Чтение онлайн

Если уж на то пошло, исходные преобразования Дарси Томпсона не были подлинно эволюционными: животные, которых он рисовал, были взрослыми и современными. Взрослые животные не преобразуются в других взрослых животных. Эмбриологические процессы эволюционируют из эмбриологических процессов у предков. Джулиан Хаксли (который занимал должность преподавателя зоологии в Новом колледже до меня) видоизменил технику Дарси Томпсона так, чтобы преобразовывать эмбрионы во взрослых, и, как заметил Питер Медавар, это ее применение было более биологически правдоподобным. Мои исходные биоморфы были “плодотворными” и даже “творческими” в порождении биологических форм потому, что обладали эмбриологией: рекурсивно ветвящиеся деревья возможностей, в которые встроена своего рода склонность продолжать эволюцию в новых интересных направлениях. У конхоморфов тоже была своя эмбриология (совсем другая, но биологически осмысленная), способная порождать богатое разнообразие биологически правдоподобных форм. Есть ли у эмбриологии в реальной жизни подобная “творческая” склонность? Эволюционирует ли эмбриология, чтобы лучше порождать эволюцию? Может ли существовать некий отбор высшего порядка, благоприятствующий эволюционно плодородным эмбриологиям? Так зародилась моя идея “эволюции способности к эволюции”, к которой я совсем скоро вернусь.

Мои исходные девятигенные биоморфы из книги “Слепой часовщик” блуждали эволюционными тропами в рамках девятимерного гиперкуба. Эволюционные тенденции сводились к движению дюйм за дюймом в этом конкретном гиперкубе, девятимерном Музее всех биоморфов. Меня интересовали возможные пути побега за пределы гиперкуба, в гиперкуб побольше. Например, можно было заменить эмбриологию на совершенно другую – скажем, вместо эмбриологии деревьев установить эмбриологию улиток; так я и сделал. Но до этого меня заинтересовало, каковы будут последствия, если увеличить число генов, воздействующих на существующую эмбриологию – эмбриологию исходных, древообразных биоморфов. Это было все равно что увеличить количество измерений математического пространства, доступного для эволюции, и я надеялся, что такое расширение позволит лучше понять настоящую биологическую эволюцию. Я проделал это в две стадии. Во второй стадии я ввел гены цвета: они дебютировали в книге “Восхождение на гору Невероятности”. А первая стадия – все еще монохромная – появилась в приложении, которое я добавил к переизданию “Слепого часовщика” 1991 года. Там я поднял число генов с девяти до шестнадцати. В основе оставалась ветвящаяся древообразная эмбриология, а новые гены (повторюсь: гены были всего лишь числами) обозначали разные способы изображения базового биоморфа.

Гены сегментации рисовали цепочку биоморфов, повторяющую членистое строение дождевых червей и многоножек. Один ген определял, сколько рисуется сегментов, другой – расстояние между ними, третий задавал “градиенты” постепенного изменения в движении от переда к заду. Сегментированные биоморфы (см. предыдущую страницу) напоминали членистоногих даже больше, чем мои “заратустровые” насекомые. Они смотрятся биологично, не так ли, – даже если нельзя отнести их к конкретному биологическому виду из реальной жизни? Еще один набор генов “отражал” биоморфов в разных плоскостях симметрии.

Шестнадцатимерный гиперкуб с новыми генами сегментации и симметрии открыл намного более широкие возможности для эволюции биоморфов, чем исходное девятимерное пространство. Получилось даже вывести несовершенный, но алфавит, которым я неуклюже попытался написать собственное имя (см. ниже). С исходными девятью генами вывести алфавит было бы решительно невозможно, а судя по изъянам букв, зародившихся в шестнадцатимерном гиперкубе, требуется еще больше генов, чтобы повысить гибкость эволюции биоморфов.

Подобные размышления привели меня назад к биологии и к идее эволюции способности к эволюции.

Спустя год после публикации книги “Слепой часовщик” Кристофер Лэнгтон, визионер-основатель науки об искусственной жизни, пригласил меня на первую конференцию по новорожденной дисциплине, проходившую в Национальной лаборатории Лос-Аламоса в Нью-Мексико. Отрезвляющий это опыт – оказаться там, где была создана первая атомная бомба, и вспомнить посреди устоявшейся мирной жизни мрачные пророческие слова Роберта Оппенгеймера после первых ядерных испытаний в пустыне:

“Мы знали, что мир уже не будет прежним. Кто-то смеялся, кто-то плакал. Большинство молчали. Я вспомнил строку из священной книги индуизма, Бхагавадгиты: <… > «Я – Смерть, великий разрушитель миров…»” [144]

Люди, собравшиеся на первую конференцию, посвященную искусственной жизни, были совсем не похожи на коллег Оппенгеймера, но я мог представить себе, что атмосфера мало чем отличалась: собрались первопроходцы, чтобы работать над совершенно новым и необычным предприятием, хотя наше предприятие было созидательным, а их – разрушительнее некуда. Помимо самого Криса Лэнгтона я рад был встретиться с многочисленными светилами науки из близлежащего Института Санта-Фе, в том числе со Стюартом Коффманом, Дойном Фармером и Норманом Пакардом. Последние двое были напарниками по авантюрному (да и попросту опасному) предприятию: они попытались разорить казино в Лас-Вегасе, опираясь на принципы ньютоновской физики, – применили миниатюрные компьютеры, спрятанные в ботинках и управляемые пальцами ног. Эту историю занимательно излагает Томас Бэсс в книге, чье название я в очередной раз не буду упоминать, поскольку на той стороне Атлантики его зачем-то поменяли.

Что-то подобное – рисковый дух, сказочная атмосфера пустыни Нью-Мексико, – казалось, воплотилось в очаровательной девушке, которая встретилась мне на конференции и отвезла меня к себе в дом среди пустыни под Санта-Фе. Она уговаривала меня принять экстази. Я и не слыхал об этом веществе (шел 1987 год); теперь кажется, что я не зря отказался, хотя тогда это показалось трусостью. Но я опьянел и без наркотика – от мягкой красоты той девушки, ее чудного саманного дома, музыки нью-эйдж, которую она ставила мне, призрачной тишины пустыни и хрустальной прозрачности воздуха, в которой горы казались ближе, чем есть, словно я грезил. Та интерлюдия – особенно вид на горы на сто миль вперед, почти психоделически увеличенный на юго-западном горизонте, – впитала самый дух этой необыкновенной конференции.

Я назвал свой доклад “Эволюция способности к эволюции”, и, насколько мне известно, мое выступление и опубликованная впоследствии статья в сборнике тезисов конференции ознаменовали собой дебют этого ныне широко употребляемого выражения. Я продемонстрировал на своем “Макинтоше” дополнительные возможности эволюции в расширенном “биоморфном пространстве”, которое дает переход от девяти генов к шестнадцати, а затем принялся подробно объяснять, какая из этого следует биологическая мораль.

Завзятому адаптационисту вроде меня слишком просто считать, что естественный отбор в принципе способен привести к чему угодно. Но отбор может работать только с мутациями, которые ему подкидывает эмбриональное развитие (одно из “ограничений совершенства”, которые я приводил пять лет назад в книге “Расширенный фенотип”). Эволюционные изменения движутся ползком по многомерным коридорам Музея всех возможных животных. Но некоторые такие коридоры пройти труднее (если они вовсе не закрыты), и эволюция, подобно воде, стекающей с холма, выбирает путь наименьшего сопротивления. Вот в чем суть эволюции способности к эволюции: может быть, некоторые коридоры музея, которые раньше были вообще непроходимы или затруднены, можно раскрыть, если эволюция изобретет некое эмбриологическое новшество. Первое сегментированное существо в докембрийской древности могло и не быть приспособленнее к жизни, чем его несегментированные родители. Но породившая его эмбриологическая революция дала новый всплеск эволюции – будто распахнулись шлюзовые ворота. Может ли существовать некий естественный отбор высшего уровня, где целые линии наследования отбираются по принципу эмбриологической эволюционной “фертильности”? В 1980-е для меня, пламенного адаптациониста-дарвиниста, это было на грани ереси, но сама мысль меня взволновала.

Первое сегментированное животное должно было родиться у несегментированных родителей. И должно было состоять не меньше чем из двух сегментов. Сущность сегментов в том, что они подобны друг другу по многим сложным признакам. Сороконожка – это поезд с длинным рядом одинаковых вагонов-ногоносцев в середине, сенсорным двигателем впереди и генитальным служебным вагоном в конце. Сегменты человеческого хребта, напротив, не одинаковы, но строятся по одинаковой схеме: позвонок, дорсальный и вентральный нервы, блоки мышц, повторяющиеся кровеносные сосуды и так далее. У змей сотни позвонков, причем у одних видов их намного больше, чем у других, и большинство позвонков неотличимы от своих соседей по “поезду”. Все виды змей родственны друг другу, поэтому иногда отдельные змеи должны рождаться с меньшим (или большим) количеством позвонков, чем у родителей, и позвонков всегда будет меньше или больше на целое число. Не бывает половины сегмента. Можно перейти от 150 сегментов к 151, но не к 150,5 или 149,5. Сегменты устроены по принципу “все или ничего”. Мы неплохо разбираемся в том, как происходит переход – как случаются так называемые гомеозисные мутации. Вот потрясающее открытие, состоявшееся гораздо позже того времени, когда я изучал зоологию в университете: как ни удивительно, одни и те же гомеозисные мутации влияют на сегментацию и у позвоночных, и у членистоногих – гены можно даже пересаживать от мышей к плодовым мушкам и получить нечто, дразняще напоминающее одинаковый эффект.

В книге “Слепой часовщик”, за год до лекции “Эволюция способности к эволюции”, я писал о макромутациях по типу удлиненного DC-8 в противоположность макромутациям по типу “Боинга-747”. Знаменитый астроном сэр Фред Хойл (не первый и не последний физик, нелепо заблуждающийся [145] в биологии) скептически отзывался о дарвинизме – приводил в пример образ урагана, который пронесся над свалкой и случайно собрал “Боинг-747”. Он говорил о происхождении жизни (абиогенезе), но креационисты пристрастились использовать его метафору, чтобы сомневаться в эволюции в целом. Они, очевидно, упускают из виду мощность накопительного естественного отбора – медленного подъема по пологим склонам горы Невероятности. На цветной вклейке есть фотография, где я стою на кладбище самолетов, настороже – жду урагана, который невзначай соберет “Боинг-747”.

Я привел пример другого авиалайнера – удлиненного DC-8. Это вариант авиалайнера DC-8, надставленный на одиннадцать метров при помощи двух дополнительных сегментов: шесть метров в переднем фюзеляже и пять – в хвостовом. Это был DC-8 с двумя гомеозисными мутациями. Каждый ряд кресел в дополнительных частях фюзеляжа – с откидными столиками, лампочками, вентиляторами, кнопками вызова, разъемами для наушников и всем прочим – можно представить как новые сегменты, дублирующие те, что были до мутации. Мой биологический аргумент состоял в том, что есть фундаментальное препятствие для возникновения в единовременном мутационном скачке радикально нового, сложного животного или сложного органа (“Боинга-747”, по Хойлу), но нет принципиальных препятствий для повторения целых сегментов – неважно, насколько сложны эти сегменты (мой DC-8). Нельзя изобрести позвонок ни с того ни с сего. Но если один позвонок уже есть, то возникновение второго за одну мутацию не исключено. Эмбриологическая машинерия, способная произвести один сегмент, может выдать и два, и десять. И теперь мы даже понимаем стоящий за этим гомеозисный механизм.