Когда различные репликаторы имеют раз
личный успех, наиболее успешные имеют тенденцию накапливаться. Этот про
цесс, где бы он ни происходил, есть "эволюция".
В этом примере испытательной пробирки мы можем наблюдать эволюцию, разд
етую до своих наиболее важных сущностных моментов, и освобождённую от пр
отиворечий, окружающих эволюцию жизни. Репликаторы РНК и белковые копир
овальные машины Ц это хорошо определённые наборы атомов, подчиняющихс
я хорошо понимаемым принципам и эволюционирующих в воспроизводимых ла
бораторных условиях. Биохимики могут делать РНК и белки из химических ве
ществ, взятых "с полки", без помощи жизни.
Биохимики заимствуют эти копировальные машины от какого-либо вида виру
са, который инфицирует бактерии и использует РНК как генетический матер
иал. Эти вирусы выживают, входя в бактерию, получая свои копии путём испол
ьзования её ресурсов, и затем выходя наружу, чтобы инфицировать новый ба
ктерии. Копирование вирусной РНК с ошибками производит вирусы с мутация
ми, и вирусы, которые копируют себя более успешно, становятся более распр
остранёнными; это Ц эволюция естественным отбором, очевидно названная
«естественной» потому что она включает части природы, не относящиеся к ч
еловеку. Но в отличие от РНК из испытательной пробирки, вирусные РНК долж
ны делать нечто большее, чем просто скопировать себя как просто молекулы
. Успешные вирусные РНК должны также направлять бактериальные рибосомы
для построения белковых устройств, которые, во-первых, позволяют им выби
раться из старых бактерий, потом выживать снаружи, и в конце концов входи
ть в новые бактерии. Эта дополнительная информация делает молекулы виру
сных РНК длинной около 4500 элементов.
Чтобы копироваться успешно, ДНК больших организмов должны делать даже б
ольше, направляя строительство десятков тысяч различных белковых маши
н и развитие сложных тканей и органов. Это требует тысяч генов, закодиров
анных в миллионах или даже миллиардах элементов ДНК. Тем не менее принци
пиально процесс эволюции путём вариации и селекции сохраняется тем же с
амым и в испытательной пробирке, и в вирусах, и во многих других случаях.
Объяснение порядка
Имеется по крайней мере три способа объяснить структуру населения моле
кулярных репликаторов, появившуюся в ходе эволюции, будь то РНК испытате
льной пробирки, вирусные гены, или человеческие гены. Первый вид объясне
ния Ц методичное прослеживание их историй: насколько специфические му
тации происходили и как они распространялись. Это невозможно без записи
всех молекулярных событий, а такие записи каждого события были ли бы чре
звычайно утомительными.
Второй вид объяснения обращается к слову, отчасти вводящему в заблужден
ие: цель. В сущности молекулы просто случайно изменяются и выборочно коп
ируются. Однако, если отойти несколько в сторону от процесса, можно было о
писывать результат, представляя, что выживающие молекулы изменялись, чт
обы "достичь цель" репликации. Почему молекулы РНК, которые эволюциониру
ют под угрозой со стороны рибонуклеазы, сворачиваются так, как они это де
лают? Конечно, в результате длительной истории со множеством деталей, но
идея, что "они хотят избежать атак и выжить, чтобы размножаться" предсказа
ла бы тот же результат. Язык цели даёт полезное сокращение (попробуйте бе
з него обсуждать действия человека!), но появление цели не обязательно яв
ляется результатом из функционирования ума. Пример РНК вполне хорошо эт
о показывает.
Третий (и часто лучший) вид объяснения Ц в терминах эволюции. Он говорит,
что порядок появляется путём вариации и селекции репликаторов. Молекул
а сворачивается определённым образом, потому что это походит на предков
, которые размножались более успешно (избегая атаки и т. п.), и оставили пото
мков, включая себя. Как отметил Ричард Давкин, язык цели (если пользоватьс
я им аккуратно) может быть переведён на язык эволюции.
Эволюция приписывает достижение успеха устранению неудачных изменени
й. Она таким образом объясняет положительное как результат двойного отр
ицания Ц объяснение, смысл которого кажется слегка трудным ухватить. Чт
о хуже, она объясняет что-то видимое (успешные, нужные объекты) в терминах
чего-то невидимого (неудачные объекты, которые исчезают). Поскольку толь
ко успешные животные производят потомство, кости которого остаются на м
естности, после неудачно сформированных образчиков прошлого не остало
сь даже большого количества останков.
Человеческой разум имеет тенденцию сосредотачиваться на видимом, ища п
оложительные причины для положительных результатов, располагая силы п
озади правильных результатов. Однако после некоторых размышлений мы мо
жем видеть, что этот большой принцип изменил наше прошлое и будет формир
овать наше будущее: эволюция происходит через вариацию и селекцию репли
каторов.
Эволюционирующие организмы
История жизни Ц история гонки вооружения на базе молекулярных машин. Се
годня, в то время как эта гонка подходит к новой и более быстрой стадии, мы
должны убедиться, что мы понимаем только, насколько глубокие корни имеет
эволюция. Во времена, когда идеей биологической эволюции часто пренебре
гают в школах и которая иногда подвергается нападкам, мы должны помнить,
что доказательства её прочны как скала и также распространены как клетк
и.
Сама Земля в каменных страницах сделала запись истории жизни. На основан
иях озера и морском дне, раковинах, костях, слой за слоем откладывался ил.
Иногда движущийся поток или смещение пластов вымывали слои; в ином случа
е они просто становились глубже. Ранние слои сохранялись глубоко, раздав
ленные, спёкшиеся, пропитанные минеральными водами и наконец превратив
шиеся в камень.
В течение столетий геологи изучили камни, чтобы читать прошлое Земли. Уж
е давно они нашли морские раковины высоко в разрушившейся и рухнувшей ск
але горных цепей. К 1785 году, за семьдесят четыре года до ненавистной книги Д
арвина, Джеймс Хуттон заключил, что грязь с морского дна была спрессован
а в камень и была поднята к небесам силами, пока ещё не понятными. Что ещё м
огли думать геологи, если сама природа врала?
Они видели, что окаменевшие кости и раковины отличались в одном слое от д
ругого. Они видели, что раковины в слоях здесь соответствовали раковинам
в слоях там, хотя слои могли находиться глубоко под землёй, находящейся м
ежду ними. Они назвали слои (A, B, C, D… или осагьяновский, мерамесьяновский, ниж
ний честерианский, верхний честерианский и т. д.) и использовали характер
ные отложения, чтобы отслеживать слои в скалах. Перемешивание земной кор
ы нигде не оставило полную последовательность слоёв, как она была, но гео
логи находили A, B, C, D, E в одном месте, C, D, E, F, G, H, I, J в другом и J, K, L где-то ещё и могли вид
еть, что A предшествовал L. Геологи, занимающиеся нефтяными месторождения
ми (даже те, кому нет дела до эволюции или её последствий) всё же использую
т отложения для определения геологического возраста пород и чтобы отсл
еживать слои, переходящие из одного места бурения в другое.
Ученые пришли к очевидному заключению. Также, как морские виды сегодня ж
ивут на широких площадях, жили и виды в прошлые годы. Также, как сегодня от
кладывается слой на слой, также происходило и тогда. Подобные раковины в
подобных слоях отмечают отложения, произошедшие в ту же самую эпоху. Рак
овины изменяются в от слоя к слою, потому что виды изменялись от эпохи к эп
охе. Это Ц то, что геологи нашли записанным в раковинах и костях на каменн
ых страницах.
Верхние слои скалы содержат кости недавних животных, более глубокие сло
и содержат кости животных, теперь исчезнувших. Еще более ранние слои не п
оказывают никаких следов любых современных видов. Ниже костей млекопит
ающих лежат кости динозавра; в более старых слоях находятся кости земнов
одных, далее идут раковины и кости рыб, ещё далее Ц вообще нет ни костей, н
и раковин. Самые старые породы, несущие останки, содержат микроскопическ
ие следы отдельных клеток.
Радиоактивное датирование показывает, что этим самым старым следам нес
колько миллиардов лет. Клетки, более сложные чем бактерии, датируются вр
еменем, несколько больше чем один миллиард лет назад. История червей, рыб,
амфибий, рептилий и млекопитающих охватывает сотни миллионов лет. Кости
, подобные костям человека датируются несколькими миллионами лет. Остат
ки цивилизаций датируются несколькими тысячами.
За три миллиарда лет жизнь, развивалась от отдельных клеток, способных в
питывать химические вещества, к совокупностям клеток, реализующим разу
м, способный впитывать идеи. В пределах этого столетия технология развил
ась от парового локомотива и электрического света до космического кора
бля и электронно-вычислительной машины, и компьютеры уже учат читать и п
исать. С разумом и технологией, скорость развития сделала скачок в милли
оны раз или больше.
Другой путь назад
Каменная книга делает запись форм давно умерших организмов, однако живы
е клетки также несут записи, генетические тексты, которые только теперь
могут быть прочитаны. Также как с идеями о геологии, наиболее важные идеи
относительно эволюции были известны прежде, чем Дарвин взял в руки перо.
В освещенных лампой храмах и монастырях, поколения писцов переписывали
рукописи вновь и вновь. Иногда они делали ошибки в словах и предложениях
Ц случайно ли, нарочно ли, или по приказу местного правителя, и по мере то
го, как копируемые рукописи копировались, с помощью человеческих копиро
вальных машин, ошибки накапливались. Наихудшие из ошибок могли быть найд
ены и удалены, и знаменитые отрывки могли продолжать существование в неи
зменном виде, но различия накапливались.
Древние книги редко существуют в своих первоначальных версиях. Самые ст
арые копии часто на столетия младше потерянных оригиналов. Тем не менее,
из различных копий с отличающимися ошибками ученые могут восстанавлив
ать версии, более близкие к оригиналу.
Они сравнивают тексты. Они могут прослеживать нисходящие линии от общих
предков, потому что уникальные рисунки ошибок выдают копирование из общ
его источника. (Школьные учителя это знают: идентичные правильные ответы
ни о чём не говорят, кроме как на контрольном сочинении, но горе студентам
, сидящим рядом, кто сдал контрольные работы с одинаковыми ошибками!) Там,
где все выжившие копии совпадают, учёные предполагают, что оригинал (или
по крайней мере последний общий предшественник выживших копий) содержа
л те же самые слова. Там, где выжившие копии различаются, учёные изучают ко
пии, которые происходили отдельно от отдалённого предка, потому что зоны
совпадения тогда будут говорить об общем источнике в версии предка.
Гены походят на рукописи, написанные в четырёх-буквенном алфавите. Во мн
огом также, как сообщение может принимать много форм на обычном языке (вы
разить идею с использованием совершенно различных слов Ц не слишком тр
удно), также различные генетические слова могут направить строительств
о идентичных белковых молекул. Более того, белковые молекулы с различным
и особенностями устройства могут выполнять одинаковые функции. Совоку
пности генов в клетке подобны целой книге, а гены Ц подобны старым рукоп
исям, они копировались и перекопировались неаккуратными переписчиками
.
Подобно ученым, изучающим древние тексты, биологи вообще работают с совр
еменными копиями своего материала (увы, нет биологических свитков Мертв
ого моря ранних дней жизни). Они сравнивают организмы с похожей внешност
ью (львы и тигры, лошади и зебры, крысы и мыши) и находят, что они дают подобн
ые ответы на вопросы контрольного сочинения в своих генах и белках. Чем б
ольше два организма различаются (львы и ящерицы, люди и подсолнухи), тем бо
лее разные ответы различаются, даже у молекулярных машин, выполняющих од
инаковые функции. Продолжая в этом же духе, одинаковые животные делают т
е же самые ошибки, например, все приматы обделены ферментами для произво
дства витамина С, это упущение, которое разделяется всего лишь двумя дру
гими видами Ц гвинейской свиньёй и фруктовой летучей мышью. Это намёк н
а то, что мы, приматы, скопировали наши генетические ответы с общего источ
ника много времени назад.
Тот же самый принцип, который показывает линии происхождения древних те
кстов (а это помогает исправить их ошибки копирования) таким образом так
же показывает линии происхождения современной жизни. Действительно, эт
о указывает на то, что вся известная жизнь происходит от общего предка.
Выращивание репликаторов
Первые репликаторы на Земле развили способности, превышающие способно
сти молекул РНК, копирующиеся в испытательных пробирках. К моменту, когд
а они достигли бактериальной стадии, они развили «современную» систему
использования ДНК, РНК и рибосом для построения белка. Далее мутации изм
енили не только саму копирующуюся ДНК, но и белковые машины, а также живые
структуры, которые они строят и которым придают форму.
Команды генов, формировали более сложные клетки, чем когда-либо, а затем н
аправляли кооперацию клеток, что сформировало сложные организмы. Вариа
ция и селекция благоприятствовали командам генов, которые формировали
животных с хорошо защищающей кожей и голодными ртами, оживляемых нервам
и и мускулами, ведомых глазами и мозгом. Как это выразил Ричард Давкинс, ге
ны строили всё более сложные машины выживания, чтобы помочь своему собст
венному копированию.
Когда гены собаки копируются, они часто перемешиваются с генами других с
обак, которые были отобраны людьми, которые затем отбирают, каких щенков
держать и каким размножаться. В течение тысячелетий, люди превратили вол
ко-подобных животных в серых гончих, декоративных пуделей, такс, и сенбер
наров. Путём отбора, каким генам выживать, люди изменили и тело, и характер
собак. Человеческие желания определили успех для генов собак; иные факт
оры определили успех для генов волка.
Мутация и отбор генов на протяжение многих эпох заполняли мир травой и д
еревьями, насекомыми, рыбой и людьми. Более недавно появлялись и умножал
ись другие объекты Ц инструменты, здания, самолеты, и компьютеры. И подоб
но безжизненным молекулам РНК, эти аппаратные средства эволюционирова
ли.
Эволюция технологии
Также как камни Земли записывают возникновение всё более сложных и деес
пособных форм жизни, так что реликвии и письма человечества записывают п
оявление всё более сложных и дееспособных форм средств производства. На
ши самые старые выжившие средства производства Ц это сам камень, погреб
ённый вместе с останками наших предков; наши самые новые средства произв
одства летают над нашими головами.
Взгляните на комплекс предков космического челнока. Со стороны самолет
ов, он происходит от алюминиевых реактивных самолетов шестидесятых, кот
орые сами произошли по линии, идущей в прошлое через алюминиевые этажерк
и Второй Мировой Войны, к бипланам из дерева и материи времён Первой Миро
вой, и к планёрам с мотором братьев Райт, и, наконец, к игрушечным планёрам
и воздушным змеям. Со стороны ракет, космический челнок восходит к ракет
ам для полётов на луну, к военным ракетам, к артиллерийским ракетам прошл
ого века ("и ракет красные вспышки…"), и наконец к фейерверкам и игрушкам. Эт
от гибрид из самолёта и ракеты летает и путём варьирования компонентов и
конструкции, аэрокосмические инженеры будут разрабатывать ещё лучшие
челноки.
Инженеры говорят о «поколениях» технологии; Японский проект компьютер
а "пятого поколения" показывает, насколько стремительно растут и множатс
я некоторые технологии икра. Инженеры говорят о «гибридах», "конкурирующ
их технологиях" и их "быстром размножении". Директор по исследованиям фир
мы IBM, Ральф. Е. Гомори подчёркивает эволюционную природу технологии, когд
а пишет о том, что "развитие технологии Ц намного более эволюционно, чем р
еволюционно или ориентированно на прорывы, чем большинство людей себе п
редставляет." (Действительно, даже прорывы, такие важные, как молекулярны
е ассемблеры, будут развиваться через много маленьких шагов.) В цитате, ко
торая предшествует этой главе, профессор Герберт А. Симон университета К
арнеги-Мелон подталкивает нас к тому, чтобы "думать о процессе конструир
ования как о включающем, во-первых, генерацию альтернатив, а затем тестир
ования этих альтернатив по целому ряду требований и ограничений.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
личный успех, наиболее успешные имеют тенденцию накапливаться. Этот про
цесс, где бы он ни происходил, есть "эволюция".
В этом примере испытательной пробирки мы можем наблюдать эволюцию, разд
етую до своих наиболее важных сущностных моментов, и освобождённую от пр
отиворечий, окружающих эволюцию жизни. Репликаторы РНК и белковые копир
овальные машины Ц это хорошо определённые наборы атомов, подчиняющихс
я хорошо понимаемым принципам и эволюционирующих в воспроизводимых ла
бораторных условиях. Биохимики могут делать РНК и белки из химических ве
ществ, взятых "с полки", без помощи жизни.
Биохимики заимствуют эти копировальные машины от какого-либо вида виру
са, который инфицирует бактерии и использует РНК как генетический матер
иал. Эти вирусы выживают, входя в бактерию, получая свои копии путём испол
ьзования её ресурсов, и затем выходя наружу, чтобы инфицировать новый ба
ктерии. Копирование вирусной РНК с ошибками производит вирусы с мутация
ми, и вирусы, которые копируют себя более успешно, становятся более распр
остранёнными; это Ц эволюция естественным отбором, очевидно названная
«естественной» потому что она включает части природы, не относящиеся к ч
еловеку. Но в отличие от РНК из испытательной пробирки, вирусные РНК долж
ны делать нечто большее, чем просто скопировать себя как просто молекулы
. Успешные вирусные РНК должны также направлять бактериальные рибосомы
для построения белковых устройств, которые, во-первых, позволяют им выби
раться из старых бактерий, потом выживать снаружи, и в конце концов входи
ть в новые бактерии. Эта дополнительная информация делает молекулы виру
сных РНК длинной около 4500 элементов.
Чтобы копироваться успешно, ДНК больших организмов должны делать даже б
ольше, направляя строительство десятков тысяч различных белковых маши
н и развитие сложных тканей и органов. Это требует тысяч генов, закодиров
анных в миллионах или даже миллиардах элементов ДНК. Тем не менее принци
пиально процесс эволюции путём вариации и селекции сохраняется тем же с
амым и в испытательной пробирке, и в вирусах, и во многих других случаях.
Объяснение порядка
Имеется по крайней мере три способа объяснить структуру населения моле
кулярных репликаторов, появившуюся в ходе эволюции, будь то РНК испытате
льной пробирки, вирусные гены, или человеческие гены. Первый вид объясне
ния Ц методичное прослеживание их историй: насколько специфические му
тации происходили и как они распространялись. Это невозможно без записи
всех молекулярных событий, а такие записи каждого события были ли бы чре
звычайно утомительными.
Второй вид объяснения обращается к слову, отчасти вводящему в заблужден
ие: цель. В сущности молекулы просто случайно изменяются и выборочно коп
ируются. Однако, если отойти несколько в сторону от процесса, можно было о
писывать результат, представляя, что выживающие молекулы изменялись, чт
обы "достичь цель" репликации. Почему молекулы РНК, которые эволюциониру
ют под угрозой со стороны рибонуклеазы, сворачиваются так, как они это де
лают? Конечно, в результате длительной истории со множеством деталей, но
идея, что "они хотят избежать атак и выжить, чтобы размножаться" предсказа
ла бы тот же результат. Язык цели даёт полезное сокращение (попробуйте бе
з него обсуждать действия человека!), но появление цели не обязательно яв
ляется результатом из функционирования ума. Пример РНК вполне хорошо эт
о показывает.
Третий (и часто лучший) вид объяснения Ц в терминах эволюции. Он говорит,
что порядок появляется путём вариации и селекции репликаторов. Молекул
а сворачивается определённым образом, потому что это походит на предков
, которые размножались более успешно (избегая атаки и т. п.), и оставили пото
мков, включая себя. Как отметил Ричард Давкин, язык цели (если пользоватьс
я им аккуратно) может быть переведён на язык эволюции.
Эволюция приписывает достижение успеха устранению неудачных изменени
й. Она таким образом объясняет положительное как результат двойного отр
ицания Ц объяснение, смысл которого кажется слегка трудным ухватить. Чт
о хуже, она объясняет что-то видимое (успешные, нужные объекты) в терминах
чего-то невидимого (неудачные объекты, которые исчезают). Поскольку толь
ко успешные животные производят потомство, кости которого остаются на м
естности, после неудачно сформированных образчиков прошлого не остало
сь даже большого количества останков.
Человеческой разум имеет тенденцию сосредотачиваться на видимом, ища п
оложительные причины для положительных результатов, располагая силы п
озади правильных результатов. Однако после некоторых размышлений мы мо
жем видеть, что этот большой принцип изменил наше прошлое и будет формир
овать наше будущее: эволюция происходит через вариацию и селекцию репли
каторов.
Эволюционирующие организмы
История жизни Ц история гонки вооружения на базе молекулярных машин. Се
годня, в то время как эта гонка подходит к новой и более быстрой стадии, мы
должны убедиться, что мы понимаем только, насколько глубокие корни имеет
эволюция. Во времена, когда идеей биологической эволюции часто пренебре
гают в школах и которая иногда подвергается нападкам, мы должны помнить,
что доказательства её прочны как скала и также распространены как клетк
и.
Сама Земля в каменных страницах сделала запись истории жизни. На основан
иях озера и морском дне, раковинах, костях, слой за слоем откладывался ил.
Иногда движущийся поток или смещение пластов вымывали слои; в ином случа
е они просто становились глубже. Ранние слои сохранялись глубоко, раздав
ленные, спёкшиеся, пропитанные минеральными водами и наконец превратив
шиеся в камень.
В течение столетий геологи изучили камни, чтобы читать прошлое Земли. Уж
е давно они нашли морские раковины высоко в разрушившейся и рухнувшей ск
але горных цепей. К 1785 году, за семьдесят четыре года до ненавистной книги Д
арвина, Джеймс Хуттон заключил, что грязь с морского дна была спрессован
а в камень и была поднята к небесам силами, пока ещё не понятными. Что ещё м
огли думать геологи, если сама природа врала?
Они видели, что окаменевшие кости и раковины отличались в одном слое от д
ругого. Они видели, что раковины в слоях здесь соответствовали раковинам
в слоях там, хотя слои могли находиться глубоко под землёй, находящейся м
ежду ними. Они назвали слои (A, B, C, D… или осагьяновский, мерамесьяновский, ниж
ний честерианский, верхний честерианский и т. д.) и использовали характер
ные отложения, чтобы отслеживать слои в скалах. Перемешивание земной кор
ы нигде не оставило полную последовательность слоёв, как она была, но гео
логи находили A, B, C, D, E в одном месте, C, D, E, F, G, H, I, J в другом и J, K, L где-то ещё и могли вид
еть, что A предшествовал L. Геологи, занимающиеся нефтяными месторождения
ми (даже те, кому нет дела до эволюции или её последствий) всё же использую
т отложения для определения геологического возраста пород и чтобы отсл
еживать слои, переходящие из одного места бурения в другое.
Ученые пришли к очевидному заключению. Также, как морские виды сегодня ж
ивут на широких площадях, жили и виды в прошлые годы. Также, как сегодня от
кладывается слой на слой, также происходило и тогда. Подобные раковины в
подобных слоях отмечают отложения, произошедшие в ту же самую эпоху. Рак
овины изменяются в от слоя к слою, потому что виды изменялись от эпохи к эп
охе. Это Ц то, что геологи нашли записанным в раковинах и костях на каменн
ых страницах.
Верхние слои скалы содержат кости недавних животных, более глубокие сло
и содержат кости животных, теперь исчезнувших. Еще более ранние слои не п
оказывают никаких следов любых современных видов. Ниже костей млекопит
ающих лежат кости динозавра; в более старых слоях находятся кости земнов
одных, далее идут раковины и кости рыб, ещё далее Ц вообще нет ни костей, н
и раковин. Самые старые породы, несущие останки, содержат микроскопическ
ие следы отдельных клеток.
Радиоактивное датирование показывает, что этим самым старым следам нес
колько миллиардов лет. Клетки, более сложные чем бактерии, датируются вр
еменем, несколько больше чем один миллиард лет назад. История червей, рыб,
амфибий, рептилий и млекопитающих охватывает сотни миллионов лет. Кости
, подобные костям человека датируются несколькими миллионами лет. Остат
ки цивилизаций датируются несколькими тысячами.
За три миллиарда лет жизнь, развивалась от отдельных клеток, способных в
питывать химические вещества, к совокупностям клеток, реализующим разу
м, способный впитывать идеи. В пределах этого столетия технология развил
ась от парового локомотива и электрического света до космического кора
бля и электронно-вычислительной машины, и компьютеры уже учат читать и п
исать. С разумом и технологией, скорость развития сделала скачок в милли
оны раз или больше.
Другой путь назад
Каменная книга делает запись форм давно умерших организмов, однако живы
е клетки также несут записи, генетические тексты, которые только теперь
могут быть прочитаны. Также как с идеями о геологии, наиболее важные идеи
относительно эволюции были известны прежде, чем Дарвин взял в руки перо.
В освещенных лампой храмах и монастырях, поколения писцов переписывали
рукописи вновь и вновь. Иногда они делали ошибки в словах и предложениях
Ц случайно ли, нарочно ли, или по приказу местного правителя, и по мере то
го, как копируемые рукописи копировались, с помощью человеческих копиро
вальных машин, ошибки накапливались. Наихудшие из ошибок могли быть найд
ены и удалены, и знаменитые отрывки могли продолжать существование в неи
зменном виде, но различия накапливались.
Древние книги редко существуют в своих первоначальных версиях. Самые ст
арые копии часто на столетия младше потерянных оригиналов. Тем не менее,
из различных копий с отличающимися ошибками ученые могут восстанавлив
ать версии, более близкие к оригиналу.
Они сравнивают тексты. Они могут прослеживать нисходящие линии от общих
предков, потому что уникальные рисунки ошибок выдают копирование из общ
его источника. (Школьные учителя это знают: идентичные правильные ответы
ни о чём не говорят, кроме как на контрольном сочинении, но горе студентам
, сидящим рядом, кто сдал контрольные работы с одинаковыми ошибками!) Там,
где все выжившие копии совпадают, учёные предполагают, что оригинал (или
по крайней мере последний общий предшественник выживших копий) содержа
л те же самые слова. Там, где выжившие копии различаются, учёные изучают ко
пии, которые происходили отдельно от отдалённого предка, потому что зоны
совпадения тогда будут говорить об общем источнике в версии предка.
Гены походят на рукописи, написанные в четырёх-буквенном алфавите. Во мн
огом также, как сообщение может принимать много форм на обычном языке (вы
разить идею с использованием совершенно различных слов Ц не слишком тр
удно), также различные генетические слова могут направить строительств
о идентичных белковых молекул. Более того, белковые молекулы с различным
и особенностями устройства могут выполнять одинаковые функции. Совоку
пности генов в клетке подобны целой книге, а гены Ц подобны старым рукоп
исям, они копировались и перекопировались неаккуратными переписчиками
.
Подобно ученым, изучающим древние тексты, биологи вообще работают с совр
еменными копиями своего материала (увы, нет биологических свитков Мертв
ого моря ранних дней жизни). Они сравнивают организмы с похожей внешност
ью (львы и тигры, лошади и зебры, крысы и мыши) и находят, что они дают подобн
ые ответы на вопросы контрольного сочинения в своих генах и белках. Чем б
ольше два организма различаются (львы и ящерицы, люди и подсолнухи), тем бо
лее разные ответы различаются, даже у молекулярных машин, выполняющих од
инаковые функции. Продолжая в этом же духе, одинаковые животные делают т
е же самые ошибки, например, все приматы обделены ферментами для произво
дства витамина С, это упущение, которое разделяется всего лишь двумя дру
гими видами Ц гвинейской свиньёй и фруктовой летучей мышью. Это намёк н
а то, что мы, приматы, скопировали наши генетические ответы с общего источ
ника много времени назад.
Тот же самый принцип, который показывает линии происхождения древних те
кстов (а это помогает исправить их ошибки копирования) таким образом так
же показывает линии происхождения современной жизни. Действительно, эт
о указывает на то, что вся известная жизнь происходит от общего предка.
Выращивание репликаторов
Первые репликаторы на Земле развили способности, превышающие способно
сти молекул РНК, копирующиеся в испытательных пробирках. К моменту, когд
а они достигли бактериальной стадии, они развили «современную» систему
использования ДНК, РНК и рибосом для построения белка. Далее мутации изм
енили не только саму копирующуюся ДНК, но и белковые машины, а также живые
структуры, которые они строят и которым придают форму.
Команды генов, формировали более сложные клетки, чем когда-либо, а затем н
аправляли кооперацию клеток, что сформировало сложные организмы. Вариа
ция и селекция благоприятствовали командам генов, которые формировали
животных с хорошо защищающей кожей и голодными ртами, оживляемых нервам
и и мускулами, ведомых глазами и мозгом. Как это выразил Ричард Давкинс, ге
ны строили всё более сложные машины выживания, чтобы помочь своему собст
венному копированию.
Когда гены собаки копируются, они часто перемешиваются с генами других с
обак, которые были отобраны людьми, которые затем отбирают, каких щенков
держать и каким размножаться. В течение тысячелетий, люди превратили вол
ко-подобных животных в серых гончих, декоративных пуделей, такс, и сенбер
наров. Путём отбора, каким генам выживать, люди изменили и тело, и характер
собак. Человеческие желания определили успех для генов собак; иные факт
оры определили успех для генов волка.
Мутация и отбор генов на протяжение многих эпох заполняли мир травой и д
еревьями, насекомыми, рыбой и людьми. Более недавно появлялись и умножал
ись другие объекты Ц инструменты, здания, самолеты, и компьютеры. И подоб
но безжизненным молекулам РНК, эти аппаратные средства эволюционирова
ли.
Эволюция технологии
Также как камни Земли записывают возникновение всё более сложных и деес
пособных форм жизни, так что реликвии и письма человечества записывают п
оявление всё более сложных и дееспособных форм средств производства. На
ши самые старые выжившие средства производства Ц это сам камень, погреб
ённый вместе с останками наших предков; наши самые новые средства произв
одства летают над нашими головами.
Взгляните на комплекс предков космического челнока. Со стороны самолет
ов, он происходит от алюминиевых реактивных самолетов шестидесятых, кот
орые сами произошли по линии, идущей в прошлое через алюминиевые этажерк
и Второй Мировой Войны, к бипланам из дерева и материи времён Первой Миро
вой, и к планёрам с мотором братьев Райт, и, наконец, к игрушечным планёрам
и воздушным змеям. Со стороны ракет, космический челнок восходит к ракет
ам для полётов на луну, к военным ракетам, к артиллерийским ракетам прошл
ого века ("и ракет красные вспышки…"), и наконец к фейерверкам и игрушкам. Эт
от гибрид из самолёта и ракеты летает и путём варьирования компонентов и
конструкции, аэрокосмические инженеры будут разрабатывать ещё лучшие
челноки.
Инженеры говорят о «поколениях» технологии; Японский проект компьютер
а "пятого поколения" показывает, насколько стремительно растут и множатс
я некоторые технологии икра. Инженеры говорят о «гибридах», "конкурирующ
их технологиях" и их "быстром размножении". Директор по исследованиям фир
мы IBM, Ральф. Е. Гомори подчёркивает эволюционную природу технологии, когд
а пишет о том, что "развитие технологии Ц намного более эволюционно, чем р
еволюционно или ориентированно на прорывы, чем большинство людей себе п
редставляет." (Действительно, даже прорывы, такие важные, как молекулярны
е ассемблеры, будут развиваться через много маленьких шагов.) В цитате, ко
торая предшествует этой главе, профессор Герберт А. Симон университета К
арнеги-Мелон подталкивает нас к тому, чтобы "думать о процессе конструир
ования как о включающем, во-первых, генерацию альтернатив, а затем тестир
ования этих альтернатив по целому ряду требований и ограничений.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40