“Знание–сила” №2, 1997

Валентин Красилов

Эволюция:
Дарвин и современность

для его же блага, разумеется, –

и ознаменовался небывалыми преступлениями против человечности. Людей перевоспитывали в духе равенства и классовой солидарности, освобождали от врожденных дефектов, очищали от неполноценных особей и рас. Эти очистительные порывы отнюдь не угасли и вполне могут вспыхнуть с новой силой. Не стоит удивляться живучести зла: оно постоянно подпитывается попытками делать добро. На исходе XX века западный мир пришел к цивилизованному разделению рационального –

сферы практической жизни –

и иррационального –

сферы духовной жизни. При этом вся этика попала в последнюю, а наука, некогда инструмент духовного развития, оказалась целиком поставленной на службу материальным потребностям. Представления о цели и смысле существования, высшие нравственные ценности черпаются из других источников. Они в результате оказываются вне сферы разума, возможности которого ограничиваются прагматической стороной человеческого существования, оставляя духовную жизнь целиком во власти иррационального. В этой книге я пытался показать, что подобное положение вещей не может считаться нормальным. Задача восстановления единства культуры требует пересмотра отношений между наукой и обществом, ревизии принципов научного исследования и

в первую очередь –

коренной переработки теории эволюции, которая, в известной мере искусственно, удерживается в рамках представлений середины прошлого века.

Теория эволюции органического мира, конечно же, не сводится к механизму естественного отбора. В моих книгах “Эволюция и биостратиграфия” (1974), “Меловой период. Эволюция земной коры и биосферы” (19й 5), “Нерешенные проблемы теории эволюции” (1986) и других дана более общая модель биологической эволюции, основанная главным образом на палеонтологических данных. В книге “Охрана природы. Принципы, проблемы, приоритеты” (1992) я использовал эту модель как теоретическую основу взаимоотношений между человеком и природой. В новой книге меня интересовало в первую очередь подобие различных систем. Я пытался показать, что семиотика, логика, этика, эстетика возникают как системные свойства, подобно генетическому коду, половому размножению, разделению экологических ниш. Продолжив аналогии, можно применить экологические критерии биомассы, продуктивности, накопления омертвевшей продукции (мортмассы), разнообразия к метаэкологическим системам. Название “метаэкология” дано авансом, на будущее, когда эти понятия войдут в рутинный анализ состояния души.

В основе теории Ч. Дарвина лежит несложный механизм конкуренции, о котором смутно догадывались многие, начиная с Эмпедокла и вплоть до Эразма Дарвина, Патрика Мэтгью и Альфреда Уоллеса. Однако для Дарвина он был стержневой идеей, позволившей организовать бесформенные наслоения геологических и биологических знаний. Дарвин всячески избегал вторжения в метафизику и охотно соглашался с тем, что естественный отбор мог быть лишь подсобным средством, с помощью которого Бог совершенствовал свое творение. Однако это средство скорее в духе Зороастра, чем Христа.

Парадокс заключается в том, что Дарвин, этот великий новатор, был в полном смысле слова человеком своего времени и ни в какое другое не порывался. Он исходил из романтического представления о гармонии в природе. Он твердо держался викторианских убеждений и с недоверием относился ко всему французскому, будь то геологические революции Кювье или ламарковский прогресс. Он был не ученым – платным профессионалом французского толка, а человеком науки, джентльменом, проводившим исследования на собственные средства. Он почтительно цитировал Бэкона и старался сойти за добросовестного собирателя фактов, чуждого философским спекуляциям, которые так повредили в глазах общественности сочинениям его деда Эразма. Он искал движущие силы развития в самой природе, а не вне ее – принцип, с помощью которого Галилей в свое время отделил науку от церкви.

А получилось вот что. В этом мире царит не гармония, а борьба за существование, и прав был не Платон, а Гераклит, считавший причиной движения вражду. Артур Шопенгауэр, своеобразно соединивший Гераклита с элеатами, представлял развитие от низших форм жизни к растениям, животным и человеку ступенями объективации иррациональной воли к жизни. Каждая новая ступень утверждается в жестокой борьбе с предыдущей –

природа, как и социум, пронизана ненавистью и враждой. Человек вовсе не совершенен от природы, а себялюбив и жесток, как и положено хищнику. В его судьбе мало что зависит от него самого.

Можно подумать, что Шопенгауэр сделал выводы из “Происхождения видов”. В действительности он умер вскоре после выхода этой книги, как бы передав эстафету Дарвину.

Борьба за существование в природе не позволяла признать природное начало в человеке источником добра, подрывая основы сократовской этики. Если человек не просто испорчен или грешит по неведению, а изначально порочен, то здесь уже не его вина, а того, кто его таким создал. Где же в таком случае нравственный идеал, к которому следует стремиться?

Только чрезвычайно наивные и, скажем прямо, недалекие люди могли думать, что неортодоксальность теории Дарвина состоит главным образом в происхождении человека от обезьяны. Так ли уж важно, каким материалом воспользовался Создатель, и чем обезьяна хуже глины? Задолго до Дарвина великий классификатор Линней нашел сходство между человеком и обезьяной настолько близким, что отнес их к одному отряду. И это не вызвало принципиальных возражений. Если говорить серьезно, то недостаток обезьяньей версии лишь в том, что у европейских народов она никогда не была тотемным животным и даже не фигурировала в овидиевских метаморфозах.

Дарвин не был злым человеком, но теория естественного отбора заставила его, вслед за стоиками и Мальтусом, отбросить сострадание к слабым как тормоз на пути социального прогресса и оправдать уничтожение тасманийцев имперскими войсками: что поделаешь, раз эти туземцы оказались менее приспособленными.

Социологический вывод из теории Дарвина заключался в том, что борьба за существование между людьми, которую ранее считали противоестественной (то есть противной природе, где царит гармония), на самом деле естественна (соответствует основному закону природы) и, кажется, неизбежна. В этом выводе нет ничего нового, если рассматривать его в русле идей досократиков, отчасти вытесненных платонизмом, но никогда не угасавших полностью.

“Кто хочет прожить жизнь правильно, должен давать полнейшую волю своим желаниям, а не подавлять их и, как бы ни были они необузданны, должен найти в себе способность им служить – вот на что ему мужество и разум!” Это не Ницше, а начинающий софист Калликл. Предшественник Дарвина Патрик Мэттью использовал принцип естественного отбора для обоснования естественного права британцев управлять другими нациями. Среди ближайших сподвижников и последователей Дарвина Эрнст Геккель, основатель экологии, был также основателем немецкого национал-романтизма, на почве которого –

увы, таковы исторические факты –

выросла идеология третьего рейха. Альфред Уоллес и Томас Хаксли, посвятивший соотношению этики и эволюции специальную работу (1893 год), полагали, что этика несовместима с естественным отбором и борьбой за существование, и следовательно, не может быть продуктом эволюции, а скорее всего происходит из сфер, недоступных

человеческому разуму.

Карл Маркс отмечал стимулирующее влияние идей Дарвина на развитие его собственной социологической теории, которая, впрочем, не имела ничего общего с социодарвинизмом и даже противостояла ему. Общим было признание борьбы основой развития как в биологии, так и в социологии. Эта древняя Гераклитовская идея пришла к Дарвину от байронических романтиков, а к Марксу –

от германского штурм-унд-дранга. Так или иначе, в отношении борьбы они были единомышленниками, и оба в значительной мере способствовали повороту европейской духовной жизни от Платона к Гераклиту. Однако, если самого Гераклита, прозванного в древности плачущим философом, борьба не радовала, то Дарвин и Маркс смотрели на нее более оптимистически.

Природное неравенство людей неизбежно делает одних жертвами других в борьбе за существование. К такому выводу пришел не только Фридрих Ницше (во втором периоде своего творчества, 1878 –

1882 годы), но и практически одновременно с ним Альфонс Доде (в “Борьбе за существование”, 1889 год), а также студент-медик Лебье, который, убив старуху-молочницу, пытался свалить вину на Дарвина. Имя сего джентльмена стало настолько прочно ассоциироваться с убийством (как позднее имя респектабельного “папаши” Фрейда –

с сексом), что его поминает всуе даже знаток преступного мира Шерлок Холмс.

Дело Лебье в свою очередь послужило материалом для романа Бурже “Ученик” (1899 год), юный герой которого, нигилист (открытие Тургенева, перенесенное на французскую почву), претворяя в жизнь идею философа Сикста (по Сексту Эмпирику?) о замене картезианской концепции души точными научными данными, ставит психологический эксперимент на своей возлюбленной и гибнет вслед за нею.

Этот довольно популярный в свое время роман был одним из эпизодов односторонней войны, которую вели в конце XIX века литераторы против ученых. Правда, ученый и раньше не вызывал особых симпатий, а его занятия служили мишенью обывательского зубоскальства (см. “Посмертные записки Пиквикского клуба”). Однако лишь вторжение биологии в духовную жизнь заставило пророчески заговорить о кризисе науки и ее разрушительном воздействии на человека.

Возник своего рода крестовый поход, участниками которого были Флобер (“Искушение св. Антония”), Доде (“Бессмертный”), Тургенев, Толстой, предсказавший, что мода на Ницше скоро отойдет, как и мода на Дарвина “с его борьбой”. Среди бесовских порождений этой моды самым страшным был “маленький желтый человечек в очках с узким лбом”, некий профессор –

антипод прямодушного Левина, который “никогда не сближал этих научных выводов о происхождении человека как животного, о рефлексах, о биологии и социологии с теми вопросами о значении жизни и смерти для себя самого, которые в последнее время чаще и чаще приходили ему на ум”.

Можно без преувеличения сказать, что великая морализирующая литература второй половины XIX века была реакцией на дарвинизм.

В итоге развитие естествознания привело к кризису науки, этическое значение которой ранее усматривали в том, что она постигает величественную гармонию природы –

образец совершенства как цели человеческого существования. Дарвинизм, отрицая изначальную гармонию и провозглашая борьбу движущей силой развития, лишил естествознание его традиционных этических функций. Более того, в науке стали видеть антипод этики, а ученый все чаще выступал в роли литературного злодея.

Так получилось, что теория происхождения человека от обезьяны не укрепила связи с природой. Напротив, раз природа аморальна, то тем больше оснований отмежеваться от нее. Аморализм отныне стали считать проявлением животного начала в человеке.

Теория в сознании ее оппонентов слилась с метафизической надстройкой, против которой, собственно, были направлены критические стрелы, теперь развившие науку.

Но так ли все мрачно на самом деле или гуманитарии просто склонны преувеличивать полноту естественнонаучных знаний, категоричность и непреложность метафизических следствий?

То, что может быть простительно гуманитариям, непростительно профессиональным естествоиспытателям, нередко, к сожалению, проявляющим излишнюю торопливость в оснащении своих теорий скороспелой метафизикой. Мысль о следовании законам природы может считаться здравой лишь в том случае, если эти законы нам досконально известны; в противном случае она скорее вредна. Не слишком ли торопился Л. Больцман провозгласить эволюционные механизмы, свойственные бактериям, основами социальной этики? Не поспешил ли известный генетик Г. Меллер с пророчеством вырождения человечества от груза мутаций (к 1950 году), поддержкой евгеники и классовой борьбы? И не опрометчиво ли, не найдя морали в природе, впасть в другую крайность и объявить ее исключительной монополией Бога, как это делали сотни “глубоко верующих” ученых?

А. П. Чехов говорил, что ничто не может быть опаснее ученого дурака –

кроме, добавим, неуча, толкующего научную теорию на свой лад. Есть ли противопоставление духовной жизни естественным наукам некая неизбежность, вытекающая из их природы, или это результат недопонимания с той и другой стороны? Как-то в автобусе я завел разговор с католическим священником о том, что богословие сейчас не отрицает эволюционного происхождения человека. “Если вы имеете в виду происхождение человека от шимпанзе, –

заметил прелат, –

то эта теория давно опровергнута”. Ну что тут возразишь: человек действительно не произошел от шимпанзе. Среди тех, кто открещивался от Дарвина “с его борьбой”, очень немногие прочли “Происхождение видов”. В этой книге находили множество недостатков, вплоть до отсутствия чувства юмора. Вместе с тем в ней нет недостатка, наиболее губительного для науки, –

претензии на истину в последней инстанции.

Из того, что нам не дано распознать истину в последней инстанции, не следует, что мы не можем распознать ложь. Известный специалист в области теории познания К. Поппер советует, выдвинув теорию, тут же указать возможные пути ее опровержения, ибо научно только то, что может быть опровергнуто. Ч. Дарвин задолго до него следовал этому принципу, предложив тем, кто хотел бы опровергнуть его теорию, по крайней мере два дискуссионных момента: неполноту геологической летописи и альтруизм в природе. Он утверждал, что эволюция непрерывна. Кажущиеся скачки и катастрофы – это следствие пробелов в геологической летописи (а иначе прав Кювье). Он утверждал далее, что альтруизм в природе невозможен, так как альтруист не оставляет потомства и не передает своих качеств по наследству. Прошли десятилетия, прежде чем кто-либо воспользовался этими подсказками.

Развитие теории эволюции после Дарвина было связано главным образом с выяснением природы исходной изменчивости – материала для естественного отбора, – которую Дарвин считал случайной, то есть не поддающейся объяснению. Появившаяся в начале XX века мутационная теория интерпретировала изменения генов как в полном смысле случайные, то есть непредсказуемые. На уровне целого организма мутации могут давать малозаметные отклонения от нормы, тем не менее, если отклонения благоприятны, они будут поддержаны отбором. Далее, в процессе полового размножения происходит перегруппировка генов как источник рекомбинационной изменчивости. Дополненная этими представлениями эволюционная теория стала называться синтетической.

В то же время остались без ответа вопросы, ради которых, собственно, создавалась теория эволюции: существование видов, их приспособленность к условиям обитания (адаптация) и прогресс, то есть последовательность форм жизни от низших к высшим. Эти вопросы были поставлены еще в древние времена. Проблема вида вытекает из более общей проблемы категорий, которая была основным источником разногласий между Сократом и софистами, Платоном и киниками (признававшими существование конкретной лошади, но не “лошадности”, тогда как для платоников идея реальнее любой лошади). Дарвин склонялся к кинической точке зрения –

условности видов и, таким образом, скорее перечеркнул идею вида, чем прояснил ее.

Приспособленность античные философы объясняли исходной целесообразностью строения организмов (Эмпедокл – Лукреций; в новое время Л. С. Берг и А. А. Любищев) или целесообразным изменением под воздействием среды (Аристотель). Идея непосредственного приспособления – передачи по наследству приобретенных в результате внешних воздействий признаков –

господствовала до конца XIX века (в СССР и Японии – до шестидесятых годов XX века). Ей отдали дань среди многих Ж.-Б. Ламарк и Ч. Дарвин, хотя последний приписывал основное значение косвенному приспособлению –

отбору случайных изменений.

Хотя первые представления об эволюции были навеяны “лестницей природы” и теория эволюции изначально создавалась для объяснения прогресса, эта тема и по сей день остается одной из наименее разработанных, отчасти из-за предубеждения против нее как рассадника метафизики, неуместного в естественных науках морализаторства (что хорошо и что плохо?), антропоцентризма и грубых социологических аналогий. Прогресс –

это движение к лучшему, высшему, но что следует считать лучшим, высшим?

“Лестница природы” у Аристотеля имела такой вид: губки, морские звезды, улитки, насекомые, ракообразные, осьминоги, птицы, четвероногие яйцекладущие и живородящие, кит, человек. Но это не единственный возможный вариант. Например, древнекитайский ученый Чанг-Цу разместил друг над другом водоросли, лишайники, фиалку, кустарники, насекомых, птиц, леопарда, лошадь, человека. Хотя в том и другом варианте человек оказался на вершине, это еще не доказывает, что он в самом деле лучший и высший. В лестнице, построенной муравьем, на вершине наверняка стоял бы муравей.

Известный специалист по поведению животных К. Лоренц предлагает мысленно разрезать салат, потом рыбу, лягушку, мышь, собаку, обезьяну. Нарастающее отвращение – своего рода критерий прогресса. Да, но только при том условии, что на вершине –

мы, так как степень отвращения к вивисекции, очевидно, соответствует сходству страдающего существа с нами. Идея прогресса, безусловно, пронизана антропоцентризмом, но из этого еще не следует, что она вообще неприемлема или что претензии человека на первенство заведомо неуместны.

В самом деле, чем мы лучше салата или хотя бы бактерии? Бактерии способны жить в таких условиях, которые для нас губительны. Наши энергетические потребности по сравнению с бактерией просто чудовищны, а репродуктивный потенциал ничтожен. Бактерии существуют миллиарды лет, и нет причины, почему бы им и дальше не продолжать в том же духе. Наш вид насчитывает не более двухсот тысяч лет и уже поставил свое существование под угрозу. Вот и непонятно, как пишут П. Эрлих и Р. Холм в “Процессе эволюции”, почему ДНК создала для

своего воспроизведения трубкозубов и людей, тогда как бактерии и другие простые организмы, казалось бы, могут не хуже служить этой цели?

Древние видели в окружающем мире отражение человека, в то же время уподобляя жизнь круговращению небесных светил. Более поздняя метафизика воплотила представление о единстве мироздания в едином боге. Мировая история представлялась как падение с высоты зенита, рая, золотого века в бездну Апокалипсиса с последующим возрождением. Христианский девиз: будьте совершенны, как отец ваш небесный, в конечном счете возвращает к исходному пункту, но по окружности очень большой длины, так что в истории появляется вектор –

бесконечное совершенствование.

Если в средние века доминировало предчувствие конца света, то Ренессанс возродил стремление к совершенствованию как основу последующего прогрессизма (Тюрго, Кондорсе, Конт). В новой форме возродилась идея родства всего сущего, в частности человека и природы, с особой силой прозвучавшая позднее у предшественников биологического эволюционизма –

В. Гете, Э. Дарвина, Э. Жоффруа Сент-Илера. Философ Ж. Б. Робинэ считал, что и минералы живые, хотя жизни в них меньше, чем, скажем, в растении или полипе. Он (как и Вольтер: вот уже, действительно, на каждого мудреца довольно простоты) язвительно высмеивал тех недалеких людей, которые видели в окаменелостях – “фигурных камнях”, как их тогда называли, –

остатки настоящих животных и растений. Как палеонтолог не могу отказать себе в удовольствии процитировать следующее высказывание из трактата Робинэ “О природе”:

“Ископаемые животные проводят свою жизнь в утробе земли: они здесь рождаются, питаются, растут, созревают, распространяют свое семя; они здесь стареют, умирают, если их не вырывают из земли. Сопротивление, оказываемое ими нам, когда мы хотим извлечь их из земли, свидетельствует достаточно красноречивым образом о том, какое насилие над ними мы учиняем, и может быть, зло, причиняемое ими затем нам, является местью за это”.

Фигурные камни, по Робинэ, –

это, так сказать, этюды, предварительные попытки творческой силы природы создать растения и животных. Они заполняют брешь между минералами и растениями. А творческая сила природы, набив руку на фигурных камнях, переходит затем к растениям, полипам и, наконец, к человеку. Следы такого метафизического прогрессизма заметны во многих эволюционных теориях, от Ламарка до Тейара де Шардена.

Реальная картина развития жизни много сложнее. Древнейшие остатки ископаемых организмов из горных пород возрастом 3,5 миллиарда лет принадлежат в основном сине-зеленым водорослям – далеко не самым примитивным организмам. Происхождение жизни, следовательно, отодвигается к еще более ранней дате, практически к образованию Земли, около 4–4,5 миллиардов лет назад. Геохимики сейчас полагают, что жизнь могла возникнуть в относительно короткий период существования метан-аммиачной атмосферы с примесью углекислого газа и азота. Большое количество метана и аммиака поступало из недр Земли в атмосферу только до образования земного ядра, в дальнейшем вулканические газы состояли в основном из двуокиси углерода и воды с примесью окиси углерода и водорода, и атмосфера быстро окислялась за счет фотолиза. Метан-аммиачная атмосфера давала сильный парниковый эффект, доводя температуру на поверхности Земли до 300 °С. Из атмосферы в океан ежегодно поступали миллионы тонн различных органических соединений.

Лабораторные опыты показали, что в подобных условиях можно получить все двадцать аминокислот, из которых состоят белки, а также нуклеотиды –

буквы генетического кода. Жизнь возникла в условиях, которые для современной биоты непригодны (это следовало бы иметь в виду при обсуждении вопроса о жизни на других планетах).

В древнейших осадочных толщах содержатся гигантские залежи слоистых железных руд, в образовании которых принимали участие бактериеподобные организмы, еще нуждавшиеся в защите от кислорода. Следующим шагом было появление анаэробных, но не чувствительных к кислороду цианофитов –

сине-зеленых водорослей, многослойные обызвествленные колонии которых находят в древнейших осадочных породах. Совершенствование фотосинтетического аппарата позволило им использовать видимую часть спектра после того, как ультрафиолетовое излучение было ограничено озоновым экраном.

У древних прокариот было достаточно времени для образования сложных симбиотических систем, из которых, возможно, формировались различные типы эукариотических клеток.

Многоклеточные, появившиеся около 700 миллионов лет назад, были мягкотелыми медузообразными формами, не имевшими ни прочного панциря, ни внутренней опоры. Они как-то внезапно обзавелись скелетами на рубеже протерозойской и палеозойской эр, отчасти, может быть, в связи с увеличением подвижности среды (обширное оледенение способствовало развитию циркуляции океанических вод), отчасти из-за усилившегося пресса хищников.

Скелетообразование способствовало освоению различных жизненных зон и ускорило адаптивную радиацию многоклеточных, среди которых вскоре возникли все известные сейчас типы.

Выход на сушу стал возможен с образованием постоянного озонового экрана. В дальнейшем эволюционные новшества были связаны главным образом с освоением этой более трудной для жизни среды. После появления организмов, весь жизненный цикл которых совершается на суше, – наземных насекомых, рептилий, семенных растений –

и сразу же последовавшего за этим вторжения их в воздушный океан и вторично – в море, экспансия биосферы в основном завершилась. Определились основные адаптивные зоны, и эволюция стала более предсказуемой в том смысле, что адаптивная радиация каждой новой господствующей группы повторяет предыдущую, следуя той же устойчивой схеме деления экологического пространства (когда какой-то шутник решил напугать Кювье, нарядившись чертом, тот резонно заметил, что рога и копыта свойственны не хищным, а безобидным растительноядным животным; устойчивость экологической структуры биосферы позволяет “предсказывать” поведение давно вымерших животных по их морфологии).

Следовавшие друг за другом зверозубые рептилии, динозавры, млекопитающие (птеридоспермы – хвойные и цикадофиты – цветковые в мире растений) давали сходные спектры жизненных форм. Но эти смены не были бегом на месте. Какие-то сквозные тенденции прослеживаются, особенно на примере современных доминирующих групп –

млекопитающих и цветковых.

В триасовом периоде мезозойской эры в нескольких группах зверозубых рептилий –

териодонтов –

параллельно накапливались признаки млекопитающих, происходила, как показал Л. П. Татаринов, маммализация. Тогда же возникли протоангиоспермы –

растения, соединяющие признаки голосеменных и цветковых. “Ангиоспермизация” тоже охватила ряд эволюционных линий. В течение примерно 100 миллионов лет эволюция тех и других была заторможена, и лишь в меловом периоде появились как настоящие звери с признаками сумчатых и плацентарных, так и полноценные цветковые. К господству они тоже пришли одновременно, после кризиса на рубеже мезозойской и кайнозойской эр –

словом, весь свой эволюционный путь проделали совместно.

Помимо того что параллелизм господствующих групп отражает общую направленность эволюции экосистем, между ними, вероятно, существовала и непосредственная связь в форме фругивории (питания плодами) и зоохории (распространения плодов и семян животными)

Может быть, в связи с фругиворией у древних млекопитающих развились приспособления к древесному образу жизни. В конце мелового периода среди них появились первые приматы. Расцвету этого отряда –

около 35 миллионов лет назад –

сопутствовало увеличение разнообразия плодов, и наиболее важные эволюционные достижения принадлежат тем приматам, которые предпочитали эту высококачественную пищу. Среди первых антропоидов тоже была относительно долговечная фругиворная линия.

Когда Ч. Дарвин создавал свою теорию, промежуточные формы между высшими обезьянами и человеком еще не были найдены. Сейчас подобные находки исчисляются десятками и тщательно датированы.

Последние 30–

40 тысяч лет наш вид находится в состоянии морфологического стазиса. В этом, казалось бы, нет ничего удивительного. Многие виды животных и растений существуют без заметных изменений сотни тысяч и даже миллионы лет. Парадокс заключается в том, что, не меняясь, мы испытываем ощущение непрерывного быстрого обновления.

В этом уникальность человека, которую Дарвин объяснял его способностью к изготовлению вещей. Второй же автор теории естественного отбора, А. Р. Уоллес, вообще не решался применить ее к человеку, не находя объяснения таким свойствам, как “способность постигать идеи пространства и времени, вечности и бесконечности, способность к глубокому эстетическому наслаждению определенными сочетаниями форм и красок, наконец, способность к отвлеченным понятиям о формах и числах, порождающая математические науки. Каким образом та или иная из этих способностей могла начать свое развитие, если они не могли принести никакой пользы человеку в его первоначальном варварском состоянии?”. Он предположил, что эволюцию человека направляло “высшее разумное существо, подобно тому, как мы руководим развитием домашних животных и растений”.

Так “лестница” с самого ее основания – непонятного тяготения ДНК к трубкозубам и людям (в то время как простейшие не хуже справлялись с ее воспроизведением) и до самых верхних ступеней возводилась какой-то властной силой, предпочитавшей не афишировать своих намерений.

“Знание–сила” №3, 1997

Валентин Красилов

Эволюция:
Дарвин и современность

Дарвин указал два теста для проверки своей теории, и она их не выдержала: и скачки есть – чем полнее летопись, тем они очевиднее, и альтруизм в природе существует – на нем держатся биосоциальные системы, во времена Дарвина еще очень слабо изученные.

Системная теория эволюции изложена в моих книгах “Эволюция и биостратиграфия”, “Нерешенные проблемы теории эволюции”, “Меловой период” и других. Здесь я ограничусь очень кратким ее очерком.

Далее, традиционная теория рассматривает естественный отбор как суммарный результат отбора, протекающего параллельно на разных уровнях – индивидуальном и групповом, между элементами системы (генами, организмами, популяциями и т. д.) и между системами (видами, сообществами и т. д.) при том, что каждый человек – это система, и наоборот. Многоуровневый отбор объясняет проявление альтруизма (может быть, “выгоднее” сократить личный генетический вклад в последующее поколение с целью увеличения группового вклада всех носителей общих генов), островков любви в океане вражды; впрочем, без альтруизма не может быть системы.

В предыдущих работах автора общая направленность эволюции биосферы была интерпретирована как процесс сокращения производства энтропии в открытой системе. Физический смысл производства энтропии применительно к живым системам (или содержащим живые компоненты) заключается в отмирании живой материи в форме гибели организмов, омертвения тканей, опала, вымирания генетических линий и видов. Приложение общих законов развития систем к экосистемам позволяет

лучше понять природу эволюционных процессов, их направленность и объяснить, почему эволюция не остановилась на уроню бактериальных сообществ, а продвинулась дальше по пути наращивания все новых структурных этажей вплоть до человеческой цивилизации.

В библейские 400-летние циклы, исчисляемые сменой поколений, укладываются всемирный потоп, Содом и Гоморра, голод и бегство в Египет, египетские казни и раскрытие Красноморского рифта, вавилонское пленение и рождение Иисуса из Назарета. Потрясавшие европейскую лесную зону нашествия степных кочевников – гуннов, монголов, арабов – имеют ту же периодичность.

Еще в прошлом веке геологи установили, что в истории планеты периодически изменялось соотношение суши и моря, происходило чередование геократических и талассократитеских эпох. В течение первых происходило значительное расширение площади суши, а в течение вторых – морей. Приблизительно в тех же временных пределах чередовались эпохи ледникового и безледникового климата, или, как сейчас говорят, холодной и теплой биосферы (хотя происходило не столько изменение общего количества, сколько перераспределение тепла).

Общепринятого объяснения этих явлений не существует и по сей день. В ротационной модели (см. мою книгу “Меловой период”, 1985) они выступают как результат периодического изменения центробежной силы, действующей на плиты континентальной и океанической коры разной плотности.

Уровни изостатического уравновешивания этих плит то сближаются (низкие континенты, мелководные моря, заливающие их окраины), то расходятся (воздымание континентов, отступление окраинных морей). Эпохи ускоренного вращения Земли характеризуются сжатием полярных областей и расширением низкоширотных, где возникают зоны растяжения со средиземными морями. При замедлении вращения на их месте образуются горные сооружения из тектонических покровов.

Ч. Дарвин писал об ускорении эволюционных процессов в связи с колебаниями уровня моря, но в дальнейшем развитии эволюционной теории эта мысль не нашла отражения. Между тем биосферное значение циклов, когда меняется уровень океана, трудно переоценить. В связи с сокращением суши (до сорока процентов в меловом периоде) происходят весьма серьезные сдвиги.

Во-первых, почти адекватно сокращается вся биомасса (возможное увеличение морской биомассы не компенсирует утрату континентальной).

Во-вторых, поскольку биомасса служит одним из основных стоков атмосферной СО2, содержание углекислоты заметно возрастает, вызывая глобальное потепление.

Внезапные вымирания и появление новых форм жизни, которые Дарвин объяснял пробелами в геологической летописи, на самом деле связаны с описанной выше сменой тенденций когерентной (в устойчивой системе) и

некогерентной (в нарушенной системе) эволюции. Скачки в первую очередь проявляются в резком, подчас катастрофическом сокращении биологического разнообразия – показателя структурной сложности экосистем. К ним приурочены границы геологических эр и периодов, продолжительностью около 180 и 35 миллионов лет.

Первая цифра соответствует галактическому году, и потому возникает мысль о космических воздействиях как основной причине биосферных скачков (или кризисов). Действительно, периодичность скачкообразных эволюционных событий соответствует прежде всего орбитальным периодам прецессий, наклона орбиты, эксцентриситета и их сочетаний – 24, 41, 96, 413 тысяч лет. Затем она отвечает более длинным периодам – колебаниям Солнечной системы около галактической плоскости и обращениям вокруг центра Галактики с периодом в 35 и 180 миллионов лет (также их составляющими продолжительностью в 6 и 23 миллионов лет). В эти периоды Земля испытывает гравитационные воздействия скоплений межзвездного вещества. Космические воздействия служат пусковыми механизмами в цепях взаимосвязанных событий. Их действие в общих чертах выглядит следующим образом.

Земное вещество расслоено на сферы различной плотности. Твердая земная кора к тому же состоит из континентальных и более плотных океанических блоков (плит). В этой системе изменение скорости вращения Земли вызывает рассогласование вращения сфер (и в их пределах блоков или плит). В результате происходят подвижки на границах земного ядра и мантии, мантии и литосферы, океанической и континентальной коры, вызывающие инверсии магнитного поля, вулканизм, изменение рельефа геоида, колебания уровня моря и как следствие – перестройку атмосферной и океанической циркуляции, изменение глобального климата.

Во время кризисов вымирает пятьдесят процентов всех видов и более, но впечатляют не столько эти цифры, сколько внезапное

исчезновение господствующих групп фауны и флоры, какими были динозавры, аммоноидеи, гигантские плауны и хвощи. Вымершие виды, как правило, принадлежали к числу экологически доминировавших, определявших облик наземных и водных систем геологической эпохи в период их процветания.

Понять избирательный характер вымирания помогают закономерности развития экологической системы от пионерией стадии через ряд промежуточных к климаксу, то есть к стадии стабильности и уравновешенности системы. Развитие задерживается на одной из промежуточных стадий, не достигая климакса. При длительном сохранении такой ситуации вымирают преимущественно климаксные виды, которые и являются наиболее характерными, господствующими видами своей эпохи. Пионерные виды, напротив, по своей жизненной стратегии оказываются более устойчивыми к условиям кризиса. Вымирание господствующих форм дает им шанс раскрыть свои эволюционные потенции. Так случилось с млекопитающими после вымирания динозавров. Так в ходе эволюции последние становятся первыми, а первые – последними.

“Знание–сила” №4, 1997

К счастью, для эволюционистов существует множество параллельных линий развития; кроме того, подобные процессы повторяются от эпохи к эпохе —

на разных уровнях организации природных систем, и наконец, существует (пусть ограниченная) возможность начать все сначала.

Менее очевидный параллелизм неродственных организмов выражается в общности основных эволюционных тенденций. Так, млекопитающие животные и цветковые растения развивались под знаком заботы о потомстве. У тех и других основное эволюционное новшество — это специальный продукт питания, молоко и эндосперм, укрепивший связь потомства с материнским организмом. Повышенная активность процессов обмена веществ способствовала развитию терморегуляции в одном случае и эффективной проводящей системы в другом. Наконец, возросшая (по сравнению с предками —

рептилиями и голосеменными) пластичность дала широкие спектры жизненных форм, в том числе водных.

Еще в додарвиновский период был обнаружен удивительный параллелизм: “лестницы природы”, развития эмбриона высших животных, проходящего ряд стадий, которые напоминают более примитивные формы, и палеонтологической последовательности организмов от более древних слоев к более молодым. Это явление, названное Л. Агассисом “тройственным параллелизмом”, доказывало, что есть в природе какая-то универсальность, некая общая идея.

Повторение исторического развития в индивидуальном было сформулировано как особый “биогенетический” закон. В идеале зародышевое развитие должно быть чем-то вроде ускоренного прокручивания киноленты, на которой мелькают сначала некие черви и моллюски, затем рыбы, амфибии, рептилии и, наконец, млекопитающие, все более похожие на человека. В этой киноленте часть кадров вырезана, неразборчива или даже смонтирована в обратном порядке. Наследственная программа развития, как компьютер, уплотняет и сбрасывает информацию. Нередко наблюдается снятие конечных стадий, при котором взрослый организм сохраняет младенческие черты, повторяющие более или менее отдаленных предков (обезьяньи черты у человека).

Сейчас известен и четвертый тип параллелизма —

биоценотический. Развитие биотического сообщества на первой —

пионерной —

стадии характеризуется невысоким разнообразием и небольшой биомассой при высокой продуктивности и значительных “отходах” —

накоплениях отмершего вещества (мортмассы). На последующих стадиях разнообразие, отношение биомассы к продуктивности и мортмассе возрастает, сообщество входит в равновесную климаксную фазу.

Совершенно так же на ранних этапах эволюции биосферы примитивные микробные сообщества характеризовались исключительно высокой продуктивностью и накоплением огромных объемов мортмассы (железорудные формации, строматолитовые постройки и другие) при относительно небольшой биомассе. Сквозная тенденция от появления жизни до наших дней заключалась в увеличении биомассы и биологического разнообразия, тогда как отношение продуктивности к биомассе и накопление мортмассы сокращались.

В том и другом случае главенствующая роль переходит от видов с пионерной стратегией —

активных колонизаторов, быстро размножающихся при высоком уровне смертности и резких колебаниях численности, — к более эффективным в использовании ресурсов среды, способным стабилизировать численность на оптимальном уровне. В том и другом случаях не происходит полного вытеснения пионерных видов, которые в зрелом сообществе выполняют функцию аварийной службы, восстанавливая локальные нарушения.

Хотя слишком прямолинейное сопоставление сообщества с организмом неоднократно подвергалось критике и климакс в отличие от дефинитивной стадии организма в природе выступает большей частью в качестве потенциального состояния, все же повторение эволюционных закономерностей в развитии сообщества позволяет провести аналогию с биогенетическим законом —

повторением исторических стадий в индивидуальном развитии.

Далее, повторяют друг друга пучки расходящихся эволюционных линий, образуемые в последовательные геологические эпохи сменяющими друг друга группами организмов. Сначала рептилии, а затем млекопитающие, заполняя жизненное пространство, разделялись на вегетарианцев и хищников, сухопутные, водные, летающие формы, приобретая при этом заметное сходство со своими предшественниками (рыбами, ихтиозаврами, китообразными). Все эти виды параллелизма имеют общую природу: в них проявляются общие закономерности эволюции систем, и неудивительно, что развитие человеческого общества во многом, подобно биологической эволюции, укладывается в систему параллелизма. Оставив иллюзию собственной исключительности, мы увидим, что законы эволюции действительны и для человеческого вида.

Человек появился на поздней стадии эволюции биосферы как элемент ее биологического разнообразия. Подобно другим биологическим видам, человек на первых этапах своей эволюции взаимодействовал со средой обитания по принципу управления с обратной связью с неизбежными при этом резкими колебаниями численности. Численность регулировалась “сверху” —

хищниками и паразитами, “сбоку” —

конкурирующими видами, “изнутри” —

людоедством и умерщвлением детей, инфантицидом (следы которого остались в мифах) и “снизу” — истощением пищевых ресурсов. По мере того как первые три способа отступали на задний план, последний приобретал все большее значение.

У примитивных организмов стратегия выживания основана на росте численности, у высокоорганизованных — на поддержании популяционного равновесия. Для многих поколений людей прогрессивное общественное развитие прочно ассоциировалось с популяционным и экономическим ростом. Этому способствовало постоянное военное противостояние. Сейчас открывается возможность пересмотреть стратегию роста в пользу равновесия. Настоятельной необходимостью становится стабилизация численности. Если человечество хочет избежать регуляции численности “снизу” — истощением ресурсов, то необходима регуляция “изнутри” и по возможности не людоедскими методами.

Благая весть становится убедительнее, если засвидетельствовать ее четыре раза кряду. Параллелизм — это многократное свидетельство общности всех открытых систем, закономерной направленности их эволюции.

Говоря о происхождении жизни, мы чаще всего имеем в виду какие-то структуры. Но жизнь, по верному замечанию Л. Берталланфи, —

это скорее процесс, чем структура, процесс сохранения неравновесного состояния органической системы извлечением энергии из среды. Органические вещества, попадавшие в океан, вероятно, накапливались в виде нефтеподобной пленки. Основываясь на модельных опытах, можно предположить, что при высокой температуре и под действием ультрафиолетовых лучей здесь возникали протеиноидные микросферы (вроде тех, которые получал американский исследователь С. Факс, нагревая протеиноидную смесь), полинуклеотиды и многослойные мембраны. Считают, что первичной матрицей была

РНК., так как ее удается синтезировать без участия специализированных энзиматических систем.

Отношения между РНК-овыми частицами и протеиноидными микросферами могли складываться по типу хищник — жертва. На это указывает агрессивность вторгающихся в клетку нуклеиновых кислот РНК-овых вирусов, может быть, наиболее древних из сохранившихся до наших дней организмов, способных в то же время вступать в симбиотические отношения с генами хозяина. Первичные РНК-овые частицы также, вероятно, могли превращаться из хищников в симбионтов микросфер. Они таким образом приобретали белковый футляр и благодаря высокой избирательной способности по отношению к продуктам обмена стабилизировали внутреннюю среду микросферы.

Эволюционное решение известного парадокса “курицы и яйца” (для воспроизведения белков нужны нуклеиновые кислоты, для воспроизведения нуклеиновых кислот —

белки, так что же было раньше —

РНК, ДНК или белки?), по-

видимому, заключается в том, что раньше не было ни “курицы”, ни “яйца” в том виде, в каком мы их знаем сейчас.

Взаимоотношения между РНК-овыми, ДНК-овыми и белковыми частицами в ходе их совместной эволюции не оставались постоянными. Не только возрастала взаимозависимость, но происходила переоценка ценностей, превращение цели в средство и наоборот. Белковые тельца служили всего лишь футлярами нуклеиновых кислот. Но от футляров требовалась устойчивость, способность приспосабливаться к различным условиям. Со временем их самоценность возрастала, и теперь уже мысль о том, что ДНК. избрала

для своего воспроизведения трубкозубов и людей, звучит гротескно.

Мы, “футляры”, считаем ее не более чем средством нашего воспроизведения и не без оснований, хотя следы прежних отношений еще различимы в механизмах, обеспечивающих устойчивость воспроизведения генетической матрицы в ущерб “футлярам”. Один из таких архаичных механизмов —

естественная смерть.

Мы располагаем лишь косвенными данными о начальных стадиях органической эволюции, но можем предположить, что уже тогда протекали процессы, неоднократно повторявшиеся в будущем, а именно переход антагонистических отношений в сотрудничество, “сборка” сложных конструкций из готовых блоков и “переоценка ценностей” со смещением отношений “цель —

средство” в сторону формирующейся системы высшего ранга.

Как и в эволюции промышленного производства, решающее значение имело совершенствование технологии, позволявшее осваивать новые источники энергии и переходить на менее дефицитное сырье. Первые фотосинтетики, вероятно, использовали в качестве донора водорода не воду, а сероводород или другие высоковосстановленные соединения. Умение расщеплять воду давало независимость от сырья, запасы которого ограничены. Отходы жизнедеятельности —

кислород, например, —

вначале губительные для жизни, все больше вовлекались в воспроизводство, становясь жизненно необходимыми.

Одно из затруднений, с которым сталкивается теория эволюции, состоит в том, что естественный отбор, повышая приспособленность, ведет в одних случаях к усложнению, в других к упрощению, и если первое считается прогрессом, то второе по требованиям логики должно быть признано регрессом. Это противоречие также разрешается с помощью системного подхода.

В экологической системе с устойчивой структурой на первый план выдвигается взаимодействие элементов, которое ведет к разграничению функций и специализации. У согласованно развивающихся видов при этом складываются отношения дополнительности, сопровождающиеся утратой функций, которые передаются партнерам (упрощение), совершенствованием специализированных органов и появлением механизмов взаимодействия, как у растений и насекомых (усложнение). Интеграция в ряде случаев доходит до симбиоза и превращения как бы в один организм (лишайники). Есть основание полагать, что клеточные органеллы развились на основе симбиоза.

В те годы, когда великие русские писатели-моралисты изливали свое презрение на естественные науки, которые открыли борьбу за существование, и разум, который не мог открыть любовь, русские ученые открыли природу лишайников —

слившихся в единый организм представителей двух царств, растений и грибов (А. С. Фоминцын), а также происхождение клеточных органелл, хлоропластов и митохондрий от бактерий (К. С. Мережковский, Б. М. Козо-Полянский). Однако русская духовность больше ассоциировалась с писателем Д. С. Мережковским, чем с его братом-биологом, и до последнего времени никто не замечал, что в тени Толстого и Достоевского была осуществлена мечта гностиков сделать двух одним: впервые было произнесено слово “симбиогенез”. Много лет спустя американская исследовательница Лин Маргулис обосновала симбиогенетическое происхождение клетки эукариот, а другая американка, Барбара Макклинток, обнаружила подвижные генетические частицы вирусного происхождения, указывающие на симбиогенетическую природу генома.

Многоклеточный организм все еще несет следы симбиотического объединения различных простейших. Не случайно же мы имеем клетки со жгутиками и ресничками. Так в результате самопожертвования —

упрощения и утраты самостоятельности —

вражда превращается в любовь.

Когда о тропическом лесе говорят как об устойчивой системе, то имеется в виду достигнутая этой сложной системой устойчивость внутренних условий, а не устойчивость к внешним воздействиям. Смешение этих понятий приводит к серьезным недоразумениям. Состояние, близкое к стационарному, поддерживается за счет внутренних механизмов регуляции численности видов и легко утрачивается при подключении внешних механизмов —

прямого истребления или подрыва ресурсной базы. К сожалению, подобные системы не обладают достаточной упругостью, чтобы противостоять природным катастрофам и воздействию человека.

С распадом системы эволюционные тенденции оборачиваются вспять. Тонкие механизмы взаимодействия между видами разрушаются, сменяясь грубыми приспособлениями к абиотическим факторам (насекомоопыление ветроопылением). Так, специалист, сделавший блестящую карьеру в области медицины или юриспруденции, попав на необитаемый остров, утрачивает столь необходимые в прежней системе навыки и осваивает первичные профессии охотника, лесоруба, землепашца.

Виды выходят из своей системной роли и оказываются лицом к лицу с неукрощенной стихией, которой на первых порах нечего противопоставить, кроме ускоренного развития и увеличения рождаемости. На смену узкой специализации приходит тенденция к расширению экологической ниши, повышению общей устойчивости к широкому спектру воздействий.

Ускорение развития происходит таким образом, что организмы становятся половозрелыми, еще не достигнув полного развития, иногда на стадии личинки. Признаки незавершенного телесного развития с опережающим созреванием половой сферы обнаруживают практически все предковые формы крупных групп животного и растительного мира. Свойственны они и человеку, который похож не столько на взрослых человекообразных обезьян, сколько на их детенышей. Ускорение как бы снимает конечную фазу развития, а вместе с нею и признаки высокой специализации. Ибо специализированному виду —

верблюду, например, —

удобнее пройти сквозь игольное ушко, чем изменить направление эволюции. И если не будете как дети, не войдете в следующий виток эволюционной истории.

Уже неоднократно отмечалась тавтологичность теории естественного отбора: выживают наиболее приспособленные, то есть те, что выживают. Теория естественного отбора предполагает некоторую данность —

набор параметров среды, к которой необходимо приспособиться. Если организм выживает и успешно размножается, значит он приспособлен. Она не объясняет, почему существа с ограниченной способностью к размножению, например слоны или люди, находятся в конце, а не в начале эволюционных линий.

Более продуктивно, по-видимому, рассмотрение этой проблемы в плане системных целей, ибо приспособленность — это способность существовать в системе. Если цель состоит в энергетической эффективности, то приспособление заключается в сужении экологической ниши (специализации) и сокращении численности до пределов, позволяющих сохранить устойчивость. Поскольку встречи между брачными партнерами становятся при этом более редкими (а с особями близких видов более частыми), то возникает необходимость в приспособлениях, обеспечивающих эффективность оплодотворения и изоляцию от других видов. Так, сложная система тропического дождевого леса содержит миллионы видов, представленных небольшим числом особей.

Нам придется пересмотреть традиционные взгляды на естественный отбор и приспособление. Панглосовское отношение к эволюции, в которой все, что ни случается, к лучшему, заставляет видеть в естественном отборе положительное явление. Будучи основным эволюционным механизмом, отбор как будто должен совершенствоваться, становиться все более объективным. В действительности все высшие организмы (человек не исключение) располагают средствами для смягчения отбора (взаимопомощь, переадресовка агрессии, замена реальной конфронтации на символическую и т. д.). Прогресс закономерно ведет к уменьшению эффективности отбора. Ослабление отбора в человеческом обществе —

не противоестественная, как нередко думают, а вполне естественная и прогрессивная тенденция.

О приспособленности традиционно судят по росту численности. Но быстро размножающиеся организмы могут увеличиваться в числе даже при очень высокой смертности. Их вклад в производство энтропии слишком велик, чтобы их можно было считать по-настоящему приспособленными. Повышение приспособленности следовало бы измерять отношением роста численности к уровню смертности. Тогда мы смогли бы, не впадая в порочный логический круг, определить, кто в самом деле наиболее приспособленный. Мы смогли бы также выбрать среди приспособлений, позволяющих сохранить популяцию, те, которые помогают сделать это с меньшими потерями. Это и есть прогрессивные приспособления.

Это противоречивое понятие нередко отождествляют с эволюцией как таковой. Если каждый раз побеждают все более приспособленные, то на сегодняшний день мы имеем самых приспособленных. Однако еще Вольтер высмеял прогрессистов, считавших, что все к лучшему (как Лейбниц, прототип Пангласа). Еще Дарвин заметил, что многие современные виды (брахиоподы, например) проще и, по всей видимости, примитивнее вымерших. У прикрепленных и паразитических организмов взрослые формы примитивнее своих личинок. И если динозавры победили териодонтов, чтобы в свою очередь потерпеть поражение от родственных териодонтам млекопитающих, то в чем же прогресс?

Оценивая прогресс по исходу конкурентной борьбы, мы неизбежно придем к мысли, что само это понятие имеет смысл лишь в отношении более или менее близких, конкурирующих между собой форм: прогресс рыб —

это совсем не то, что прогресс пчел, и значит, вообще бессмысленно сравнивать рыбу и пчелу, как это делал когда-то К. Бэр. Прогресс тем самым приравнивается к специализации. И в самом деле, специализация в основном необратима, с нею связано большинство предсказуемых изменений (нетрудно предвидеть, скажем, развитие цепких конечностей у древесного животного или перепонок между пальцами у водного). Даже оценки по принципу “лучше — хуже” здесь не кажутся неуместными. Технологически кисть руки человека явно лучше обезьяньей, так как может выполнять гораздо больше операций. Все же многие считают специализацию эволюционным тупиком (“закон Кола”) и почти все считают, что она имеет предел. Во время кризисов специализированные формы вымирают в первую очередь. Простейшие в эволюционном плане гораздо долговечнее, чем появившиеся позднее более сложные организмы.

В биосфере непрерывно происходит отмирание, обесценивание живой энергии — производство энтропии. Прогресс, как и в любой развивающейся системе, заключается в сокращении производства энтропии.