Эволюция на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям
Шрифт:
Ошибка в книге может исказить смысл. Ошибка в компьютерной программе может сделать эту программу нерабочей. Ошибка шофёра может привести к смертельной аварии. А серьёзная ошибка в химическом тексте, по которому строится и функционирует тело, – это уродство. Поскольку случайная ошибка – это слепое искажение изначально работающего проекта, подавляющее количество ошибок будущего человека вредны или даже смертельны. Бывают, конечно, ошибки нейтральные, например, изменение цвета глаз. Оно практически ни на что не влияет – какая разница, голубая у человека радужная оболочка, каряя, зеленая или серая? Но если в результате сбоя генетической программы у детёныша не разовьется мозг, это уже серьёзно.
Однако это станет катастрофой только для неудачной особи, но не для природы. Природа такой ерундой не заморачивается. Она создала отличный, почти
В общем, 99 % мутаций – бесполезны или вредны.
Но иногда совершенно случайно ошибка может стать полезной, поскольку повышает приспособленность особи к среде. Что это значит? Это значит, что у мутанта появится чуть больше шансов выжить и оставить потомство, которое, в свою очередь, также сможет оставить потомство – и таким образом передать изменённый в результате мутации признак в будущее.
Пример.
Бабочки пяденицы любят жить на березах. Береза – белая. Поэтому крылья у пядениц белые, чтобы бабочки, сидящие на белых стволах, были незаметными для птиц. Ведь если птица бабочку заметит, то склюёт её, да и вся недолга… Но иногда в результате мутаций появляются на свет пяденицы с черными крыльями. Их участь незавидна: они слишком заметны на белых березах и потому быстро гибнут, даже не успев оставить потомство.
Но вдруг случается неожиданное – берёзы чернеют… Я рассказываю правдивую историю, на которую обратили внимание биологи Англии. Берёзы почернели, потому что на них начала осаживаться сажа: люди в XIX веке много топили углём, угольная копоть и смог покрывали тонким серо-чёрным слоем всё вокруг больших городов. Красивая белая кора березок тогда превратилась в сущее безобразие – нечто грязно-черное. И в этой ситуации преимущество неожиданно получили пяденицы-мутанты с темными крыльями – теперь уже они стали менее заметны на фоне грязной коры. А белые бабочки ярко выделялись на фоне темной грязи, и их склёвывали птицы. Мир перевернулся!
Очень скоро белокрылых бабочек вытеснили чернокрылые бабочки того же вида. Те чернокрылые мутанты, которые иногда появлялись раньше и быстро исчезали из жизни, теперь успевали оставить потомство! И передавали ему ген чернокрылости. Чернокрылых пядениц становилось всё больше и больше, а белокрылых убивали птицы. Птицы и выступили активным агентом окружающей среды, который осуществил естественный отбор.
Естественный отбор – третья составляющая механизма эволюции по Дарвину. Естественный, то есть природный, отбор – это очень просто: те признаки, которые повышают вероятность выжить и оставить жизнеспособное потомство, закрепляются и становятся признаками вида. А признаки, снижающие приспособляемость, средой отсеиваются.
Обратите внимание, речь идет только о вероятностях. Это не значит, что чуть более приспособленный индивид непременно выживет и оставит больше потомства со своим признаком, а чуть менее приспособленный непременно будет сожран хищником или умрёт от голода. Нет, речь лишь о возможностях и шансах. Это даёт видимый результат на больших статистических выборках, то есть при большом объеме материала, а живого материала в природе всегда много – вид насчитывает тысячи или миллионы особей. Благодаря редким удачным мутациям вид постепенно приобретает новый признак и с его помощью дрейфует в сторону большей приспособленности.
Если какой-то признак у вида уже существует, его можно усилить. Об этом прекрасно знают селекционеры, которые путем искусственного отбора усиливают нужные им признаки – например, повышают удойность коров, отбирая животных, которые дают больше молока, и размножая именно их. Таким способом вывели самые урожайные сорта растений. Так «слепили» из собак разные породы. Нужна коротконогая порода, чтобы могла ловко пробираться по узким норам и охотиться на лисиц? Сделали такую породу – называется такса. А как сделали? Очень просто! Один из тысяч отличительных признаков у собак – длина лап. Нужны коротконогие собаки? Давайте отбирать только тех, у которых ноги короче, чем у других, то есть носителей гена коротких ног. Выделим этот признак и будем усиливать
его… Так можно вывести любую породу. Кстати, признак может быть не обязательно физическим, но и свойством характера, особенностью поведения. Собака, например, произошла от одомашненного волка. Тысячи лет прожив рядом с человеком, все собаки получили поведенческий признак – привязанность, любовь к людям. Кстати, и люди за тысячи лет существования бок о бок с симбиотическими [1] животными получили аналогичный признак – любви к кошкам-собачкам. Он особенно ярок у детей – существ, ещё не испорченных воспитанием.1
Симбиоз – это совместное существование разных видов животных для обоюдной пользы. Один из самых известных примеров – симбиотическое существование актинии и рака-отшельника. Актиния – это примитивное кишечнополостное животное, напоминающее цветок. У него есть стрекательные (жгучие) клетки, с помощью которых актиния ловит мелкую добычу. Актинии неподвижны и прикрепляются к камням. А рачок-отшельник находит пустую раковину моллюска, селится в ней и передвигается с ней вместе. Прочная раковина служит ему защитой от хищников. Так вот, актиния с ядовитыми щупальцами, прикрепившаяся не к камню, а к ракушке отшельника, – это его вторая линия обороны от хищников, поскольку актиния жжётся, как крапива. Поэтому рачок не имеет ничего против того, чтобы таскать на себе лишний груз. Какая же польза от рачка для актинии? А такая: сама она передвигаться не умеет, а рачок её таскает с собой, расширяя ареал охоты.
Другой пример симбиоза – полезные бактерии, живущие в человеческом кишечнике и помогающие переваривать пищу. Они нам помогают переваривать, а мы их кормим!
Наконец, мелкие воловьи птички «ухаживают» за бизонами: они выклёвывают из их густой шерсти насекомых-паразитов, которые сосут бизонью кровь. И бизонам хорошо – их от паразитов избавляют, и птичкам корма предостаточно.
Эти симбиозы сложились в природе вне разумных рассуждений о взаимной пользе, совсем не как приручение собаки человеком. Отсюда можно сделать простой вывод: природа может поступать вполне разумно, не имея никакого разума вообще. Более того – разум есть всего лишь частный случай приспособительной деятельности. А мозг – всего лишь «аналитическая железа» человека для улавливания закономерностей в природе. Это уж потом люди её развили в результате естественного отбора и приспособили для математики, мороженого и мультфильмов.
В природе в роли селекционера выступает среда. Помните, галапагосские вьюрки, питающиеся семенами, постепенно, за десятки или сотни тысяч лет приобрели крепкие мощные клювы, усилив этот признак. Те же, кто жил на территориях с другим типом питания, и кому подходил тонкий и длинный клюв, дрейфовали в эту сторону.
Теперь вы знаете, что я имел в виду, когда говорил, что слепая природа, действуя абсолютно стохастически (случайным образом), тем не менее, идёт вперёд, будто события развиваются по разумному плану. Хотя никакого разумного плана нет, что видно хотя бы по количеству бездарно загубленных жизней – в миллионы раз больше, чем случайных слепых удач.
Ну что, повторим пройденное?
Итак, есть некие объекты – животные любого вида или короткие модули из компьютерных программных кодов (небольшие подпрограммки, существующие в оболочке большой программы, которая является для них средой)…
И эти объекты:
– немного отличаются друг от друга;
– могут копироваться, передавая потомству свои индивидуальные особенности, причём в ходе копирования возникают ошибки;
– конкурируют между собой за свободную энергию, которая позволяет им жить, то есть бороться за свою выделенность из окружающей среды (иначе среда их просто растворит).
Если все эти условия выполняются, мы можем точно сказать: ребята, в этой системе идёт эволюция по Дарвину! Без всякого разумного вмешательства, чисто автоматически. Здесь будет идти усложнение. Здесь будут образовываться новые виды. Разве плохо?
Глава 4. Зачем природе понадобились смерть и любовь
Сколько существует человечество, столько оно задумывается о двух главных вещах, поет о них песни, пишет романы, сочиняет сказки. Эти две вещи – любовь и смерть. Хотя обе они взаимосвязаны, в первую очередь, конечно, люди задумываются о смерти…