Чтение онлайн

Как нам судить, какое «лучше всех объясняет»? Когда мы смотрим на ряд животных, перед нами предстает бесконечное разнообразие сходств и различий. Но их сложнее истолковать, чем Вам может показаться. Часто одной «особенностью» является сложная часть другой. Если Вы считаете их как отдельные, Вы в действительности считаете одно и то же дважды. В качестве чрезвычайного примера приведем четыре вида многоножек, A, B, C, и D. A и B напоминают друг друга во всех отношениях за исключением того, что у A красные ноги, а у B – синие. C и D – тоже похожи друг на друга и очень отличаются от A и B, за исключением того, что у C красные ноги, в то время как у D – синие. Если мы считаем цвет ног как единственную «особенность» мы правильно группируем AB отдельно от CD . Но если мы наивно посчитаем каждую из 100 ног как отдельную, то их цвет даст стократное увеличение числа особенностей, подтверждающих альтернативное группирование AC против BD. Все могли бы согласиться, что мы ложно посчитали одну и ту же особенность 100 раз. Это – «в действительности» всего одна особенность, потому что единственное эмбриологическое «решение» определило цвет всех 100 ног одновременно.

То же самое справедливо для двусторонней симметрии: эмбриология работает таким образом, что, за немногими исключениями, каждая сторона животного является зеркальным отображением другой. Никакой зоолог не посчитал бы каждую зеркальную особенность дважды при создании кладограммы, но их зависимость не всегда настолько очевидна. Голубь нуждается в мощной грудине для крепления летательных мышц. Бескрылой птице, такой как киви, она не нужна. Считаем ли мы мощную грудину и машущие крылья как две отдельных особенности, которыми голуби отличаются от киви? Или мы считаем их только как единственную особенность, на том основании, что строение одного признака определяет другой, или, по крайней мере, уменьшает его способность варьировать? В случае с многоножками и отражением разумный ответ довольно очевиден. В случае грудин это не так. Разумные люди могут иметь противоположные мнения.

На этом можно покончить с видимыми подобиями и различиями. Но видимые особенности развиваются только тогда, когда они являются проявлениями последовательностей ДНК. В настоящее время мы можем сравнивать последовательности ДНК непосредственно. Как дополнительное преимущество, будучи длинными последовательностями, тексты ДНК обеспечивают намного больше материала для расчета и сравнения. Проблемы комплекса крыла-и-грудины, вероятно, будут заглушены в потоке данных. Что еще лучше, многие различия в ДНК будут невидимы для естественного отбора, и таким образом обеспечен «более чистый» сигнал родословной. Как крайний пример, некоторые кодоны ДНК синонимичны: они определяют одну и ту же аминокислоту. Мутация, которая изменяет слово ДНК на один из его синонимов, невидима для естественного отбора. Но генетику такая мутация не менее видима, чем любая другая. То же самое справедливо и для «псевдогенов» (обычно случайных копий реальных генов) и для многих других последовательностей «мусорной» ДНК, которые находятся в хромосоме, но никогда не читаются и никогда не используются. Независимость от естественного отбора позволяет ДНК свободно видоизменяться путями, которые оставляют очень информативные следы для таксономистов. Ничто из этого не отменяет факт, что некоторые мутации действительно имеют реальные и важные эффекты. Даже если они являются только верхушками айсбергов, именно эти верхушки видимы для естественного отбора и отвечают за всю видимую и привычную красоту и сложность жизни.

ДНК также весьма уязвима к проблеме многократного подсчета – молекулярный эквивалент ног многоножек. Иногда последовательность дублирована многократно повсюду в геноме. Приблизительно половина человеческой ДНК состоит из многократных копий бессмысленных последовательностей, «взаимозаменяемых элементов», которые могут быть паразитами, захватившими механизмы репликации ДНК, чтобы распространиться о геноме. Только один из этих паразитных элементов, Alu, присутствует более чем в миллионе копий у большинства людей, и мы встретим его снова в «Рассказе Обезьяны-Ревуна». Даже в случае значащей и полезной ДНК есть несколько примеров, когда гены присутствуют во множестве идентичных (или почти идентичных) копий. Но на практике многократный подсчет не становится проблемой, потому что дуплицированные последовательности ДНК обычно легко опознать.

Как лучшее основание для предостережения, обширные области ДНК иногда выявляют загадочные сходства между сравнительно неродственными существами. Никто не сомневается, что птицы более близко связаны с черепахами, ящерицами, змеями и крокодилами, чем с млекопитающими (см. Свидание 16). Однако у последовательностей ДНК птиц и млекопитающих есть больше подобия, чем можно было бы ожидать, учитывая их отдаленные родственные отношения. У обоих есть избыток соединений G-C в их некодирующей ДНК. Соединение G-C химически более сильно, чем A-T, и может случиться так, что виды с теплой кровью (птицы и млекопитающие) нуждаются в более сильно связанной ДНК. Какой бы ни была причина, мы должны остерегаться позволять этому смещению G-C убедить нас в близких родственных связях между всеми животными с теплой кровью. ДНК, кажется, обещает утопию для биологических таксономистов, но мы должны знать о таких опасностях: есть многое, что мы все еще не понимаем в геномах.

Итак, произнеся необходимые предостерегающие заклинания, как мы можем использовать информационные подарки ДНК? Очаровательно, литературоведы используют те же методы, что и эволюционные биологи в рассмотрении родословных текстов. И едва ли не слишком хорошо, чтобы быть правдой – одним из лучших примеров оказалась работа над проектом «Кентерберийских рассказов». Члены этого международного синдиката литераторов использовали инструменты эволюционной биологии, чтобы проследить историю 85 различных версий рукописи «Кентерберийских рассказов». Эти древние рукописи, скопированные от руки до появления печати, являются нашей главной надеждой на восстановление потерянного оригинала Чосера. Как и в случае с ДНК, текст Чосера сохранился, пройдя через повторные копирования, со случайными изменениями, увековеченными в копиях. Придирчиво ведя подсчет накопленных различий, ученые могут восстановить историю копирования, эволюционное дерево этого воистину эволюционного процесса, состоящего из постепенного накопления ошибок в последовательных поколениях. Методы и трудности в эволюции ДНК и эволюции литературных текстов столь подобны, что каждая может использоваться для иллюстрации другой.

Итак, давайте временно обратимся от наших гиббонов к Чосеру, к четырем из 85 отдельным версиям рукописи «Кентерберийских рассказов»: «Британской Библиотеки», «Церкви Христа», «Эджертона», и версии «Хенгврт» (Манускрипт «Британской библиотеки» принадлежал Генри Дину, архиепископу Кентерберийскому в 1501 году, и вместе с манускриптом «Эджертона» и другими теперь хранится в Британской библиотеке в Лондоне. Манускрипт «Церкви Христа» теперь пребывает недалеко от того места, где я пишу, в библиотеке Церкви Христа в Оксфорде. Самое раннее упоминание о манускрипте «Хенгврта» обнаруживает его принадлежащим Флюку Даттону в 1537 году. Поврежденный крысами, грызущими овчину, на которой он написан, он находится теперь в Национальной библиотеке Уэльса.). Здесь – первые две строчки пролога:

БРИТАНСКАЯ БИБЛИОТЕКА:

Whan that Apiylle / wyth hys showres

The drowhte of Marche / hath pcede to the rote 

ЦЕРКОВЬ ХРИСТА: 

Whan that Auerell w’ his shoures soote

The droght f Marche hath peed to the roote

ЭДЖЕРТОН: 

Whan that Aprille with his showres soote

The drowte of marche hath peed to the roote

ХЕНГВРТ: 

Whan that Aueryll w’ his shoures soote

The droghte of March / hath peed to the roote

Первое, что мы должны сделать с ДНК или с литературными текстами, определить местонахождения сходств и различий. Для этого мы должны их «выровнять» – не всегда легкая задача, поскольку тексты могут быть фрагментарными или смешанными и неравной длины. Компьютер – большая помощь, когда приходится туго, но мы не нуждаемся в нем, чтобы выровнять первые две строчки пролога Чосера, в которых я выделил четырнадцать позиций, где источники расходятся.

У двух мест, второго и пятого, есть три варианта, а не два. Это составляет в общей сложности шестнадцать «значений». Собрав список различий, мы теперь решаем, какое дерево лучше всего их объясняет. Есть много способов сделать это, и все могут использоваться для животных так же, как для литературных текстов. Самый простой – сгруппировать тексты на основе полного подобия. Он обычно основывается на некоторых вариантах следующего метода. Сначала мы определяем местонахождение пары текстов, которые являются самыми подобными. Затем мы рассматриваем эту пару как единый усредненный текст, и ставим рядом с оставшимися текстами, потом мы ищем следующую самую подобную пару. И так далее, формируя последовательно вложенные группы, пока дерево отношений не будет создано. Методы такого типа – одни из самых часто используемых известны как «присоединение соседа» – быстры при вычислениях, но не включают логику эволюционного процесса. Они – просто меры подобия. Поэтому «кладистская» школа таксономии, которая очень эволюционна в своей основе (хотя не все ее участники понимают это) предпочитает другие методы, из которых ранее всех был разработан метод экономичности.

Экономичность, как мы заметили в «Рассказе Орангутана», здесь означает экономику объяснений. В эволюции животных или рукописей самое экономное объяснение то, которое постулирует наименьшее количество эволюционных изменений. Если два текста разделяют общую черту, экономное объяснение состоит в том, что они совместно унаследовали ее от общего предка, а не в том, что каждый развил ее независимо. Это далеко не неизменное правило, но оно, по крайней мере, с большей вероятностью будет оправдано, нежели его противоположность. Метод экономичности – во всяком случае, в принципе – просматривает все возможные деревья и выбирает то, которое минимизирует количество изменений.