автор: Дэвид П. Бараш
Вогда Дарвин опубликовал «Происхождение видов» 166 лет назад, естественно, возникли недопонимания. В обзоре 1860 года Ричард Оуэн, ведущий учёный Викторианской эпохи, риторически спросил, происходит ли эволюция путём естественного отбора непрерывно. «Несомненно, нет», — написал Оуэн.
Напротив. Теория эволюции, блестяще сформулированная Дарвином, показывает, как на протяжении многих поколений популяции организмов формировались под действием естественного отбора. И, насколько мы понимаем, этот процесс продолжается и сегодня.
Эволюция элегантно проста, в некотором смысле даже проще — или, по крайней мере, более очевидна, — чем многие другие ключевые научные концепции. Однако её кажущаяся простота по-прежнему порождает непропорционально большое количество заблуждений, как будто для того, чтобы заполнить пробелы в том, что люди знают… или думают, что знают.
Как биолог-эволюционист, который к тому же несколько десятилетий проработал профессором в университете, я сталкивался с множеством глубоко укоренившихся заблуждений об эволюции и о том, как она работает. Дело не в том, что недостаток знаний опасен, а в том, что недостаток знаний приводит к множеству заблуждений. Вот 10 из них.
1. Эволюция — это «всего лишь теория»
Это действительно теория в техническом смысле. Проблема здесь в значении слова «теория». В науке настоящая теория не может быть «всего лишь». Теория — это объяснительная парадигма, которая прошла проверку на теоретическую согласованность и, что самое важное, на эмпирическую обоснованность. Итак, если кто-то скажет вам, что у него есть теория о том, что Элвис всё ещё жив, вы можете согласиться или не согласиться с ним насчёт Элвиса, но вам определённо стоит понизить статус его «теории» до гипотезы (точнее, до нелепой идеи). Теория эволюции вполне уживается с другими влиятельными теориями, включая микробную теорию болезней, теорию дрейфа материков, атомную теорию, теорию чисел, общую и специальную теории относительности и квантовую теорию.
В рамках эволюционной теории, безусловно, существует множество конкурирующих гипотез, таких как относительно роли неадаптивных генетических изменений, уровней, на которых действует естественный отбор, степени, в которой эволюция всегда постепенна или иногда включает большие шаги). Некоторые люди хватаются за эти и другие ухищрения в самой мощной теории биологии, чтобы предположить, что все здание рушится. Однако такие дебаты и модификации — это именно то, чего можно ожидать от динамичной и продуктивной теории, в результате чего эволюционная биология регулярно совершенствуется за счет тонкой настройки.
Мы можем быть уверены в том, что после возникновения жизни её дальнейшее развитие было эволюционным.
2. «Выживает сильнейший» означает, что эволюция благоприятствует тем, кто «сильнее»
С точки зрения эволюции, «наиболее приспособленные» не обязательно являются самыми физически развитыми, хотя хорошая физическая форма почти всегда даёт адаптивное преимущество. «Эволюционная приспособленность» относится к репродуктивному успеху; точнее, это показатель того, насколько успешно гены распространяются в будущем, и достигается это разными способами, в том числе способностью добывать пищу, избегать стать чьим-то обедом, преодолевать болезни, приспосабливаться к местной погоде и климату, привлекать партнёров и так далее. В новаторском исследовательском отчёте говорится, что самцы европейского благородного оленя, которые были меньше по размеру и имели менее впечатляющие рога, часто были более «спортивными», чем крупные самцы, потому что эти «хитрые ублюдки» (не вините меня: это описательное выражение взято из технической литературы) спаривались с самками, пока более массивные самцы были заняты борьбой на рогах с другими, более физически развитыми особями.
Схожая и столь же неверно истолкованная фраза звучит так: «Природа красна зубами и когтями». Она взята из стихотворения лорда Теннисона «Памяти А. Г. Х. 1883», которое на самом деле было написано до публикации «Происхождения видов» Дарвина. В некоторых случаях, особенно при хищничестве, естественный отбор действительно предполагает наличие красных зубов и окровавленных когтей. Иногда внутривидовая конкуренция принимает форму кровавых столкновений, но чаще всего она проявляется в виде дифференциального воспроизводства, когда некоторые особи и их гены оставляют больше потомков, чем их конкуренты, что иногда способствует сотрудничеству, а не насилию. В любом случае ключевым фактором является репродуктивный успех, а не боевая доблесть.
3. Эволюция объясняет происхождение жизни (по крайней мере, так считается)
Эволюция объясняет, почему организмы связаны друг с другом, а также как они изменились… после того, как появились. Она прекрасно справляется с объяснением происхождения новых форм жизни из старых, а также с объяснением того, как и почему некоторые организмы не менялись на протяжении огромных периодов времени. Но она не претендует на то, чтобы объяснить, как жизнь возникла из неживой материи. Следовательно, неуместно критиковать эволюционную биологию за то, что она (пока) не решила эту загадку, которая в первую очередь является задачей биофизики, биохимии и геологии.
Эволюционная биология действительно может помочь объяснить, как зародилась жизнь. Я думаю, что она внесёт значительный вклад в это исследование, но это не её непосредственная задача. Тем не менее, какими бы ни были первоначальные химические взаимодействия и комбинации, в результате которых появились живые молекулы, мы можем быть уверены, что после возникновения жизни её дальнейшее развитие было эволюционным.
4. Эволюция действует на благо вида
Возможно, это самое распространённое заблуждение. Легко понять почему: поскольку естественный отбор вознаграждает адаптированные гены и особей, популяции состоят из относительно хорошо адаптированных особей и генов, которые успешно решают различные задачи, возникающие в окружающей среде. Таким образом, в целом виды хорошо приспособлены к своим условиям. Представьте, что вид не является результатом естественного отбора, а представляет собой случайное скопление живых существ, не приспособленных к окружающей среде и, следовательно, к своей жизни. Это не был бы «хороший» — биологически успешный — вид. Но большинство существующих видов неплохо справляются с выживанием и размножением. Более того, когда вид находится на грани вымирания, нет никаких доказательств того, что эволюция прилагает особые усилия для его сохранения, например, повышая скорость размножения, энергетическую эффективность и тому подобное.
По оценкам, около 99 % существовавших когда-либо видов вымерли, так что если эволюция и работает на благо видов, то она проделала ужасную работу! Однако против «блага для видов» говорит сам механизм естественного отбора. Хотя возможно, что виды иногда конкурируют и в результате более приспособленные вытесняют менее приспособленные, эволюционная конкуренция происходит почти исключительно внутри видов, а не между ними. Чем проще единица отбора, тем сильнее эффект: группы сильнее видов, особи сильнее групп, а гены сильнее особей.
У жирафов длинная шея не потому, что они вытягиваются, чтобы дотянуться до листьев.
5. Эволюционная теория утверждает, что живые организмы появились в результате случайности
Нет, это не так. Здесь скрыта полуправда; на самом деле, даже меньше, чем полуправда. Сила естественного отбора заключается в дифференциальном воспроизводстве — логичном и неизбежном процессе, в ходе которого одни генетические варианты оказываются более успешными — более приспособленными, — чем другие. Таким образом, его исходным материалом является генетическое разнообразие, которое возникает в результате мутаций и, в случае видов, размножающихся половым путём, перетасовки генов посредством мейоза и половой рекомбинации. Эти процессы по сути случайны. Но это всего лишь источник строительных блоков, используемых естественным отбором. Естественный отбор определённо не случаен — он выполняет тяжёлую работу по подбору и объединению различных вариантов, при этом некоторые гены получают больше шансов на будущее, чем их альтернативы, то есть мы снова имеем дело с нашим старым другом — дифференциальным воспроизведением. Затем этот процесс повторяется снова и снова, сохраняя наиболее приспособленные варианты и отбрасывая наименее приспособленные.
Известный астроном Фред Хойл допустил особенно вопиющую ошибку, заявив, что вероятность того, что естественный отбор мог создать функционирующий организм, не выше, чем вероятность того, что торнадо пронесётся по свалке и соберёт Boeing 747. Это было бы невероятно маловероятным случайным событием, а эволюция работает не так. Скорее, естественный отбор накапливает адаптивные конкатенации, смешивая их в каждом поколении с новыми, случайно сгенерированными ингредиентами. Этот процесс со временем становится невероятно эффективным в достижении неслучайных результатов, гораздо более сложных, чем просто реактивный самолёт.
Это также говорит о тесно связанном с этим заблуждении, согласно которому естественный отбор — это исключительно негативное явление, устраняющее «неприспособленных», и поэтому он не может быть причиной эволюции положительных, сложных признаков или организмов. И здесь мы имеем дело с гораздо меньшей долей правды. Естественный отбор действительно отсеивает неприспособленных, но поскольку он сохраняет наиболее приспособленных в каждом поколении, а затем закрепляет результаты в каждом последующем поколении, результат получается феноменально креативным. На самом деле это неизбежный статистический процесс, аналогичный тому, как если бы вам раздали, скажем, 13 карт, а затем вы стали бы собирать все бубны, сбрасывая пики, трефы и червы, а затем взяли бы ещё карт и повторили то же самое. Потребуется совсем немного таких повторений, чтобы собрать все бубны, а такой результат почти никогда не выпадает случайно. Разница лишь в том, что когда речь идёт об эволюции путём естественного отбора, результаты гораздо менее случайны и, следовательно, в некотором смысле гораздо более креативны.
6. Поскольку мы всё больше полагаемся на умственные способности и всё меньше — на мышцы, у людей будущего будут большие головы и маленькие тела
Несмотря на то, что это заблуждение кажется настолько абсурдным, что может показаться глупым, оно неосознанно отражает широко распространённую версию ламаркизма, то есть теории о наследовании приобретённых признаков. В школе мы узнаём, что Жан-Батист Ламарк ошибался и что у жирафов не развилась длинная шея, потому что они тянулись к листьям. Скорее, естественный отбор благоприятствовал предкам жирафов, которые были более приспособленными, потому что у них были более длинные шеи, которые позволяли им доставать до более высоких листьев, а также — как показали недавние исследования — сражаться с другими жирафами).
Организм часто меняется в зависимости от того, используется он или нет, но эти изменения не передаются по наследству, каким бы заманчивым ни было это «объяснение» Таким образом, у тяжелоатлетов развиваются большие мышцы, но эти приобретённые черты не передаются генетически, потому что информация поступает от нуклеиновых кислот через РНК к белкам и, следовательно, к организму, а не наоборот. Достижения в области эпигенетики показали, что в некоторых случаях опыт родителей может влиять на геном их детей, прикрепляя к ДНК определённые химические соединения (особенно метильные группы) Это не приводит к появлению новых генов, а скорее влияет на экспрессию существующих. Таким образом, это усложняет наше понимание эволюции, но не заменяет дарвиновскую эволюцию ламаркистской альтернативой. Единственный способ, с помощью которого у будущих людей могут появиться большие головы и маленькие тела, — это если у таких особей будет больше детей… что кажется маловероятным, хотя и не совсем невозможным.
Точно так же легко увлечься ламаркистским предположением о том, что насекомые, ракообразные, рыбы и земноводные, обитающие в кромешной тьме пещер, часто слепы, потому что перестали пользоваться глазами, которые, следовательно, исчезли. Это не так. Эти эволюционные изменения, которые полностью согласуются с дарвиновским естественным отбором, происходят потому, что глаза бесполезны в темноте — следовательно, они теряют то селективное преимущество, которое дают в освещённой среде, — и, более того, на их производство тратится энергия, а сами они уязвимы для травм и инфекций. Так что продолжайте заниматься спортом, тренируйте свой мозг и при желании проводите время в тёмных местах… но в результате у ваших детей не будет больших бицепсов, крупных голов или маленьких глаз.
Полевые исследования зафиксировали огромное количество эволюционных изменений, произошедших в результате естественного отбора.
7. Пробелы в летописи окаменелостей свидетельствуют против теории эволюции
Конечно, в летописи окаменелостей есть пробелы! Удивительно, что у нас вообще есть такая летопись, учитывая, насколько маловероятно, что останки какого-либо вымершего животного превратятся в окаменелости и сохранятся. К этому следует добавить ещё более низкую вероятность того, что эти останки будут обнаружены и идентифицированы как таковые, возможно, сотни миллионов лет спустя. Хотя эволюционный процесс непрерывен, физические свидетельства существования давно вымерших животных неизбежно редки и непостоянны. И всё же у нас есть целый ряд ископаемых промежуточных форм, связывающих рыб и земноводных, рептилий и млекопитающих, рептилий и птиц, наземных млекопитающих с морскими видами и многих других.
Что касается «недостающих звеньев», представьте себе линию между двумя таксономическими группами, которую соединяют пока ещё не идентифицированные виды. Теперь определите, что находится между ними (связывает их). Теперь у вас есть два новых недостающих звена! Таким образом, всякий раз, когда мы находим промежуточные формы, обязательно появляются «недостающие звенья», потому что каждый раз, когда обнаруживается связующий образец (например, австралопитеки, связывающие человекообразных приматов и Homo sapiens), появляются новые недостающие звенья. Короче говоря, чем больше окаменелостей, тем больше «недостающих звеньев».
8. Human beings aren’t evolving any more/Люди больше не эволюционируют.
Так и есть. Просто эволюция, как правило, происходит очень медленно и ограничена давлением отбора (различиями в репродуктивном успехе разных признаков и генов, которые за них отвечают), а также временем жизни поколений. Поэтому мы не можем с лёгкостью наблюдать эволюционные изменения у нашего собственного вида, в отличие от того, что очевидно, например, в полевых исследованиях галапагосских вьюрков или в эволюции устойчивости к пестицидам или антибиотикам у быстро размножающихся живых существ. Эволюционные изменения происходят всякий раз, когда некоторые особи и их гены размножаются по-разному. У наших предков естественный отбор вполне мог работать против генов, которые приводили к предрасположенности к диабету. Теперь, с появлением инсулина, это эволюционное изменение, скорее всего, ослабло. У некоторых популяций людей недавно развилась способность выживать на больших высотах, повысилась устойчивость к малярии, улучшилась переносимость лактозы и появились многие другие адаптивные черты.
Вполне возможно, что в будущем у людей разовьётся способность функционировать и легко воспроизводить потомство при наличии в их крови микропластика и «вечных химикатов», не говоря уже о стронции-90 в костях и ДДТ в жировых тканях, или, может быть, у них разовьётся способность управлять компьютерными экранами, если у таких людей будет больше детей. Генотип каждого человека неизменен, поэтому как отдельные особи мы не эволюционируем биологически. Но Homo sapiens эволюционирует и будет продолжать эволюционировать, если только все люди и их гены не будут воспроизводиться одинаково.
9. Благодаря эволюции живые организмы постоянно становятся «лучше»
Не обязательно. В начале истории Земли, несколько миллиардов лет назад, жизнь была очень простой. С тех пор она эволюционировала, становясь всё более сложной и приобретая способность процветать в самых разных условиях. В этом смысле живые существа стали «лучше». Но любое представление об улучшении зависит от предвзятости, связанной с человеком. Вот отрывок из стихотворения «Прогресс» 1923 года, написанного известным биологом-эволюционистом Джулианом Хаксли (сыном «бульдога Дарвина» Томаса Хаксли и братом Олдоса):
Краб дал совет Раку-младшему:
«Знай, чего ты хочешь, сын мой, а затем действуй
Прямо в сторону. Так повелел Бог —
Прогресс идёт вбок; пусть этого будет достаточно».
С другой стороны, дарвиновские ленточные черви
согласны с тем, что прогресс — это потеря мозга, …
В ходе эволюции живые организмы отточили свои навыки, чтобы отлично — или, по крайней мере, удовлетворительно — справляться с жизнью и размножением. Соответственно, ни один вид не «продвинулся» дальше других. У нас развился большой мозг. Признак прогресса? Что ж, летучие мыши развили эхолокацию и способность летать, акулы «продвинулись» дальше нас в плавании и электрорецепции, собаки — в остроте обоняния и слуха, и так далее.
Также заманчиво, но ошибочно полагать, что свободноживущие организмы — особенно позвоночные, такие как мы, — эволюционировали и превзошли этих коварных, прискорбных и «менее компетентных» паразитов. И всё же последних значительно больше, чем первых. Откуда мы это знаем? Потому что внутри каждого позвоночного обитает множество паразитов — от макроскопических червей до множества микроскопических существ. Вскрытие показало, что почти каждое животное является хозяином для целого ряда паразитов. Итак, если изобилие — признак прогресса, то, возможно, в выигрыше паразитизм! А может быть, нам вообще не стоит думать в категориях эволюционного «прогресса».
10. Эволюционная биология не является наукой, потому что это историческое явление, которое невозможно проверить
Биологи делают всевозможные прогнозы, основанные на эволюционной теории, и зачастую они сбываются. В частности, дифференциальное размножение (как в природе, так и в лабораторных условиях) почти всегда приводит к изменениям в популяции, в результате которых некоторые признаки становятся более распространёнными. Эволюционные изменения прогнозируются и наблюдаются в лабораторных популяциях, когда скорость размножения изучаемого вида достаточно высока, и тогда изменения можно наблюдать в течение лет, месяцев, недель и даже — в случае с микроорганизмами — дней. Полевые исследования также зафиксировали огромное количество эволюционных изменений, вызванных естественным отбором.
Многие науки, в частности астрономия и геология, имеют дело исключительно с историческими явлениями (мы не можем экспериментальным путём воздействовать на звёзды или континенты), и тем не менее они проводят впечатляющие эмпирические исследования, часто основанные на подробных наблюдениях и опровержимых прогнозах. И их статус как подлинных наук не вызывает сомнений. Эволюционная биология ничем не отличается. 
Главное изображение: Uncle Leo / Shutterstock