Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни

Многие виды животных являются территориальными: не только птицы и млекопитающие, но также рыбы и насекомые. Они защищают от конкурентов того же вида свои участки: место кормежки, участок для ухаживания, район гнездования. По идее, животное с обширной территорией могло бы извлечь пользу из постройки сети дорог на территории, куда не допускаются конкуренты. Это вполне возможно, однако дороги получились бы слишком короткими. Длина дорог была бы ограничена размером участка, который особь может защитить от конкурентов. Не самое благоприятное начало для эволюции колеса!

Но вот мы наконец добрались до рассказчика. Есть крошечные организмы, которые изобрели колесо. Возможно, это колесо было также первым в истории аппаратом движения– учитывая, что первые два миллиарда лет жизнь на планете была представлена исключительно бактериями. Многие бактерии, в том числе ризобия (Rhizobium), плавают при помощи нитевидных спиралевидных винтов, каждый из которых приводится в движение непрерывно вращающимся валом. Раньше считалось, что эти “жгутики” виляют, как собачьи хвосты, а видимость спирального вращения объясняли волной возмущения, которая передается вдоль жгутика – по примеру змеи. Но правда оказалась гораздо интереснее. Жгутик бактерии присоединен к валу, который свободно вращается в отверстии, проходящем через стенку клетки. То есть это настоящая ось со свободно вращающейся втулкой. Она приводится в движение молекулярным моторчиком, который работает по тем же биофизическим принципам, что и мышца. Однако мышца – это двигатель возвратно-поступательного действия, который после сокращения должен растянуться, чтобы совершить новое усилие. А бактериальный “двигатель” постоянно в движении, как турбина.

Настоящая ось с втулкой приводится в движение молекулярным «двигателем».

Тот факт, что колесо изобрели самые крошечные существа, указывает на вероятную причину, по которой этого не сделали крупные организмы: крупному животному нужны крупные колеса. Животные не могут собрать колеса: их пришлось бы выращивать. А для обеспечения работы такого большого органа потребовалась бы кровь или некий ее аналог – и, вероятно, что-то вроде нервов. Думаю, не нужно объяснять, насколько сложно обеспечить свободно вращающийся орган кровеносными сосудами (не говоря уже о нервах), которые не завязывались бы в узлы. Возможно, решение проблемы существует. Но нечего удивляться тому, что оно не найдено.

Инженеры, наверное, предложили бы использовать концентрические сосуды, которые поставляли бы кровь через середину оси в середину колеса. Но как выглядели бы промежуточные звенья? Ведь эволюционное усовершенствование напоминает восхождение на гору. Инженерная мысль может позволить себе скачки, однако в эволюции вершины можно достигнуть лишь путем восхождения. Случай колеса – один из тех, когда техническое решение лежит на поверхности, но для эволюции недостижимо. Поэтому оно не появилось у крупных животных, но оказалось доступным бактериям.

Филип Пулман в трилогии “Темные начала” решает проблему крупных животных весьма оригинальным и “биологичным” способом. Он придумал добродушных хоботных мулефа, живущих в симбиозе с гигантским деревом. Это дерево образует твердые, круглые, похожие на колесо стручки. На ногах мулефа гладкая роговая шпора, точно соответствующая отверстию в середине стручка. И, надевая на эти шпоры стручки, животные пользуются ими как колесами. Деревья тоже извлекают пользу от сотрудничества: когда “колесо” изнашивается, семена рассыпаются. В отверстие для оси мулефа стручки выделяют высококачественное смазочное вещество. Четыре ноги мулефа расположены так: передняя и задняя нога на средней линии тела (на них надеваются колеса), а две оставшихся ноги, посередине тела, расставлены в стороны. Ими животное отталкивается от земли, как при езде на старинном велосипеде без педалей. Пулман отмечает, что такая система возможна лишь благодаря геологическим особенностям придуманного мира: выходы базальта на поверхность там образуют длинные “дороги” в саванне.

В нашем мире таких хитроумных изобретений, к сожалению, нет. Поэтому придется признать колесо одним из органов, которые сами по себе хороши, но не могут появиться у крупных животных. Причиной тому может быть как потребность в существовании дорог или проблема перекручивания кровеносных сосудов, так и невозможность создать жизнеспособные промежуточные звенья. Бактерии смогли завести колесо потому, что микромир кардинально отличается от макромира: в нем организмы сталкиваются с другими техническими задачами.

Между прочим, моторчик в жгутиках бактерий принят на вооружение креационистами, именующими себя “теоретиками разумного замысла”. Они видят в нем иллюстрацию невозможности эволюции. Я объясняю невозможностью эволюции отсутствие колеса у крупных животных, например млекопитающих. Креационисты рассуждают иначе: колеса у бактерий быть не может, однако оно есть (и это трудно отрицать). А значит, оно появилось сверхъестественным способом!

Это давний “довод к проекту” (довод Пейли, довод к неупрощаемой сложности). Подобные доводы я называю “доводами к личному неверию”. Смысл сводится к следующему: “Я не могу себе представить естественную последовательность событий, при которой мог появиться признак икс. Следовательно, икс появился сверхъестественным способом”. Если вы прибегаете к этому доводу, это говорит лишь о скудости вашего воображения и совершенно не отражает сути вещей. Ведь если мы принимаем “довод к личному неверию”, мы должны ссылаться на сверхъестественное всякий раз, когда видим фокусника, трюки которого мы не можем объяснить.

Что касается довода к неупрощаемой сложности, он вполне годится в качестве объяснения отсутствия чего-то, чего не существует: это я и сделал в отношении колес у млекопитающих. Однако это не то же самое, что уклонение ученого от прямой обязанности объяснить существование того, что существует – например колеса у бактерий. Впрочем, справедливости ради скажу, что в каком-то варианте “довод к проекту” или к неупрощаемой сложности может пригодиться. Космические пришельцы, которые когда-нибудь прилетят на нашу планету и устроят археологические раскопки, сумеют отличить сконструированные человеком механизмы, например микрофоны и самолеты, от механизмов, развившихся естественным путем, например крыльев летучей мыши и ушей. Как? Они столкнутся с некоторыми сложными для понимания примерами совпадения результатов эволюции и инженерной мысли. Если эти ученые получат возможность взглянуть не только на археологические памятники, но и на земных существ, что они подумают о хрупких, легковозбудимых скаковых лошадях, или о грейхаундах, или о бульдогах, которые едва дышат и появляются на свет не иначе, как с помощью кесаревого сечения? Что они подумают о близоруких пекинесах, о фризских коровах, которые представляют собой ходячее вымя, о ландрасских свиньях – ходячих кусках ветчины – или об овцахмериносах – ходячих свитерах? Не говоря уже о нанотехнологиях, которые человеку удаются не хуже, чем бактериям.

Фрэнсис Крик в книге “Жизнь как она есть” отчасти в шутку обсуждает возможность того, что бактерии зародились не на нашей планете. В его книге бактерии попадают на Землю на ракете, посланной инопланетянами. Эти инопланетяне желают распространить во Вселенной свою форму жизни, но не хотят связываться с трудностями транспортировки своих тел – и надеются на эволюцию, которая сделает за них работу после того, как бактериальная “инфекция” приживется на новом месте. Крик и его коллега Лесли Оргел, с которым они это придумали, подразумевали, что вначале бактерии естественным образом эволюционировали на своей планете. Но они вполне могли бы, в духе научной фантастики, добавить немного нанотехнологий вроде молекулярного колеса. Или жгутикового “двигателя”, который мы видим у ризобии и многих других бактерий.

Крик – то ли с сожалением, то ли с облегчением – признает, что его теория направленной панспермии почти ни на чем не основана. Но такая область, находящаяся на границе науки и научной фантастики, представляет собой замечательный “тренажерный зал” для ума. Ведь если иллюзия замысла, которую вызывает в нашем воображении идея естественного отбора, так сильна, возникает вопрос: как мы на практике должны отличать плоды эволюции от спроектированных человеком предметов? Другой молекулярный биолог, Жак Моно, в книге “Случайность и необходимость” задавался вопросом, существуют ли в природе подлинные примеры неупрощаемой сложности: сложные структуры, собранные из частей, каждая из которых необходима для целого? И если да, не указывает ли это на существование некоего высшего разума – например, более древней и развитой, чем наша, инопланетной цивилизации?

Возможно, когда-нибудь мы обнаружим подобный пример. Однако жгутиковый “двигатель” на эту роль не подходит. Как и в случае многих других примеров якобы неупрощаемой сложности (глаз и так далее), бактериальный жгутик оказался упрощаемым. Кеннет Миллер из Брауновского университета опроверг утверждение, будто составные части жгутикового “двигателя” не имеют других функций. Например, он указывает, что у многих паразитических бактерий есть механизм для введения химических веществ в клетку хозяина – секреторная система III типа. Она использует набор белков, которые представлены в жгутиковом “двигателе”, но в секреторной системе III типа они используются не для обеспечения вращательных движений, а для создания отверстия в клеточной стенке хозяина. Миллер заключает: