В современных организмах мы видим их постоянно. Это глаза, покровы, кости, пальцы, мозги и инстинкты. Всё это — инструменты репликации ДНК. Они порождены ДНК — в том смысле, что различия в глазах, покровах, костях, инстинктах и т. д. порождены различиями в ДНК. Они оказывают влияние на успех репликации ДНК породившей их, влияя на выживание и воспроизводство своих тел — которые содержат ту же самую ДНК, и чья судьба поэтому разделяется ими. Следовательно, ДНК оказывает влияние на собственную репликацию посредством свойств тел. Можно сказать, что ДНК имеет власть над своим будущим, а тела, их органы и поведенческие шаблоны — инструменты реализации этой власти.
Когда мы говорим про власть, мы говорим о последствиях для репликаторов, которые влияют на своё собственное будущее, сколь бы косвенными те последствия ни были. Не имеет значения, сколько звеньев имеется в цепи от причины до эффекта. Если причина — самокопирующаяся сущность, то эффект, будь он чрезвычайно отдалён и косвенен, может быть подвержен естественному отбору. Я обобщу эту идею, приведя в пример конкретную историю бобров. Подробности этой истории гипотетичны, но они, конечно, не могут быть далеки от правды. Хотя никто не проводил исследований развития нейронных связей в мозгу бобра, но такие исследования проводились для других животных, таких как черви. Я позаимствую выводы и приложу их к бобрам, потому что для многих людей бобры интереснее и приятнее червей.
Мутантный ген у бобра — это всего лишь изменение в одном символе текста из миллиарда символов; изменение в конкретном гене G. При росте молодого бобра это изменение копируется, вместе со всеми другими символами текста в клетки всего бобра. В большинстве клеток ген G не читается; читаются другие гены, нужные для работы других типов клеток. Однако G читается в некоторых клетках развивающегося мозга. Он читается и транскрибируется в копии РНК. Рабочие копии РНК, дрейфуют по внутренностям клеток, и, в конечном счёте, некоторые из них сталкиваются с производящими белок механизмами, называемыми рибосомами. Производящие белок механизмы читают рабочие планы РНК и выпускают новые белковые молекулы по их спецификациям. Эти белковые молекулы сворачиваются в особую трёхмерную форму, определяемую последовательностью их аминокислот, которая, в свою очередь, определяется последовательностью ДНК-кода гена G. Когда G мутирует, то изменение влечёт изменение аминокислотой последовательности, обычно определяемой геном G — и следовательно — форму свёрнутой молекулы белка.
Эти слегка изменённые белковые молекулы ведут массовое производство производящих белок механизмов в развивающихся клетках мозга. Они в свою очередь действуют как ферменты — механизмы, которые производят другие вещества в клетках, уже продукты гена. Продукты гена G доходят до мембраны, окружающей клетку, и вовлекаются в процессы, посредством которых клетка формирует связи с другими клетками. Из-за небольшого сдвига в изначальных ДНК-планах, масштабы производства определённых мембранных составов изменены. Это, в свою очередь, изменяет маршруты, по которым некоторые развивающиеся клетки мозга соединяются друг с другом. Произошёл тонкий сдвиг в схеме соединений особой части мозга бобра, косвенное, далёкое последствие изменения в ДНК-тексте.
Теперь предположим, что эта специфическая часть мозга бобра, из-за её положения в схеме его межсоединений, участвует в строительном поведении бобра — строительстве плотины. Конечно, в строительном поведении бобра участвуют большие участки мозга, но когда мутация в G воздействует на эту специфическую часть схемы межсоединений мозга, то изменение оказывает определённый эффект на это поведение. Этот эффект побуждает бобра выше держать голову в воде, когда он плывёт с бревном в пасти. Выше — имеется в виду в сравнении с бобром с немутировавшим геном. Это немного снижает вероятность того, что грунт, налипший на бревно, смоется в этом плавании. Это увеличивает клейкость бревна, что, в свою очередь означает, что, после встраивания в плотину, бревно будет держаться в ней более надёжно. Тенденция будет относиться ко всем брёвнам, взятым любым бобром, имеющим эту специфическую мутацию. Увеличенная клейкость брёвен — последствие, снова очень косвенное, изменения тексте ДНК.
Увеличенная клейкость брёвен увеличивает прочность плотины, стойкость к разрушению. Это, в свою очередь, увеличивает размер озера, созданного плотиной, что делает хатку в центре озера безопаснее против хищников. Что способствует увеличению численности потомства, успешно выращенного бобром. Вся популяция бобров, обладающих видоизмененным геном, будет в среднем выращивать больше потомства, чем популяция, обладающая не-видоизменённым. Их потомство с заметной вероятностью будет наследовать копии архива этого изменённого гена от своих родителей. Поэтому, по мере смены поколений, эта форма гена в популяции станет более многочисленной. В конечном счёте она станет нормой и более не будет заслуживать титула «мутант». Бобровая плотина улучшится на ещё одну ступень.
Тот факт, что именно эта история гипотетична, а подробности могут быть ошибочны, не имеет большого значения. Плотины бобра выработались в ходе естественного отбора и поэтому не могут очень отличаться, кроме как в практических деталях, от истории, которую я рассказал. Общий смысл этого взгляда на жизнь объяснён и разработан в моей книге «Расширенный фенотип», и я не буду повторять аргументы здесь. Заметьте, что в этой гипотетической истории упомянуты не менее чем 11 звеньев в причинной цепи, связывающей измененный ген с улучшенным выживанием. В реальной жизни их может быть даже больше. Каждая из тех связей, будь то эффекты на внутриклеточную химию, далее — эффект на схему межсоединений аксонов в мозге, ещё более отдалённый эффект на поведение или конечный эффект на размер озера, правильно расценивать как вызванный изменением в ДНК. Имелось бы 111 звеньев — было бы то же самое. Любой эффект от изменения в гене, которые влияют на вероятность его репликации — честная игра для естественного отбора. Это все крайне просто, восхитительно автоматично и непреднамеренно. Кое-что наподобие этого в природе почти неизбежно, если однажды уже появились фундаментальные ингредиенты нарастающего отбора — репликация, ошибки и власть. Но как это случалось? Как они появлялись на Земле, до того, как там появилась жизнь? В следующей главе мы увидим, как можно ответить на этот трудный вопрос.
Шанс, везенье, совпадение, чудо… Одна из главных тем этой главы — чудеса, и то, мы что под ними понимаем. Здесь я буду говорить о том, что события, которые мы обычно называем чудесными, не подразумевают под собой сверхъествественых сил; они — часть спектра более или менее «невероятных» естественных событий. Другими словами — чудо, если оно вообще случается — это потрясающе редкая улыбка фортуны. Нельзя резко отграничить естественные события и чудеса.
Бывают некоторые в принципе возможные события, которые слишком невероятны, чтобы их ожидать, но мы не можем знать этого, пока не произведём вычисления. Для этих вычислений нам нужно знать, сколько времени было доступно, или, шире говоря, какие условия должны быть выполнены, чтобы этот случай произошёл. При бесконечном времени или бесконечных возможностях возможно всё. Огромные величины, по традиции называемые астрономическими, вместе с огромными по длительности временами, характерными для геологических эпох, переворачивают наши повседневные представления о том, что можно считать чудом. Я подойду к этой мысли, используя конкретный пример — другую важную тему этой главы. Речь пойдёт о зарождении жизни на Земле. Для определённости я буду фокусироваться на одной из теорий происхождения жизни, хотя любая другая современная теория сгодилась бы для нашей цели.
В наших объяснениях мы вправе постулировать некоторое, не слишком большое количество везения. Но сколько именно? Необъятность геологического времени дает нам право постулировать более невероятные совпадения, чем те, что убедили бы суд, действующий по законам обычного права, но даже в этом случае есть пределы.
Нарастающий отбор — вот ключ ко всем нашим современным объяснениям жизни. Он связывает ряд приемлемо вероятных событий (случайные мутации) в единую неслучайную цепь, и в конце этой цепи появляется готовое изделие, выглядящее чрезвычайно маловероятным — настолько, что оно бы не могло сразу возникнуть случайно, даже за время, в миллионы раз превосходящее время существования Вселенной. Да, нарастающий отбор — это ключ, но он должен был как-то начаться, и для объяснения происхождения его самого нам не избежать обращения к постулату одноразового счастливого случая.
Первый шаг в зарождении жизни шаг был труден, ибо явно парадоксален. Для работы известных нам процессов репликации нужны сложные машины. В присутствии такого «станка» как репликаза, фрагменты РНК неоднократно и конвергентно эволюционируют в ту же самую результирующую форму — форму, вероятность возникновения которой представляется ничтожно малой, пока вы не осознаете мощь нарастающего отбора. Но мы должны помочь этому нарастающему отбору начаться. Он не пойдёт, если мы не добавим катализатор — такой, как репликаза из предыдущей главы. И этот катализатор вряд ли возникнет спонтанно; разве что под руководством других молекул РНК. Молекулы ДНК копируются в сложных клеточных механизмах, а напечатанные тексты копируются в копировальных машинах «Ксерокс», но ни та, ни другая, не выглядит способной к самокопированию без механизмов поддержки. Ксерокс способен копировать свои собственные чертежи, но не способен сам по себе появиться на свет. Биоморфы с готовностью самокопируются в окружающей среде, предоставленной соответствующим образом написанной программой компьютера, но они не могут написать свою собственную программу или построить компьютер, исполняющий её. Концепция слепого часовщика чрезвычайно мощна — при условии, что репликация, а следовательно — нарастающий отбор уже работают. Тут мы стоим перед проблемой: репликация нуждается в сложных машинах, а единственный способ появления сложных машин — в конечном счете, нарастающий отбор, требующий механизма репликации. Современные клеточные машины, аппарат репликации ДНК и синтеза белка, обладают всеми признаками высокоразвитой, специально изготовленной машины. Мы видели, насколько она сногсшибательно точна в деле хранения данных. На своём наноуровне она обладает примерно тем же порядком продуманности и сложности замысла, что и человеческий глаз на макроуровне. Всякий, понимающий строение глаза, соглашается с тем, что такой сложный аппарат, как человеческий глаз вряд ли мог бы появиться посредством одноразового отбора. К сожалению, то же самое представляется верным по отношению к по крайней мере некоторым частям аппарата репликации клеточных машин, посредством которых ДНК копирует сама себя, и это относится не только к клеткам развитых существ, таких, как мы с вами, но и амёбам, и даже более примитивным существам — таким, как бактерии и сине-зелёные водоросли.
