Предназначение человека. От Книги Бытия до «Происхождения видов» - Сэмюэл Уилкинсон
Возможно, самый удивительный и наиболее часто упоминаемый пример конвергентной эволюции – глаз камерного типа. Такой глаз – которым, среди прочих видов, обладаем и мы, – состоит из нескольких элементов: внешней прозрачной оболочки, способной отражать свет; линзы, способной к переменному фокусированию света; диафрагмы, диаметр которой подгоняется под уровень яркости, а также мышц, которые движутся в точной гармонии с мышцами другого глаза и мгновенно приспосабливаются к тонкой настройке гироскопа внутреннего уха. Ученые Пол Блум и Стивен Пинкер писали: «Чрезвычайно маловероятно, что материя может образовывать структуры, способные на то, на что способен глаз»[49]. И все же в результате эволюции глаз камерного типа развился у шести (если не больше) представителей различных видов, в том числе у группы морских животных, являющихся близкими родственниками дождевых червей[50]. У кальмара тоже есть камерный глаз, развившийся независимо и поразительно похожий на наш (рис. 2.4).
По утверждению ученых, последний общий предок людей и кальмаров жил приблизительно 500 миллионов лет назад. Именно тогда наши виды пошли разными путями, что, однако, не помешало глазам камерного типа развиться и у них, и у нас.
Конечно, есть и другие типы глаз. Фасеточные глаза также развились независимо у организмов, не связанных тесным родством; среди них – насекомые и один из видов креветок. В отличие от камерного, фасеточный глаз имеет множество линз, каждая из которых развивается почти поверх предыдущей. С эволюционной точки зрения фасеточным глазам сформироваться в какой-то мере легче, чем глазам камерного типа, и все же их строение остается невероятно сложным[51].
Рис. 2.4. Конвергентные формы глаз у людей и кальмаров
В целом, согласно оценкам экспертов, в той или иной форме глаза независимо развились по крайней мере у сорока различных видов[52]. Каким-то образом они развиваются у сложных видов, живущих там, где есть свет. Вот что сказал об этом Ричард Докинз: «По-видимому, жизнь, по крайней мере в известном нам виде, до неприличия желает иметь глаза… Если она есть на других планетах нашей Вселенной, можно ручаться, что глаза появятся и там, и работать они будут по тем же оптическим принципам, что и здесь, на Земле. Существует не так много способов создать глаз, и вполне возможно, что жизнь в известном нам виде знает их все»[53].
Конвергенцию можно наблюдать и на гораздо меньших уровнях. Существует множество примеров конвергентной эволюции, происходящей внутри клетки. Например, ее можно наблюдать в фотосинтезе – необычайном процессе, в ходе которого растения поглощают солнечную энергию и запасают ее в форме сахара. Сегодня ученые утверждают, что определенный тип фотосинтеза (C4-фотосинтез) развился независимо по меньшей мере у шестидесяти различных видов наземных растений[54].
Конвергенция: правило, а не исключение
Биологи все отчетливей понимают, что конвергентная эволюция – это правило, а не исключение[55][56]. Саймон Конвей Моррис, палеобиолог из Кембриджа, отмечает: «Конвергенция повсеместна. Я не могу представить ничего, что эволюционировало бы лишь раз – помимо очень, очень редких исключений»[57]. Похожим образом выражается и Ричард Докинз: «Необычайно сложно представить что-либо, эволюционировавшее лишь однажды». Докинз сделал на этой мысли особый акцент, попросив своего коллегу Джорджа Макгэвина назвать несколько эволюционных адаптаций, произошедших однократно, и Макгэвин смог перечислить не так уж много[58].
Мы обнаруживаем все больше примеров конвергенции и постепенно понимаем, что эволюция – не случайный процесс. «Видимые результаты естественного отбора и других формообразующих процессов, – пишет Конни Барлоу, – ни в коем случае не следует воспринимать как случайный карнавал форм и функций»[59]. Исследуя повторение одних и тех же скелетных форм у представителей разных видов, биологи Роджер Томас и Вольф-Эрнст Райф приходят к выводу: «Хотя случайность играет исключительную роль в направлении течения эволюции, на ее исход она влияет в куда меньшей степени»[60].
Обратим внимание на рис. 2.5. Предположим, нам нужно добраться из точки А в точку Б. Для этого есть четыре возможных пути, и чтобы выбрать из них один, нужно бросить игральный кубик. Таким образом, наш путь определит случайность, но независимо от пути исход будет одним и тем же: мы придем в точку Б. Данный пример хорошо описывает новое представление об эволюции, к которому за последние несколько десятилетий привела нас конвергенция. Некоторые ученые даже говорят о «глубинных организационных принципах, лежащих в основе эволюции»[61], и признают, что даже если ее течение случайно, мы не можем сказать того же о ее результатах[62].
В чем же причина столь широкой распространенности конвергенции, особенно с учетом предположения, что в основе эволюционных изменений лежат генетические мутации? Весьма вероятно – и это бросает вызов традиционному научному мышлению, – что не все мутации были случайны[63]. Столь смелое допущение в одном из основополагающих утверждений дарвинизма не опровергает теорию эволюции. Даже Ричард Докинз, сегодня являющийся одним из самых ревностных защитников теории Дарвина, признает это: «Для естественного отбора нет необходимости в том, чтобы мутация непременно была случайной. Отбор продолжает делать свою работу независимо от того, направлена мутация или нет»[64].
Рис. 2.5. Четыре пути, сходящиеся в одной точке
Но давайте пока оставим в стороне возможность того, что Божественное участие направляло генетические мутации (посредством естественных законов и процессов), и согласимся с общепринятой наукой, предположив, что мутации были случайными. Если это действительно так, то почему конвергентная эволюция получила настолько широкое распространение? Хотя многое в данной области до сих остается неясным, можно предположить, что все дело в ограничениях, которые несет на себе эволюция. Существуют определенные законы и принципы, ограничивающие число возможных исходов, к которым она может привести. Поскольку естественный отбор проходит принужденно, количество вариантов исхода эволюции остается ограниченным. Следовательно, когда мы сталкиваемся с проблемами, которые ставит перед нами жизнь (как найти пищу, как передвигаться, как воспринимать окружающий мир, как сделать так, чтобы тебя не съели, и как воспроизвести себе подобных), эволюция неизменно предлагает одни и те же варианты решения.
Существует по меньшей мере две основные причины, ограничивающие количество направлений, в которых может двигаться эволюция. Во-первых, она не извлекает никакой пользы из умозрительных форм и структур – она «предпочитает» лишь те, которые дают ей какое-то преимущество. Во-вторых, многие ограничения, наложенные на эволюцию, связаны с законами физики и химии (например, геометрические и материальные аспекты, с которыми она сталкивается). Даже если какая-либо структура способна дать особи преимущество, строительные блоки, которыми располагает природа, просто не смогут сочетаться таким образом, чтобы ее создать[65].
Музей всех возможных животных
Ричард Докинз описывает различные формы жизни, возникшие в результате эволюции, через метафору Музея всех возможных животных[66]. В нем все животные располагаются бок о бок, так что по мере нашего продвижения по одному из коридоров музея отдельно взятая структура разве что самую малость отличается от тех, что стоят рядом. Например, если пойти на восток, шеи животных будут становиться все длиннее, а если повернуться и пойти на запад –
