с преобладанием «ястребов» «голуби» получат дополнительные преимущества, так как агрессивные «ястребы» будут выводить друг друга из игры, оставляя место для «голубей».) Социобиология и селекция генов Теория родового естественного отбора появилась в результате синтеза классической теории эволюции и социобиологии, изучающей развитие общественного поведения. В своей книге «Социобиология: новый синтез» {Sociobiology: The New Synthesis) Эдвард Уилсон (Edward О. Wilson), изучавший в Гарварде поведение муравьев, изложил новый научный подход, который позволит переосмыслить теорию эволюции. В основе лежала классическая теория эволюции Дарвина с естественным отбором в качестве основной движущей силы, направленной на достижение лучшей приспособленности к условиям окружающей среды на индивидуальном уровне. Теория родового отбора использовалась для объяснения более глобальных феноменов, например для объяснения развития мышления у приматов. По теории Уилсона, обезьянам и предкам людей дополнительные возможности мозга потребовались для того, чтобы лучше помнить, к какому роду они принадлежат и какова степень родства с членами группы. Другая, менее толстая, но не менее значимая, книга продвинула теорию родового отбора на следующую логическую ступеньку. Свою книгу «Эгоистичный ген» {The Selfish Gene) Ричард Давкинс (Richard Dawkins) написал в традициях редукционизма. Объектом эволюции по Давкинсу стал не 164
^ Новые уровни теории эволюции — вид, не группа особей и даже не отдельные индивидуумы, а ген, «обеспокоенный» увековечиванием себя в следующих поколениях. Гены альтруизма (простите за примитивность термина) точно так же борются за самосохранение, поскольку в соответствии со статистикой Галдана родные и двоюродные братья и сестры обладателя этих генов несут в совокупности больше копий тех же самых генов, которые представлены в его собственном геноме. Давкинсу удалось разработать простую и элегантную модель эволюции, объясняющую развитие видов с точки зрения борьбы за самосохранение отдельных эгоистичных генов. Вероятность того, что ген сохранится в следующем поколении, так же, как и в случае с отдельными особями, зависела напрямую от его устойчивости и способности к самокопированию. Косвенным образом борьба генов за самосохранение сказывается на приспособляемости организмов. Действительно, чем больше положительных качеств сообщают гены организму, тем выше шанс у него оставить брльшое потомство, т.е. скопировать свои гены. В этой системе организм выступает всего лишь «машиной выживания» генов. «Машины выживания» в конце концов погибают, но гены сохраняются в следующих поколениях. Давкинс писал: «Гены, как бриллианты, остаются неизменными в веках, тогда как отдельные особи, родственные группы и виды можно представить облаками или пылевыми тучами над пустыней, уносимыми ветром». Данная модель хорошо объясняла факт, который поверг ученых в шок: геномы организмов оказались заполненными бессмысленными, ничего не кодирующими фрагментами ДНК. Эти фрагменты не несли организму никаких положительных качеств. Откуда же они возникли в таком количестве? Теорию Давкинса об эгоистичных генах можно редуцировать еще больше до теории эгоистичной ДНК. Эти фрагменты ДНК сохранились только потому, что они преуспели в самокопировании. Успех целого организма их волновал лишь в том плане, насколько успешно на нем можно паразитировать. С другой стороны, сохранение в 165
— Глава 7 — организме псевдогенов может быть полезным явлением, поскольку в результате мутаций псевдогены могут превратиться в настоящие гены, кодирующие полезные качества. Следует отметить, что в контексте теории Давкинса термин ген уже имеет новый смысл. Ген перестал быть всего лишь фрагментом ДНК, кодирующим определенный белок. В теории Давкинса ген приобрел более абстрактные черты — это совокупность генетических элементов, копирующихся вместе и кодирующих целый комплекс признаков или поведенческую реакцию. То, что Давкинс называл геном, правильнее было бы назвать совокупностью генов или даже результатом взаимодействия продуктов многих генов. Рецензенты часто критиковали Давкинса за чрезмерное упрощение концепции гена и игнорирование экспериментальных фактов, свидетельствующих о том, как в действительности работают отдельные гены. Это было несправедливо, поскольку Давкинс говорил не о гене в его молекулярной ипостаси, а о гене как некой абстрактной информационной субъединице. Другими словами, теория Давкинса предлагала модель эволюции не молекул ДНК, а их информационной составляющей. Не удовлетворившись абстрактным геном, Давкинс предложил еще более абстрактную субъединицу эволюции — мемес. Мемес представлял собой элемент культуры или общественного поведения, который закрепился в популяции благодаря тому, что имел определенное адаптивное значение, важное для выживания популяции. Моральные устои, религия и образование существуют благодаря способности к самовоспроизведению в обществе, а также благодаря тому, что общество, основанное на этих устоях, является более устойчивым и жизнеспособным. Давкинс заключил, что возникновение мемесов перевело эволюцию на качественно новый уровень метаэволюции. Реакция Теория эгоистичных генов и социобиология были восприняты в штыки не только многими учеными, но и обще¬ 166
-= Новые уровни теории эволюции =■ ством в целом. Дебаты иногда выходили за рамки научных споров. Так, однажды, когда на заседании Американской ассоциации научного прогресса (the American Association for the Advancement of Science) Уилсон поднялся на трибуну для доклада, в зал ворвались несколько протестующих оппонентов и вылили ему на голову кувшин ледяной воды. Самое большое негодование вызывала последняя глава книги Уилсона, в которой он описал эволюцию социального поведения людей. Оппонентов возмутило то, что все богатство культуры и социальных отношений было сведено к простой адаптивной эволюции. Некоторые увидели в теории Уилсона попытку возродить социальный дарвинизм и евгенику. Разгорелся старый спор о том, чего в человеческой природе больше — врожденного или приобретенного в ходе воспитания? Теория Уилсона была воспринята как основа для генетического детерминизма. Больше всех возмущались феминистки, которые увидели в теории угрозу того, что под неравенство мужчин и женщин будет подведена научн^ база. Социологи и психологи расценили возникновение социобиологии как посягательство на их вотчины. Действительно, традиционные методы психологии и социологии с точки зрения социобиологии представлялись надуманным шаманством. (Хотя биологию часто считают «неточной» наукой, в действительности биологи оперируют гораздо более точными и воспроизводимыми методами, чем социологи и психологи. Биология стала еще более точной наукой, проникнув на уровень генов и отдельных молекул. Не удивительно, что приверженцы старой школы социологов и психологов почувствовали в новом направлении науки опасного конкурента.) Перебранка велась не только между представителями разных департаментов академической науки. Новые теории задели за живое также некоторых классических эволюционистов. Громче всего критика звучала из уст ученых, придерживающихся левых взглядов, поскольку с их точки зрения социобиология была буржуазной наукой по своему духу. Возьмем, например, убежденного марксиста Ричарда 167
— Глава 7 — Левонтина (Richard Lewontin). Он был одним из тех студентов-экспериментаторов, кто под руководством Добжанского с помощью электрофореза белков демонстрировал природную генетическую неоднородность дрозофил. Так же, как Добжанский, Левонтин был ярым противником евгеники и генетической модели Фишера предпочитал более гибкую статистическую модель эволюции Райта. Левонтин никогда публично не критиковал социобиологию Уилсона и эволюцию эгоистичных генов Давкинса. Его толерантность к авторам этих теорий основывалась главным образом на политических мотивах. Левонтин долго работал вместе с Уилсоном и знал, что он совсем не является сторонником евгеники и генетического детерминизма. Но Левонтин заявлял, что новые тенденции в биологии могут привести к опасным социальным последствиям. Он считал, что ученые должны задумываться над тем, какое влияние на общество могут оказать их взгляды. Впрочем, как ученый Левонтин хорошо знал, что критика научной теории не может основываться на том, что она может негативно повлиять на общество. Он привел иные доводы: известно, что развитие эмбриона находится под сильным влиянием внешних факторов, поэтому даже новорожденного ребенка нельзя рассматривать как продукт исключительно унаследованных им генов. Левонтин привел пример развития глаз у дрозофил. Обычно глаз плодовой мушки состоит из 1 100 фасеток. Число фасеток глаза — это довольно стабильный признак при температуре окружающей среды около 15 °С. Но если температуру в инкубаторе повысить до 30 °С, то число фасеток сократится до 750. Левонтин показал, что такая же закономерность сохранится и для мутантных мушек с редуцированным числом фасеток. При повышении температуры число фасеток станет еще меньшим. «Невозможно по одному только геному предсказать, как будет выглядеть организм», — утверждал Левонтин. Интересно, что даже клонированные животные не являются точными копиями своих «родителей». Черно-белый узор пятен у клонов коров голштинской породы был не таким, как у исходного животного. Окраска шерсти у клонированных котят также была разной. 168
-= Новые уровни теории эволюции — Союзником Левонтина совершенно неожиданно оказался весьма далекий от леватских взглядов Эрнст Мейер (Ernst Мауг). Мейер считал, что теория селекции генов притянута за уши. Ген не может быть объектом эволюционного отбора, поскольку конкуренция происходит лишь на уровне организмов, а признаки организмов являются результатом совместной работы тысяч генов. Поскольку ни один ген не может существовать и действовать сам по себе, отдельные гены не могут подвергаться естественному отбору. Среда обитания никоим образом не влияет на отдельные гены. Более и менее приспособленными к условиям существования могут быть только организмы, т.е. весь геном целиком. Не важно, насколько полезным может быть отдельный ген. Если остальные гены плохо взаимодействуют с ним, то все они обречены на вымирание. (Мейер так же рьяно выступал против редукционистского сведения биологии к химии и физике и превозносил самобытность биологических методов исследований.) Левонтин, на основе экспериментальных данных также показал, что ген сам по себе не может быть объектом естественного отбора. В качестве примера он взял домовых мышей. Мыши обычно живут небольшими группами, называемыми демами, причем скрещивание между демами происходит довольно редко. В геноме мыши есть один ген, называемый t-аллелем. Гомозиготность по t-аллелю (наличие одного и того же гена в обеих хромосомах) ведет к смерти самцов мыши. Один t-ген повышает продуктивность самца, но тем самым повышается частота гомозиготности по t-аллелю, что в конечном итоге может привести к вымиранию дема (а вместе с ним и к исчезновению t-гена). Но t-ген активно противостоит вымиранию. В половых клетках этот ген копирует сам себя в разные участки хромосомы, повышая тем самым степень гетерозиготности популяции. Таким образом, выживаемость популяции зависит от уникального сочетания генов в каждом деме. Эффективность популяции достигается за счет установления баланса между положительным влиянием t-гена у гете¬ 169
Глава 7 — розиготных особей, смертью гомозиготных самцов и частотой копирования гена в половых клетках. Особи, отличающиеся лучшей приспособленностью в одном деме, могут оказаться особо уязвимыми в другом деме. Аналогичные примеры относительной приспособленности индивидуумов в зависимости от генетической структуры популяции были обнаружены позже у других видов. Теория периодически нарушаемого равновесия Теория селекции генов подверглась также резкой критике со стороны палеонтологов. Уж если генетикам удалось вытеснить с пьедестала науки классических биологов, изучавших живые организмы в природе, то палеонтологи со своими окаменелыми останками вымерших животных очутились вообще на задворках науки. Заносчивые генетики и молекулярные биологи считали, что палеонтологи годятся лишь на то, чтобы вытирать пыль с экспонатов в музеях. Многим палеонтологам пришлось смириться с этой ролью. Если они находили что-то, что не укладывалось в схему эволюции, предложенную генетиками и молекулярными биологами, то им не оставалось ничего другого, кроме как положить этот экспонат на дальнюю полку. Так происходило до тех пор, пока статус-кво не нарушили Стефан Джей Голд (Stephan Jay Gould) и Найлс Элдредж (Niles Eldredge). Два молодых охотника за окаменелостями решили, что пришла пора проверить на прочность общепризнанную теорию эволюции. В научном мире 1970-х годов было принято считать, что эволюционное развитие видов, как и полагал Дарвин, идет постоянно небольшими и незаметными шажками. Новый синтез эволюционных теорий, как и открытия генетиков, не противоречили этому убеждению. У Голда и Элдреджа было свое мнение на этот счет, и они не собирались откладывать дискуссию в долгий ящик. 170
^ Новые уровни теории эволюции — Им были известны факты, о которых хорошо знали многие другие палеонтологи: судя по ископаемым останкам, многие виды внезапно возникали и оставались неизменными в течение миллионов лет, после чего также внезапно исчезали. Размеры и формы организмов были постоянными в продолжение геологических эпох, хотя на протяжении этих эпох происходили существенные климатические изменения, включая глобальные оледенения. Потом вдруг происходила замена большинства видов на другие — начиналась новая геологическая эпоха. Голд и Элдредж назвали эти события периодически нарушаемым равновесием. В научном мире широкое распространение получила аббревиатура этого термина — панк иик (Pune Eek от punctuated equilibrium). Подобные резкие изменения никак не укладывались в генетическую модель эволюции. Напротив, они подтверждали теорию сальтаций, предложенную еще Батесоном. Журналисты окрестили Голда и Элдреджа неодарвинистами, хотя сами себя они считали последователями Дарвина. Они не предлагали никаких новых моделей возникновения видов, а просто указывали на тот факт, что данные палеонтологии свидетельствуют в пользу внезапных изменений видов. Реакция на теорию периодически нарушаемого равновесия была весьма прохладной. Многие биологи-эволюционисты просто никак не отреагировали на публикации. Возможно, никакой реакции не последовало бы вообще, если бы Голд не был замечательным писателем и популяризатором науки. Даже если кто-то из ученых не читал его книг, он не мог не слышать о нем. Как бы то ни было, но противоречие требовало объяснения. Некоторые, вслед за Дарвином, пытались объяснить дискретность палеонтологических находок тем, что промежуточные формы были немногочисленными. Приводились примеры того, что в некоторых случаях удавалось отыскать промежуточные формы между разными видами, но таких примеров было очень мало. 171
-= Глава 7 — Впрочем, также было непонятно, что подразумевается под понятием «быстротечные изменения видов». В масштабах геологических эпох эти изменения действительно были быстрыми, но миллионы лет в промежутках между геологическими эпохами с точки зрения биологии были достаточным отрезком времени для постепенной эволюции видов в результате мутаций и генетических рекомбинаций. Таковыми были аргументы Мейера, который был известен своей теорией аллопатрической эволюции (слово allopatric означает «из другой страны»). Мейер предполагал, что видообразование, скорее всего, происходит, когда небольшая популяция оказывается географически изолированной от исходной родительской популяции. В результате близкородственного скрещивания и генетического дрейфа в небольшой изолированной группе особей возникают и закрепляются новые признаки. Мейер назвал это явление эффектом первопроходцев по аналогии с тем, как при переселении небольшой группы людей в новое место их родной язык и культура претерпевают стремительные изменения. Если учесть, что на ограниченной территории небольшая популяция подвергается усиленному селективному отбору под воздействием несвойственных для вида условий существования, то изменение вида может происходить достаточно быстро, чтобы соответствовать модели периодически нарушаемого равновесия Голда. Мейер считал, что видообразование может происходить также внутри вида без географической изоляции отдельной популяции (так называемое симпатрическое видообразование). Такое явление может наблюдаться на окраинах ареала или в том случае, если по каким-либо причинам происходит репродуктивная изоляция группы организмов. Например, предположим, что если какая-то самка павлина будет отдавать предпочтение только самцам, имеющим на хвосте малиновый рисунок глаза, она может стать родоначальницей субпопуляции внутри Ареала основного вида. Мейер пытался математически смоделировать такой ход событий, но вынужден был признать, что ему неизвестны никакие примеры того, чтобы подобные процессы действительно когда-либо происходили в природе. 172
— Новые уровни теории эволюции — Отделившись от основной популяции и адаптировавшись к неблагоприятным условиям существования, группа первопроходцев преумножается в числе и расширяет свой ареал. Вернувшись на землю предков, новая разновидность может успешно конкурировать с исходным видом и, в конце концов, вытеснить его. Если скрещивание между репатриантами и старым видом все еще возможно, возникает гибридная популяция, которая часто еще более продвинута эволюционно. Мейер считал, что со временем эта разновидность действительно может стать новым видом. Данный сценарий мог объяснить, почему в течение геологических эпох происходили резкие смены одних видов другими, но теория не объясняла, каким образом многим видам удавалось очень долго сохранять постоянство внешнего вида в то время, когда происходили значительные изменения климата. Эволюционисты пытались объяснить это тем, что в организмах наблюдалась генетическая коррекция мутаций. Этот гипотетический процесс, известный еще как стабилизационная селекция, состоит в том, что все новые генетические изменения в популяции быстро устраняются за счет новых мутаций, ведущих к возвращению фенотипа к исходному состоянию. Эта гипотеза перекликалась с идеей Добжанского о сбалансированной селекции. Он считал, что селекция отдельных признаков невозможна, поскольку в организме настолько все взаимосвязано, что эволюционный смысл имеет лишь гармоничная совокупность всех признаков. В теории стабилизационной селекции есть логическое противоречие. Эта теория предполагает постоянную, хотя и скрытую от глаз, гонку между генами, мутирующими в сторону появления других признаков, и генами, изменяющимися для устранения последствий мутаций в других генах. Ли ван Вален (Leigh Van Valen) назвал это состояние бегом Красной Королевы в честь персонажа книги «Алиса в стране Чудес». Если помните, Красная Королева постоянно бежала и призывала Алису бежать быстрее. Но Алиса с изумлением заметила, что все вокруг остается на месте, 173
-= Глава 7 =■ как будто они никуда не бегут. Когда она сказала об этом королеве, та ответила: «Конечно, ничего не меняется. Чтобы оставаться на месте, мы должны бежать со всех ног». Многим биологам эта модель показалась нереальной. Если геном столь пластичен, то это должно было вести к еще более быстрым видовым изменениям, тем более что этого требовали изменения климата. Альтернативное объяснение Голд нашел в одной старой и всеми забытой теории. Еще в 1940-х годах Ричард Голдшмидт (Richard Goldschmidt), изучавший биологию развития организмов, предположил, что, скорее всего, механизмы макроэволюции (возникновение новых видов) должны отличаться от механизмов микроэволюции (изменчивости на уровне отдельных организмов). Он предположил наличие генов-переключателей, которые активизируются в ответ на определенные сигналы окружающей среды. Включение этих генов должно вести к изменению скорости эволюции. Фенотип организмов в таком активном состоянии должен меняться гораздо быстрее, чем в обычном состоянии. Результатом подобных изменений будет появление мутантов, названных Голдшмидтом «подающими надежды монстрами». Многие из них погибнут, не оставив потомства, но некоторые окажутся более приспособленными к изменившимся условиям существования и станут новыми видами. Эта гипотеза перекликается с некоторыми идеями Дарвина. Размышляя над механизмом возникновения видов, Дарвин также пришел к выводу, что природные пертурбации и катаклизмы должны стимулировать видообразование. Работы Голдшмидта были отвергнуты и забыты ученым сообществом. Некоторые из его положений действительно оказались ложными и не выдержали проверки на практике. Но, кроме того, это было время торжества нового синтеза классических и генетических эволюционных воззрений, поэтому слова биолога, не подтвержденные генетическими исследованиями, мало что значили. Некоторые идеи Голдшмидта были частично воскрешены к жизни Конрадом 174
— Новые уровни теории эволюции ^ Хол Ваддингтоном (Conrad Hal Waddington) в 1950-х годах. Ваддингтон экспериментально продемонстрировал, что изменения окружающей среды действительно могут влиять на частоту мутаций. Он поставил опыт, в котором подверг яйца плодовой мушки тепловому шоку, в результате чего возрос процент мутантных особей. Изменения были перманентными и закреплялись в следующих поколениях. Это явление Ваддингтон назвал генетической ассимиляцией. На основании полученных фактов он разработал новую теорию, описывающую влияние окружающей среды на изменение фенотипа вида в результате направленного мутагенеза. Свою модель он назвал эпигенетической адаптацией по аналогии с эволюционной адаптацией Райта. Ваддингтон предположил, что каждый организм содержит инструкцию по развитию более чем одного фенотипа. Влияние некоторых факторов внешней среды на эмбрион может приводить к переключению с одного типа развития на другой, что ведет к резкому изменению внешнего вида организма. Адаптационизм и его критика Голдшмидт и Ваддингтон, а за ними Голд с Левонтином считали, что в выборе направления эволюции участвует также сам организм. Влияние естественного отбора модулируется внутренним потенциалом организма. Естественный отбор, по их мнению, не может оказывать никакого влияния непосредственно на гены, но генетический набор организма и его внутреннее устройство влияют на реакцию этого организма на изменения окружающей среды. Выводы этих ученых ставили под сомнение основополагающий принцип адаптивности эволюции и селекции генов. Действительно, они не раз заявляли о спорности адаптационизма. Стремление биологов-эволюционистов объяснить любые изменения видов приспособлением к изменившейся окружающей среде они объявляли примитивизмом, который перекликался с известной детской книгой Киплинга «Просто сказки», повествующей о том, как жи¬ 175
- Глава 7 =- вотные стали такими, какие они есть. Нельзя все признаки живого организма рассматривать только как приспособление к чему-либо. Напротив, организм развивает некоторые свои свойства только потому, что он может быть таким, это соответствует его внутренней природе, и он не может быть другим. Голд называл природу лудильщиком, работающим с конкретным материалом. Лудильщик может залатать чайник, но он не может сделать из него кастрюлю. Удача тоже играет определенную роль. Идеально приспособленный организм может исчезнуть с лица Земли вследствие катаклизма, тогда как менее приспособленный может процветать в условиях мягкого климата и умеренной конкуренции. Чтобы показать необоснованность приписывания признакам живых организмов определенной адаптивной значимости, Голд и Левонтин в качестве примера рассматривали готический собор, конструктивным элементом которого являются многочисленные арки с надсводными пазухами, используемые для размещения барельефов на религиозные темы. Внимание посетителя храма неизменно приковывается к этим живописным сводам, и может показаться, что эти своды для того и были спланированы (адаптированы), чтобы нести на себе декоративные украшения. В действительности арки и надсводные пазухи были конструктивным решением, необходимым для удержания высоких стен собора, а художники просто заполнили свободное пространство. Другим примером критиков адаптационизма был подбородок человека. Подбородок образуется в месте срастания костей нижней челюсти. Он может быть широким, узким, с ямочкой. Форма подбородка не является адаптивным признаком — просто подбородок может быть таким или иным. Ограничения эволюции по происхождению Идея ограниченности изменчивости получила дальнейшее развитие: совокупность элементов строения тела и размеров накладывают ограничения на возможные пути даль¬ 176
— Новые уровни теории эволюции =- нейшего развития. Например, у животного с комплекцией слона не может быть крыльев или стройных длинных ног. Существование определенного плана строения у родственной группы животных предполагает наличие ограничений. Так, у млекопитающих вряд ли в ходе эволюции может появиться дополнительная пара конечностей. На определенном этапе эволюции появляются организмы с новым планом строения тела, после чего эволюция потомков может продолжаться лишь по пути модификации этого плана без радикальных изменений. Невозможен также возврат к форме предкового организма. По этой причине невозможно повторное возникновение вымершего вида. Брайан Гудвин (Brian Goodwin) пытался обосновать эту закономерность с позиций химии и математики. Он показал, что формы живой природы соответствуют определенным фундаментальным пропорциям. Например, расположение листьев на стебле и лепестков цветка соответствует числовой последовательности, открытой еще в XIII веке математиком Леонардо Фибоначчи (Leonardo Fibonacci). Наблюдая за скоростью роста популяции кроликов в своем хозяйстве, Фибоначчи вывел уравнение для вычисления гармоничной последовательности целых чисел. Об открытии Фибоначчи на какое-то время забыли, затем его последовательность была открыта вновь, и ее стали применять для объяснения многих процессов и явлений, в том числе в биологии. Так, Гудвин обнаружил, что интервалы и углы между листками или лепестками растений соответствуют числовому ряду Фибоначчи. Другим неожиданным открытием было то, что динамика роста колонии грибов миксомицетов в точности соответствовала динамике изменения скорости химических реакций, описанной русскими химиками Львом Белоусовым и Анатолием Жаботинским. Эти удивительные совпадения между далекими объектами указывали на то, что в природе существуют свои золотые пропорции и общие закономерности, которые прослеживаются у всех живых организмов. Эта гипотеза существенно ограничивает роль генов и значение естественного от¬ 177
-= Глава 7 — бора. В своей книге «Как леопард меняет свои пятна» (How the Leopard Changed Its Spots) Гудвин писал: «Естественный отбор выполняет лишь роль грубого фильтра, отсеивающего абсолютный брак». Повествовательная эволюция Логическим продолжением теории периодически нарушаемого равновесия стала гипотеза Голда о многоступенчатой иерархии естественного отбора. Вместо того чтобы спорить о том, действует естественный отбор на уровне генов или организмов, что в любом случае будет упрощенным субъективным решением, основанном на предпочтениях того или иного ученого, почему бы не признать, что мир не так прост и процессы эволюции идут параллельно на разных уровнях: генетическом, индивидуальном, групповом, родовом и видовом. Эта идея получила дальнейшее развитие: экологами была разработана модель эволюции экологических систем. Согласно этой модели вся экосистема со сложными трофическими цепочками должна реагировать согласованно на изменения окружающей среды и внутренние изменения видового состава. Чем быстрее бежит импала, тем быстрее должен гнаться за ней гепард, или гепарду нужно увеличиться в размере и переключиться на потребление бородавочников и антилоп гну. Изменения свойств любого вида не могут пройти бесследно для экосистемы — в ней должны произойти компенсирующие изменения. При этом невозможно будет установить, какое событие в экосистеме было причиной, а какое — следствием. Иерархическая многослойность процессов естественного отбора с учетом взаимодействия между уровнями и наличия специфических для каждого уровня законов и ограничений делает систему эволюции слишком сложной для моделирования. Генетическая модель Давкинса и тем более прямолинейные законы химии и физики слишком примитивны для того, чтобы адекватно описать процессы, 178
— Новые уровни теории эволюции — происходящие в живой природе. Голд, Мейер, а также многие экологи пришли к выводу: любые физико-химические модели эволюции не годятся для столь сложной системы. Они заключили, что в биологии вообще невозможно применение тех математических формул, с помощью которых описывались физические явления. Вместо этого биологи должны изучать и описывать общие тенденции, не пытаясь сводить их к каким-либо математическим выражениям. Примером такой повествовательной эволюционной теории могут быть книги Дарвина, в которых он описывал результаты наблюдений и пытался объяснить их с помощью той или иной общей закономерности. Это возвращение к описательной биологии пришлось по душе экологам, которые долгие годы бились над созданием модели, описывающей влияние человека на окружающую среду. Им никогда не удавалось свести это взаимодействие к определенному сценарию. Слишком часто их модели оказывались несовершенными, что вызывало недоверие в обществе к самой науке. Чем аккуратнее была модель, тем больше в ней было изменяемых взаимосвязанных параметров, что делало конечный результат неопределенным. Экологам пришлось отказаться от однозначных прогнозов. В лучшем случае удавалось создать описательную модель, в которой связь между причиной и следствием рассматривалась как одна из вероятностей, либо описывались наиболее оптимистичный и наиболее пессимистичный сценарии развития. Вместо долгосрочного прогнозирования, экологи сконцентрировались на разработке практических рекомендаций для тех или иных ситуаций, возникших вследствие хозяйственной деятельности человека. Возвращение от спекуляций с цифрами к экспериментальной описательной биологии нельзя назвать регрессом — это, скорее, осознание реальности. Жизнь как диссипативная система Открытие второго закона термодинамики привело науку в мир вероятностной математики. Траекторию падающего 179
— Глава 7 яблока или летящего по кривой теннисного мячика можно просчитать с абсолютной точностью, поскольку их движение задается лишь такими параметрами, как исходный импульс и сила тяготения. Развитие и функционирование хаотических (а также катастрофических) систем, к которым можно отнести погоду, экономику, работу сердца или мозга, нельзя описать с помощью линейных математических уравнений. Эти динамические системы подчиняются влиянию многочисленных импульсов, многие из которых просто неизвестны. С помощью компьютера и специальных математических алгоритмов состояние хаотической системы воспроизводится не как траектория точек (как это было в случае с летящим мячиком), а как вероятностное облако в многомерном пространстве. Такие системы называются квазидетерминистическими. В отличие от детерминистической системы, в которой в любой момент времени можно точно установить координаты объекта, в квазидетерминистической системе о текущем положении объекта в пространстве можно говорить только с той или иной долей вероятности, как, например, о нахождении электрона в электронном облаке. Вместе с тем всегда можно найти точку, в которой вероятность нахождения объекта будет максимальной. Эту точку называют центром притяжения или аттрактором. Примером динамической системы может быть колечко на нитке, которую вы держите в руке. Колечко будет описывать неправильные окружности вокруг точки равновесия (аттрактора) под влиянием силы тяготения, непроизвольных движений рукой, воздушных потоков и других учитываемых и неучитываемых факторов. Масштабной динамической системой является смерч, возникающий в результате хаотичного перемещения молекул воздуха в сторону точечного аттрактора— области с пониженным атмосферным давлением в грозовой туче. В более сложных динамических системах может быть несколько сменяющих друг друга аттракторов, что заставляет систему развиваться по циклу. Так по циклу сменяют друг друга сезоны года. Дождь может 180
-= Новые уровни теории эволюции =- пойти в любой день, но осенью это событие более вероятно, чем летом или зимой. В природе все меняется, но из года в год эти изменения движутся по одному и тому же циклу. Вернемся к термодинамике. Согласно второму закону этой науки любые изменения в системе происходят из-за образования качественных или количественных градиентов тепла, плотности материи и т.п. В одном месте чего-то много, в другом мало. Система стремится к достижению равномерного смешивания на микроскопическом уровне и однообразия параметров на макроскопическом уровне. Перераспределение материи и энергии в системе может происходить путем хаотического броуновского движения, но значительные градиенты энергии порождают более организованные процессы. Например, когда мы ставим кастрюлю с водой на плиту, по мере нагревания создается градиент температуры. Молекулы воды у разогретого дна кастрюли становятся более активными и, двигаясь хаотично, поднимаются к более холодной поверхности. Если увеличить нагрев, температурный градиент возрастет. Но скорость движения молекул может возрастать лишь до определенного предела, так как на подвижность молекул воды оказывают влияние силы молекулярного взаимодействия и вязкость. Чем сильнее нагрев, тем сильнее становится внутреннее противоречие, которое разрешается за счет самоорганизации молекул воды в потоки. Самоорганизующееся поведение молекул воды позволяет более эффективно распределять тепло по сосуду, что происходит в системе согласно второму закону термодинамики. В окружающей природе можно найти множество примеров таких диссипативных структур. Ветер и торнадо, а также воронка водоворота в сливном бачке — все это примеры самоорганизующихся диссипативных структур. Живые организмы также представляют собой сложно устроенные системы распределения энтропии. Действие второго закона термодинамики применительно к эволюции как диссипативной системе живых организмов описал русский физхимик Илья Пригожин. 181
— Глава 7 — Жизнь как булева матрица На втором году учебы в медицинской школе Калифорнийского университета в Сан-Франциско Стюарт Кауффман (Stuart Kauffman) заскучал. Он интересовался эмбриологией — но лишь в разрезе раскрытия тайны влияния естественного отбора на эволюцию индивидуального развития организмов. На мысль об этом Кауффмана натолкнула гипотеза, которую он нашел в литературе: регуляторные гены развития включаются в работу не последовательно друг за другом, а параллельно, образуя сложную мозаику сигналов. Кауффман, прослушавший курс лекций по философии, умел выстраивать логические системы. Он решил применить к работе регуляторных генов принципы булевой матрицы. Данная система математического анализа была разработана в XIX веке английским математиком Джорджем Булем (George Boole). Элементы булевой матрицы могут находиться в одном из двух состояний: включенном или выключенном («+» и «-»). Состояние элемента зависит от состояния одного или нескольких модификаторов. Зависимость задается специальными булевыми (логическими) математическими выражениями. Например, элемент может быть включен, если включен хотя бы один из модификаторов (логическое ИЛИ) либо только если включены все модификаторы (логическое И). Смоделировать такую систему не составит труда для любого, кто знает основы программирования на компьютере. В модели Кауффмана элементами были гены, с которых информация может считываться или не считываться в данный момент времени. Он разработал несколько систем с различным числом генов и модификаторов — факторов, запускающих или отключающих экспрессию генов. Затем Кауффман попытался визуализировать с помощью графов изменения системы в случае изменения значений разных модификаторов. В зависимости от сложности системы Кауффман получил два принципиально различных результата. 182
— Новые уровни теории эволюции — Если число модификаторов было небольшим, то в трехмерной проекции графы образовывали совокупности кривых, сходящиеся в нескольких точках. Эти точки были аттракторами, в которых система обретала равновесие. После любых возмущений система быстро возвращалась в то же состояние равновесия. Кауффман заключил, что если работа генов регулируется небольшим числом модификаторов, то характеристики организма будут предопределенными. Другими словами, возможна эволюция организма лишь в нескольких направлениях, причем строение организма влияет на эволюцию в большей степени, чем изменения в окружающей среде. В такой модели эволюции роль естественного отбора сводилась к минимуму. На следующем этапе исследований Кауффман добавил в систему больше модификаторов, чтобы привести систему в квазидетерминированное состояние. В определенный момент система становилась совершенно хаотичной и непредсказуемой, но на границе детерминированности и неопределенности система вела себя удивительным образом. В системе по-прежнему были аттракторы, но они стали непостоянными. Возмущение системы приводило к изменению положения аттракторов, т.е. система, как и в предыдущей модели, возвращалась в состояние равновесия, но каждый раз новое состояние равновесия отличалось от предыдущего. Это означало, что внешние воздействия могли существенно влиять на состояние равновесия системы. Если регуляторные гены образуют сложную сеть взаимодействий между собой и с факторами окружающей среды, то изменения в окружающей среде могут привести к существенному изменению организма и закреплению новой формы, хотя генетический репертуар генома останется прежним. Но такое поведение системы возможно, только если она находится на границе между детерминизмом и хаосом. В результате дальнейших исследований Кауффман установил, что в биологических системах существует естественный тренд, не позволяющий системе уйти в хаос или в жесткий детерминизм. Причем в основе этого тренда лежит естественный 183
-= Глава 7 =- отбор, т.е. выживают только те организмы, которые чувствительны к естественному отбору. Таким образом, Кауффман, который в начале своих исследований получил результаты, опровергающие теорию Дарвина, в конце концов пришел к модели, подтверждающей ее. Не удивительно, если все эти рассуждения показались вам слишком абстрактными и далекими от реальности. Кауффман и ряд других ученых обосновали новую нишу теоретической биологии, сходной в чем-то с физикой космоса и далеких галактик. Джон Мэйнард Смит в шутку назвал это направление «наукой, свободной от фактов», поскольку все выкладки биологов-теоретиков существуют только в мире виртуальной реальности. Интересно проследить, как менялась философия теории эволюции за последние две сотни лет. Отправной точкой для Дарвина стала статическая предопределенность законов Ньютона. Первые популяционные генетики наделили эту теорию вероятностными свойствами, точно так же, как открытия квантовой физики подвели черту под механикой. Генетика увела биологию прочь от физического детерминизма Ньютона. Термодинамика лишила ее состояния равновесия, а новые математические подходы вообще вытеснили ее на границы хаоса. Мы уже не можем ожидать однозначного ответа ни на один вопрос. Вместо этого приходится иметь дело с ограничениями вероятности и общими трендами. И, видимо, это естественное состояние жизни — быть на границе предсказуемости и неопределенности. В заключение хочется привести слова Дэвида Депью (David Depew) и Брюса Вебера (Bruce Weber) из их книги «Дарвинизм в развитии» (Darwinism Evolving): «Теперь мы поняли, что Бог не только играл в кости, как на то указал Эйнштейн, но при этом еще и жульничал». 184
Словарь терминов Агностик— термин, придуманный Томасом Хаксли в 1869 году для философов, утверждавших, что найти ответ на вопрос о первоисточнике всего сущего (т.е. Боге) не помогут никакие научные методы. Адаптация — процесс, ведущий к оптимизации всех частей организма. Теория адаптационизма сравнима с философией доктора Панглоса, героя книги Вольтера «Кандид», который верил в то, что у всего на свете (включая все плохое) есть свое предназначение. Теория не раз критиковалась за субъективизм и надуманность. Согласно этой теории можно утверждать, что носы у людей появились, чтобы носить очки. Аллель — альтернативная форма гена, который может кодировать белок с измененными функциями. Например, ген, определяющий цвет глаз, существует в двух формах. В одном случае кодируется коричневый цвет глаз, в другом — голубой. Аллопатрическая эволюция — теория Эрнста Мейера (Ernst Mayer), который предположил, что исходным событием видообразования обязательно должна быть изоляция части популяции. Ускоренная эволюция изолированной популяции происходит в результате эффекта первопроходцев, обусловленного в частности близкородственным скрещиванием, генетическим дрейфом и непривычными условиями существования. Анималькулюс — так Антони ван Левенгук, сконструировавший в 1700-х годах первый микроскоп, назвал увиденные им микроскопические существа. (Многие думают, что Левенгуку первым удалось увидеть бактерий. На самом деле он разглядел лишь инфузорий и других простейших.) Археоптерикс — ископаемое позвоночное, величиной с голубя, занимающее но морфологии промежуточное положение между пресмыкающимися и птицами, имеющее многие признаки рептилии: характерные для рептилий тазо¬
Словарь терминов =- вые кости и хвост, когти на крыльях и зубы. Последователи Дарвина представляли археоптерикса как промежуточное звено между рептилиями и птицами. Окаменевшие останки археоптерикса были найдены в Германии в 1863 году. Атеизм — вера в отсутствие Бога или богов и других потусторонних сил. Аттрактор — определенная область в сложных квазидетерминистических и хаотических системах с максимальной вероятностью нахождения объекта исследований. Простейшим примером такой системы может быть подвешенное на нитке кольцо, покачивающееся вокруг точки равновесия, которая и будет аттрактором данной системы. Беспозвоночные — животные, не имеющие позвоночника; к ним относятся членистоногие, черви, моллюски и многие другие отряды животных. Биология индивидуального развития — наука, изучающая процесс развития оплодотворенной яйцеклетки во взрослый организм; второе название — эмбриология. Биометрия — раздел биологии, в котором для описания биологических явлений используются статистические подходы и математические модели. Булева матрица— результат объединения алгебры и логики Джорджем Булем (George Boole), который в 1854 году разработал математическую систему элементов и логических операций, присваивающих этим элементам одно из двух значений: 0 или 1 («+» или «-», «да» или «нет»). Данный математический прием был использован Стюартом Кауфманом для моделирования управления генами-регуляторами работой других структурных генов. Кауфман предположил, что структурные гены включаются в работу только при условии, что одни гены-регуляторы будут включены, а другие выключены. Вид- репродуктивно изолированная группа генетически родственных организмов, занимающих определенную экологическую нишу в природе. Споры о том, что такое вид и существуют ли виды в природе, или они возникают только на бумаге усилиями систематиков, продолжались на протяжении веков и не закончились до сих пор. 186
-= Словарь терминов Возникновение видов— появление нового вида или видов в результате существенных изменений в генетике и морфологии предкового вида. Поскольку этот необходимый момент эволюции не удавалось проследить в природе или воспроизвести в лаборатории, концепция возникновения новых видов от предковых форм наиболее часто подвергалась критике противниками теории эволюции. Геммуль— гипотетическая единица наследственности, существование которой предположил Дарвин. Геммуль можно считать предшественником гена. Ген — функциональная единица наследственности. Ген представляет собой фрагмент молекулы ДНК, в котором записана инструкция синтеза одного белка. Продуктом гена может быть как структурный белок, так и регуляторный белок, участвующий в управлении работой других генов. Генетический детерминизм — представление о том, что все признаки живого организма, включая особенности поведения и способность к обучению, предопределяются исключительно наследственностью. Евгеника является логическим продолжением генетического детерминизма. Генетический дрейф— происходящее случайным образом накопление определенных аллелей в популяции. Генетический дрейф усиливается в изолированных маленьких популяциях. Философская суть концепции генетического дрейфа состоит в том, что определенный аллель может закрепиться в популяции или быть утраченным случайно, а не только в силу естественного отбора. Гетерозигота— поскольку большинство высших организмов содержат двойной набор хромосом (диплоидные организмы), возможна ситуация, когда на одной хромосоме будет один аллель гена, а на другой — альтернативный аллель. Такая ситуация называется гетерозиготностъю. Гибридизация — скрещивание двух индивидуумов, относящихся к разным видам или подвидам. Потомство двух разных видов обычно оказывается стерильным. Дарвин пытался объяснить этот факт и посвятил данной теме одну из своих наименее удачных глав в книге «Происхождение видов». 187
■= Словарь терминов — Гомозигота — наличие двух одинаковых аллелей одного гена на обеих хромосомах у диплоидного организма. Градуализм — представление о том, что эволюция организмов происходит плавно без резких изменений. Эта гипотеза была предложена Дарвином, но уже в те годы вызвала резкую критику и споры. Споры не улеглись даже через полторы сотни лет после опубликования теории эволюции Дарвина. Ярым сторонником градуализма был Ричард Давкинс (Richard Dawkins), а не менее ярым противником — Стефан Джей Голд (Stephan Jay Gould). Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — линейная полимерная молекула, образованная четырьмя азотистыми основаниями. Две зеркально комплементарные нити ДНК соединены водородными связями и образуют спирально завитую дуплексную систему, напоминающую скрученную лестницу. Последовательности нуклеотидов в разных фрагментах молекулы ДНК кодируют белки. Три нуклеотида образуют кодон, который соответствует определенной аминокислоте в структуре белка. В молекуле ДНК сохраняется информация обо всех белках организма. ДНК всех организмов уникальны. Каждый организм наследует молекулы ДНК от своих родителей. Таким образом, ДНК является молекулярной основой наследственности. Деизм — вера в то, что Бог создал особые условия, которые позволили миру и природе развиваться самостоятельно, т.е. Бог только запустил часы, которые тикают до сих пор. Вера в деизм оставляет место для свободы воли. Дем— популяционная единица вида, способная к самостоятельному существованию и репродукции в течение длительного времени. Детерминистическая система— система, в которой внешнее воздействие всегда приводит к пропорциональному, а потому предсказуемому результату. v Диссипативная структура — второй закон термодинамики указывает на то, что в системе с градиентом энергии будет происходить перенос энергии от того места, где она в избытке, к местам, где энергия в недостатке. Наиболее 188
-= Словарь терминов — эффективно перенос энергии осуществляется самоорганизующимися структурами, такими, как потоки, торнадо или воронка, образующаяся при сливе воды из бачка сквозь сливное отверстие. Таким образом, избыточный градиент энергии стимулирует систему к образованию самоорганизующихся диссипативных структур, к которым можно отнести все формы жизни на Земле. Доминант— ген, или точнее аллель, который проявляется в виде признака организма, несмотря на наличие в геноме альтернативного аллеля — рецессивного гена. Например, если ребенок унаследует от родителей гены, кодирующие карий и голубой цвет глаз, то у ребенка глаза будут карие, поскольку этот признак является доминантным. Евгеника— дословно означает «качественное рождение». Термин был предложен в 1864 году кузеном Дарвина Френсисом Гальтоном (Galton Frances). Идея состояла в том, что, контролируя браки и рождаемость детей, можно добиться существенного улучшения породы людей. Логическим продолжением теории были фашизм и расизм. Естественный отбор — движущая сила эволюционных изменений организмов. Определение естественному отбору было дано в трудах Дарвина и Альфреда Рассела Уоллеса (Alfred Russel Wallace). Необходимыми условиями возникновения естественного отбора являются естественные различия между организмами и конкуренция за ограниченные жизненные ресурсы. Результат естественного отбора сводится к тому, что более приспособленные особи выживают и оставляют потомство, а менее приспособленные — вымирают. Катастрофизм — теория, по которой изменения на Земле происходили только в результате глобальных катастроф, таких, как Вселенский потоп. Теория перекликалась с библейскими историями, но подверглась критике еще в средние века. Когда шло строительство английских каналов, по залеганию геологических осадочных слоев было видно, что существенные изменения климата происходили плавно в течение многих лет. 189
— Словарь терминов =■ Квазидетерминистическая система — обычно это сложно организованная система, в которой результат внешнего воздействия зависит от значений многих дополнительных параметров, изменяющих взаимодействие между элементами системы. В связи с этим результат внешнего воздействия может быть предсказан лишь с той или иной долей вероятности. Квазидетерминистические системы могут быть довольно простыми. Пример такой системы — жульническая игральная кость, в одну из плоскостей которой заливают капельку свинца. Центр тяжести смещается, и одно из чисел начинает выпадать чаще, чем другие. Поскольку живая природа также относится к квазидетерминистическим системам, это дало повод для шутки Дэвида Депью (David Depew) и Брюса Вебера (Bruce Weber). В своей книге «Дарвинизм в развитии» (Darwinism Evolving) они написали: «Теперь мы поняли, что Бог не только играл в кости, как на то указал Эйнштейн, но при этом еще и жульничал». Креационизм — вера в то, что жизнь и все виды были сотворены Богом. Убеждения современных креационистов варьируют от веры в то, что Земля была сотворена в точности так, как описано в Библии, до восприятия Библии как метафорического описания процесса сотворения мира Богом. Макроэволюция — эволюция, ведущая к образованию новых видов. Материализм — философия, утверждающая, что все на Земле имеет материальную природу и может быть объяснено с помощью законов физики и химии, не оставляя места чудесам и другим проявлениям идеализма. Мем — абстрактные информационные элементы наследственности, предложенные Ричардом Давкинсом в 1976 году в его книге «Эгоистичные гены». С генами их объединяет способность копировать себя и сохраняться в поколениях. Примерами мемов могут служить песни птиц, культура и религия. Микроэволюция — эволюционные изменения организмов, не затрагивающие их видовой принадлежности. 190
— Словарь терминов — Мутация — первоначально так назывались любые заметные изменения внешнего вида отдельного индивидуума. Чаще всего под мутациями понимали уродства, причем далеко не всегда эти изменения передавались по наследству. Сейчас под мутациями понимают изменения в ДНК организма. Мутации называются нейтральными, если они не приводят ни к каким видимым изменениям внешнего вида или функционирования организма. Новый синтез — уточнение и подтверждение теории эволюции Дарвина с позиции новых данных генетики, популяционной биологии, экологии и палеонтологии. Новый синтез теории эволюции произошел в первой половине XX века. Общий предок— гипотетический древний организм, который был предком для всех ныне существующих организмов. Онтология — развитие эмбриона организма до сформировавшейся особи из оплодотворенной яйцеклетки. Панген — гипотетический материальный носитель наследственности, предложенный в 1889 году Хуго де Ври. Из этой концепции возникло впоследствии понятие гена. Парсимониальность — от английского слова parsimonious— «наиболее простой или наиболее экономичный». В науке этим термином называют наиболее простое и прямолинейное объяснение наблюдаемого явления. Например, парсимониальным будет предположение о том, что все планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца, поскольку гипотеза о вращении Солнца и других планет вокруг Земли потребует, чтобы планеты двигались по чрезвычайно сложным траекториям. Общепринято (хотя и не всегда верно), что среди множества возможных объяснений явления правильным является самое простое (парсимониальное). Партеногенез — размножение путем естественного клонирования. При этом появляется потомство, которое генетически идентично родительскому (женскому) организму. Партеногенез характерен для растений, но иногда также 191
^ Словарь терминов =- встречается у некоторых видов ящериц, членистоногих (коловраток) и очень редко — у птиц. Периодически нарушаемое равновесие— теория, в соответствии с которой эволюционные изменения видов происходят в короткие промежутки времени, после чего новый вид достигал равновесного состояния и оставался неизменным на протяжении целых геологических периодов. Теория была предложена палеонтологами Найлсом Элдреджем (Niles Eldredge) и Стефаном Джей Голдом. Они обнаружили, что одни и те же ископаемые виды существовали миллионы лет, несмотря на резкие изменения климата в этот период, после чего внезапно исчезали и уступали место другим видам. Полиплоидия — многократное копирование генома в клетках организма. Большинство животных и растений диплоидны, т.е. содержат по две копии генома в клетках. Растения в определенных условиях (естественных или экспериментальных) могут произвести семена с большим числом копий генома (полиплоидныерастения). Половое предпочтение — выбор половых партнеров по определенному признаку или группе признаков, что ведет к закреплению этих признаков у вида или даже к образованию нового вида. Рентгеновская кристаллография — использование рентгеновских лучей для изучения структуры специальным образом полученных кристаллов сложных органических соединений. Данный метод позволяет изучить трехмерную структуру сложных молекул белков и ДНК. В частности, этот метод использовали Уотсон (Watson) и Крик (Crick) для открытия двойной спирали ДНК. Рецессив— ген (аллель), который никак не проявляет себя, если на другой хромосоме присутствует альтернативный доминантный аллель. Рецессивные признаки появляются только в случае гомозиготности рецессивных генов, т.е. когда на обеих хромосомах представлены копии одного и того же рецессивного аллеля. 192
- Словарь терминов =- Сальтационизм — представление о том, что эволюциом ные изменения видов происходят' резко в короткие периоды времени. Дарвин был прот ивником сальтационизма и утверждал, что «природа не терпит прыжков» и развивается постепенно — градуализм. Многие современные эволюционисты опровергают градуализм Дарвина и склоняются к сальтационизму (см. выше пункт периодически нарушаемое равновесие). Самозарождение жизни— представление о том, чго живые организмы могут зарождаться из неживых при создании для этого определенных условий. Например, в сред ние века бытовало мнение, что мухи могут самозарождатт» ся в гнилом мясе. Предположение о том, что в условиях, ко торые существовали на Земле до кембрия, было возможно возникновение самовоспроизводягцихся органических молекул, также относится к теории самозарождения жизни. Сипатрическое видообразование — теория о видообразовании путем изоляции небольшой группы особей внутри ареала основного вида. Например, если у группы самок павлинов возникнет половое предпочтение по отношению к самцам с коротким хвостом, теоретически внутри вида может возникнуть репродуктивная изоляция группы особей, что в конечном итоге приведет к возникновению нового вида. Это явление ни разу не удалось зафиксировать в природе или в эксперименте. Сотворение видов — вера в то, что все виды были созданы Богом в том виде, в каком они пребывают сейчас. Стабильная стратегия эволюции — модель эволюции, предложенная Джоном Мэйнардом Смитом (John Maynard Smith). Суть теории состоит в том, что для эволюционного процветания вид должен поддерживать в популяции оптимальную пропорцию особей, отличающихся друг от друга поведением и физиологическими особенностями. В частности, с помощью математического моделирования Смит показал, что для процветания популяции в ней должны быть как «ястребы», так и «голуби». 193
-= Словарь терминов Теизм — вера в то, что вселенная и все виды были сотворены Богом. Теория — совокупность принципов для тестирования и объяснения определенного природного феномена. От гипотезы или догадки теория отличается тем, что по крайней мере некоторые ее постулаты были проверены экспериментально и существует достаточно много людей, которые ее признают. Трансмутация — термин, предложенный Дарвином для описания элементарных изменений в морфологии или поведении особей вида. По Дарвину, накопление трансмугаций постепенно ведет к возникновению нового вида. Тропизм— поведенческая реакция, выражающаяся в стремлении организма к источнику раздражения или в стремлении удалиться от него. Например, растения проявляют тропизм к солнечным лучам, разворачивая листовые пластинки по направлению к солнцу. Униформатизм — представление о том, что формирование ландшафтов и земных геологических структур происходило в результате обычных природных явлений, таких, как землетрясения, извержения вулканов, штормы, осадки и нр. Эта теория была альтернативой катастрофизму. Фенотип — материальная реализация информации, записанной в геноме. Фенотип включает как морфологию организма (цвет, размер и пр.), так и поведенческие реакции. Филогенез — родственные отношения между видами организмов, произошедших от общего предка. Хаос — неопределенность. Хаотическими называют системы, в которых внешние воздействия могут приводить к непропорциональным (а поэтому непредсказуемым) изменениям системы. С другой стороны, возможность системы меняться всегда ограничена определенными рамками, что позволяет вычислить вероятность отклонения системы от текущего состояния. Неопределенность хаотических систем происходит из-за того, что они находятся под влиянием многочисленных факторов, суммарный эффект которых невоз¬ 194
-= Словарь терминов — можно предсказать и описать линейными математическими уравнениями. Хромосома— микроскопическое тельце (первый увиденный под микроскопом элемент наследственности), представляющее собой совокупность молекулы ДНК с белками. Под микроскопом в момент деления клеток хромосома выглядит как буква X. Электрофорез — метод очистки и сравнения крупных органических молекул живых организмов. Смеси веществ наносятся в лунки в геле, погруженном в электролитический раствор, после чего устройство подключается к источнику электропитания. Поскольку органические молекулы несут электрический заряд, они начинают мигрировать под воздействием электрического моля, причем скорость миграции зависит от уникального для каждого типа молекул сочетания размера и собственного электрического заряда. Электрофорез был использован, чтобы показать, что состав белков живых организмов (в том числе и человека) варьирует значительно сильнее, чем можно было бы предположить исходя лишь из внешнего вида родственных организмов. Таким образом, для видов присуща внутренняя гетерогенность, что дает почву для естественного отбора и дальнейшей эволюции. Энтропия — второй закон термодинамики постулирует развитие закрытой системы в сторону большей равновероятности. Мерой однородности системы выступает энтропия, т.е. закрытые системы развиваются в сторону большей энтропии, или меньшей упорядоченности. На макроскопическом уровне эго означает стремление системы перейти от разнообразия к однообразию форм и признаков. Например, если добавить в стакан с водой несколько разных красок, то они очень быстро смешаются и образуют однотонный раствор. На микроскопическом уровне это означает равновероятностное распределение молекул в объеме среды. Эпигенез — последовательная специализация клеток в органы и ткани в ходе онтогенеза. 195
Словарь терминов — Эссенциолизм — представление о том, что все объекты в мире, включая живые организмы, содержат в себе некую неизменную качественную составляющую, определяющую суть этого объекта. Данная концепция восходит к учению Аристотеля.
Предметно-именной указатель V Vera cause, 63 А Адаптивный ландшафт, 116 Адаптационизм, 175 Алкаптонурия,111 Аллель, 114 летальный t, 169 Альтруизм в природе, 137; 160 Американский союз гражданских свобод (ACLU), 138 Античные мыслители, 11 Антони ван Левенгук, 13 Аристотель, 11; 15 Археоптерикс, 79 Аттрактор, 180; 183 Б Бастиан Генри, 91 Батесон Уильям, 93; 95; 111 беспозвоночные Аральского моря, 106 Бейтс Генри, 47; 50 Беспозвоночные животные, 19 Бигль, 32 Биология беспозвоночных, 19 математические методы, 86 эмбрионального развития, 65; 88 Биометрия, 85; 94; 106 Больцман Людвиг, 151 Брайан Уильям, 139; 141 Булева матрица, 182 Буль Джордж, 182 Буффон Жорж ЛуиЛеклерк, 14 В Вавилов Николай, 112; 145 Ваддингтон Конрад Хол, 175 Ван Вален Л эй, 173 Веджвуд Джозиа, 25 Веджвуд Эмма, 84 Вейсман Леопольд, 87 Велдон Уолтер, 93 крабы и загрязнение морской воды, 105 Вид, 16 изменчивость, 16; 40; 63; 103 промежуточный, 67; 79 Видообразование, 28; 93; 113 симпатрическое, 172 Возраст Земли, 79 Врожденная ошибка метаболизма,111 Второй закон термодинамики, 154 Вулканизм, 31 Г Галапагосские острова, 38; 149 Галдан Джон, 118; 162 Гальтон Френсис, 82; 85; 93; 130 Гаррод Арчибальд, 111 Геккель Эрнст, 65; 89; 131 Геммуль, 65; 82 Ген, 111 объект эволюции, 114; 165
Предметно-именной указатель переключатель, 174 регуляторный, 182 эгоистичный, 164 Генетика, 111 сельскохозяйственных растений, 112 социального поведения, 135 Генетическая ассимиляция, 175 Генетический дрейф, 116 Геологическая эпоха, 20; 23 Гершель Джон, 31; 62 Гесло Джон, 30; 76 Гетерозиготность, 123 Гибридизация, 18 Гибрид первого и второго поколения, 99 Гиппокамп, 79 Голдшмидт Ричард, 121; 174 Голд Джон, 40 Голд Стефан Джей, 170 Госсе Филипп, 80 Градуализм, 92; 103 крабы и загрязнение морской воды, 105 Грант Роберт, 27; 41 Гудвин Брайан, 177 Гумбольдт Александр, 31 д Давенпорт Чарльз, 134 Давкинс Ричард, 164 Дарвин Роберт, 26; 29; 85 Дарвин Чарльз детство, 26 путешествие на «Бигле», 33 семья, 84 учеба в Кембридже, 29 учеба в Эдинбурге, 26 экспериментальная работа, 64 Дарвин Эразм, 24 Дарвин Эразм (младший), 39 Дарлинг Сирил, 113 Дарроу Кларенс, 138 Дем, 116; 152 мышиный, 169 Де Ври Хуго, 93; 109; 113 Джуксы, 135 Дидро Дени, 15 Диссипативная структура, 181 ДНК, 157 двойная спираль, 158 эгоистичная, 165 Добжанский Феодосий, 119; 123 модель эволюции, 124 Доминантный признак, 101 Дрозофила, 109 мутации, 110; 122 Е Евгеника, 124; 130 Манифест генетиков, 134 Естественный отбор, 56; 58; 113; 117; 119 иерархический,178 родовой,162 3 Закон комбинирования признаков, 101 Зоономия, 25 И Индустриальный меланизм, 117 К Калликаксы, 135 Карно Сади, 154 Кауфман Стюарт, 182 Квазидетерминистическая система,180 198
-= Предметно-именной указатель ^ Кельвин (Уильям Томсон), 79 Кеттлуэлл Генри, 119 Кимура Моту, 160 Классификация видов иерархическая, 15; 89 линейная, 15; 74; 88 Клетка, 87 Клонирование организмов, 168 Код генетический, 159 Красная Королева, 173 Креационизм, 137 Крик Френсис, 156 Кропоткин Петр, 137 Кроссинговер, 110 Л Ламаркизм, 146 Ламарк Жан, 18 Левонтин Ричард, 125; 168 Лилль Чарльз, 35; 40; 45 Линней Карл, 15 Лунное общество, 25 Лысенко Трофим, 145 м Макроэволюция и микроэволюция, 174 Мальтус Томас, 28; 55 Манифест генетиков, 134 Межрасовые браки, 134 Мейер Эрнст, 119; 169 Мейоз, 110 Меланизм, 118 Мемес, 166 Мендель Грегор, 94 биография, 96 закон комбинирования признаков, 101 экспериментальная работа, 98 Метаболизм, 155 Метаэволюция, 166 Методология, 87 Метод научных исследований, 86 Миварт Джордж, 81 Микробиология, 86; 91 Митоз, 87 Модель эволюции адаптивный ландшафт, 116 Райта, 115 Фишера, 114 Четверикова, 123 Морган Томас, 109 Музей естествознания в Париже, 14 Мутагенез, 122 целенаправленный, 118 Мутационная нагрузка, 122 Мутация, 92; 93; 113 влияние окружающей среды, 175 дрозофил, 110 роль в эволюции, 117 сцепленная, 110 Мушиная комната, 109 Мюллер Герман, 122 Н Наследование признаков, 65; 95 влияние окружающей среды, 168; 174 доминантных и рецессивных, 101 кровосмешением, 82 по Ламарку, 87 уравнение Харди-Вайнберга, 114 у гороха, 98 хромосомами, 87 Непрерывность клеточной плазмы, 87 199
-= Предметно-именной указатель =■ Нептунизм, 31 Нуклеотид, 158 Ньютон Исаак, 14; 28 Нэгели Карл-Вильгельм, 104 О Обезьяний процесс, 137 Общий предок, 16 Онтогенез, 66; 89 Оуэн Ричард, 40; 43; 65; 75; 78 п Палеонтология, 23; 79; 120; 170 Партеногенез, 104 Пастер Луи, 91 Паулинг Линус, 157 Пирсон Карл, 107; 115 Платон, 11 Плиниевское общество, 27 Полиплоидия, 113 Популяция эволюция, 119 эффективная, 116 Последовательность чисел Фибоначчи, 177 Пригожин Илья, 181 Признак доминантный и рецессивный, 101 сцепленный, 110; 115 Принудительная стерилизация, 133 Пристли Джозеф, 25 Происхождение видов, 58; 67 Происхождение жизни, 90 Происхождение человека, 69; 79 Пэли Уильям, 30 Р Райт Севол, 152 модель эволюции, 115 Рэппли Джордж, 138 Расизм, 132 Регресс, 17 Рентгеновское облучение, 122 Рецессивный признак, 101 С Сальтационизм, 93; 103 Самозарождение жизни, 91; 156 Седжвик Адам, 31; 42; 75 Селекция домашних животных, 63 Симпсон Джордж, 120 Систематика Линнея, 15 Скопе Джон, 138 Смит Адам, 28 Смит Джон Мэйнард, 163 Сотворение Земли, 31 Социальный дарвинизм, 78; 90; 129 Социобиология, 164; 167 Спенсер Герберт, 42; 73; 127 Сравнительная анатомия, 16; 65 Стабилизационная селекция, 173 Стабильная стратегия эволюции, 163 Статистика, 85; 94 т Таласофилия, 134 Теология природы, 30; 51 Теория игр, 160 катастроф, 31 Мальтуса, 112 периодически нарушаемого равновесия, 170 прогрессивного ослабления признаков, 102 200
-= Предметно-именной указатель самозарождения, 13; 91 трансформизма, 88 хаоса, 115 эволюции, 63; 69; 85; 119 Термодинамика второй закон, 154; 179 первый закон, 153 Тест IQ, 86 ТиндолДжон, 91 У Уилберфорс Сэмюель, 76 Уилсон Эдвард, 164; 166 Унгер Франц, 97 Унитарии, 25; 85 Униформатизм, 35 Уоллес Альфред, 45; 48 путешествие в Индонезию, 53 путешествие к Амазонке, 51 Уотсон Джеймс, 157 Уравнение Харди-Вайнберга, 114 Ф Фауна островов, 66 Фибоначчи Леонардо, 177 Филогенез, 66; 89 Фитцрой Роберт, 32; 33; 34 Фишер Рональд, 101; 113; 152 модель эволюции, 114 Флеминг Уолтер, 86 Фон Байер Карл, 88; 132 Форд Эдмонд, 119 Франклин Розалинда, 158 Фундаментализм, 141 X Хаксли Джулиан, 119 Хаксли Томас, 43; 72; 78 путешествие на Рэттлснэйк, 72 Хемотаксис, 116 Холокост, 136 Хромосома, 86 картирование, 110; 122 рекомбинация, 121 Хукер Джозеф, 43 Хьюм Дэвид, 28 ц Цепь жизни, 74; 88; 132 ч Чамберс Роберт, 41 Частота комбинирования признаков, 100 Четвериков Сергей, 123 модель эволюции, 124 ш Шредингер Эрвин определение жизни, 156 э Эволюция, 60 аллопатрическая, 172 генов, 114; 165 индивидуального развития, 182 линейная, 132 механизмы, 82 модель Голдшмида, 121 модель Райта, 115 модель Фишера, 114 модель Четверикова, 123 ограничения, 176 поведения, 81; 160 популяции, 116; 119; 161 по Ламарку, 19; 118 по Спенсеру, 128 201
-= Предметно-именной указатель =- растений по Унгеру, 97 регрессивная, 17 экологических систем, 178 Экология, 83; 131 Экосистема, 178 Элдредж Найлс, 170 Электрофорез, 124 Энтропия, 154 Эпигенетическая адаптация, 175 Эпоха географических открытий, 12 Эссенциолизм, 15 Эффект первопроходцев, 172 Я Яровизация, 146
Научно-популярное издание Синтия Миллс ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ История возникновения, основные положения, доводы сторонников и противников Ответственный редактор В. В. Александров Литературный редактор С. Г. Езерницкая Художественный редактор М. А. Левыкин Верстка 3. В. Александрова Корректор А. А. Гповацкая ООО «Издательство «Эксмо» 127299, Москва, ул. Клары Цеткин, д. 18/5. Тел. 411-68-86, 956-39-21. Home раде: www.eksmo.ru E-mail: info@eksmo.ru Подписано в печать 15.10.2007. Формат 60x90 1/i6- Печать офсетная. Бумага тип. Уел. печ. л. 13,0. Тираж 3000 экз. Заказ № 3815. Отпечатано в ОАО «Тверской ордена Трудового Красного Знамени полиграфкомбинат детской литературы им. 50-летия СССР». 170040, г. Тверь, проспект 50 лет Октября, 46. £