Слепой часовщик. Как эволюция доказывает отсутствие замысла во Вселенной - Ричард Докинз

Глина и камни состоят из крошечных кристаллов. На нашей планете они встречаются в изобилии, и вероятно, так было всегда. Рассматривая поверхность некоторых образцов глины и других минералов в сканирующем электронном микроскопе, можно стать свидетелем завораживающего и прекрасного зрелища. Растущие кристаллы выглядят как клумбы цветков или кактусов, как россыпи розовых лепестков или как миниатюрные спирали, напоминающие поперечные срезы растений-суккулентов. Тонкие органные трубы; сложные угловатые структуры — будто микроскопические оригами из хрусталя; змеевидные образования, похожие на выбросы дождевых червей или на выдавленную из тюбика зубную пасту… А если добавить увеличение, то упорядоченность рисунка станет еще более поразительной. На том уровне разрешения, когда уже видно местоположение отдельных атомов, поверхность кристалла выглядит организованной так же регулярно, как кусок твида с узором елочкой. Однако — и это очень важный момент — у него бывают дефекты. Прямо посередине упорядоченной “ткани” может появиться “шов”, поворачивающий ее под другим углом и задающий узору новое направление. Или же направление может оставаться прежним, но каждый следующий ряд оказывается как бы “сдвинут” относительно предыдущего. Почти всем кристаллам, встречающимся в природе, свойствен подобный “брак”. Если изъян возникает, то он имеет тенденцию воспроизводиться и в последующих слоях кристалла, нарастающих снаружи.

Дефекты могут возникать на поверхности кристалла где угодно. Если вам (как и мне) нравится размышлять о возможностях хранения информации, подумайте о том, что на кристалл можно нанести огромное количество разнообразных трещинок. Все упоминавшиеся здесь расчеты относительно того, что ДНК одной-единственной бактерии способна вместить текст Нового Завета, будут не менее впечатляющими и для большинства типов кристаллов. Преимущество ДНК перед обычными кристаллами заключается лишь в способе, каким эту информацию можно считывать. Но если не думать об извлечении данных, то разработать такой условный код, где нарушения в атомной структуре кристалла символизировали бы двоичные числа, труда не составляет. И тогда можно будет разместить несколько копий Нового Завета на куске кристаллического минерала величиной с булавочную головку. В сущности, именно таким способом, хотя и в более крупном масштабе, хранится музыкальная информация на поверхности лазерных (“компакт-”) дисков. Компьютер преобразует музыкальные звуки в двоичный код. При помощи лазера на зеркальную поверхность диска наносятся крошечные царапины. Каждое такое углубление соответствует двоичной единице (или нулю, обозначения произвольны). Во время прослушивания диска другой лазерный луч считывает расположение царапин, а специальный компьютер, встроенный в проигрыватель, преобразует код обратно в звуковые колебания, которые затем усиливаются и становятся слышимыми.

Хотя сегодня лазерные диски предназначаются главным образом для музыки, на один такой диск можно поместить целиком всю Британскую энциклопедию, а потом точно так же, при помощи лазера, считывать ее. Изъяны в расположении атомов в кристалле намного мельче углублений на поверхности лазерного диска, а значит, теоретически кристалл способен вместить больше информации на единицу площади. Между прочим, молекулы ДНК, чья информационная емкость нас уже впечатляла, сами в чем-то похожи на кристаллы. Но хотя кристаллы глины и способны в принципе хранить информацию в таких же гигантских объемах, как ДНК или лазерный диск, никому никогда не приходило в голову, что они действительно когда-либо ее хранили. В данной же теории глина и другие кристаллические минералы выступают в роли первоначальных “кустарных” репликаторов, впоследствии вытесненных высокотехнологичной ДНК. Они образуются в водах нашей планеты самопроизвольно, без помощи сложной “аппаратуры”, необходимой для синтеза ДНК, и у них самопроизвольно возникают дефекты, некоторые из которых могут реплицироваться в последующих слоях кристалла. Если от кристалла с такой воспроизводимой структурой впоследствии отваливаются кусочки, то они могут служить затравкой для новых кристаллов, каждый из которых “унаследует” структуру своего “родителя”.

Итак, перед нами гипотетический образ кристаллических минералов на молодой Земле, в какой-то мере способных к репликации, размножению, наследственной передаче признаков и мутациям — всему тому, без чего накапливающий отбор начаться не может. Не хватает, однако, еще одного ингредиента — “власти”: природа репликаторов должна каким-то образом влиять на вероятность того, что они будут реплицированы. Говоря о репликаторах вообще, мы видели, что эта “власть” может зиждиться на непосредственных свойствах самого репликатора, на неотъемлемых от него самого качествах типа “липучести”. На таком примитивном уровне слово “власть” кажется едва ли оправданным, и я использую его здесь, только помня о том, чем этот ингредиент станет на последующих стадиях эволюции. Например, способностью змеиного яда (посредством косвенного влияния на выживаемость змеи) распространять ДНК, кодирующую его образование. Чем бы ни были самые первые топорные репликаторы — минералами или непосредственными органическими предшественниками ДНК, — можно предположить, что их “власть” проявлялась за счет таких прямых и примитивных качеств, как липучесть. Более совершенные рычаги власти вроде змеиных зубов или цветков орхидей появились значительно позже.

Какого рода “власть” возможна применительно к глине? Какие случайные свойства глины могли бы повлиять на вероятность того, что данная ее разновидность будет распространяться по окрестностям? Такие “строительные блоки” для глины, как кремниевая кислота и ионы металлов, растворены в воде рек и ручьев, будучи вымытыми — “выветрившимися” — из горных пород, расположенных выше по течению. А ниже по течению они при определенных условиях могут снова выпасть в осадок и образовать глину. (Под “течением” в данном случае подразумевается скорее просачивание и струение грунтовых вод, нежели вольный ход бурлящей реки. Но для простоты повествования я буду использовать общепринятые слова, такие как “течение”.) То, будет выпадать в осадок данный тип кристаллов глины или нет, зависит в числе прочего от скорости и характера движения потока. Однако глинистые отложения сами могут влиять на характеристики потока. Они делают это непроизвольно, изменяя уровень, геометрию и текстуру почвы, сквозь которую течет вода. Представьте себе некую разновидность глины, одним из свойств которой оказалась способность трансформировать структуру почвы таким образом, чтобы скорость течения увеличивалась. В результате этой своей способности наша глина снова будет смыта потоком. Такой сорт глины по определению не слишком “успешен”. Неудачливой будет и та глина, которая так преобразует поток, что создаются благоприятные условия для отложения другой, конкурентной разновидности.

Мы, разумеется, не имеем в виду, будто у глины есть “воля” к жизни. Речь неизменно идет только о случайных последствиях, о событиях, которые просто вытекают из тех свойств, которыми репликатору посчастливилось обладать. Теперь давайте представим себе еще одну разновидность глины. Ту, которая замедляет поток таким образом, что это стимулирует дальнейшее отложение глины того же типа. Очевидно, что этот вариант будет становиться все более распространенным, поскольку так вышло, что он управляет течением себе на “пользу”. Однако пока что мы имеем дело только с одноступенчатым отбором. А может ли тут начаться накапливающий отбор в какой-либо форме?

Зайдем в своих спекуляциях еще немножко дальше и представим себе, как некая разновидность глины увеличивает вероятность своего осаждения, перегораживая поток. Это происходит непроизвольно, вследствие какого-то специфического дефекта ее структуры. В любом ручье, где есть такая глина, образуются мелкие широкие заводи со стоячей водой, а основной поток сворачивается воздвигающейся плотиной в сторону. В этих тихих запрудах откладывается еще больше подобной глины. Вдоль по течению ручья, “зараженного” ее затравочными кристаллами, вскоре образуется целый ряд неглубоких водоемов. Ну а поскольку основное русло изменилось, в засушливый сезон такие водоемы будут иметь обыкновение пересыхать. Подсохшая глина растрескивается на солнце, и ее верхние слои уносятся ветром в виде пыли. Каждая пылинка наследует специфическую структуру породившей ее глины, запрудившей поток, — ту самую структуру, которая сообщила глине способность создавать запруды. По аналогии с генетической информацией, сыплющейся на поверхность канала с моей ивы, можно сказать, что данная пыль содержит “инструкции” по перегораживанию ручьев и в конечном итоге — по образованию еще большего количества пыли. Пылинки разлетаются во все стороны, и весьма вероятно, что каким-то из них доведется упасть в другой ручей, доселе еще не “зараженный” затравочными кристаллами плотинообразующей глины. Как только это произойдет, в новом ручье начнется рост соответствующих кристаллов, и весь цикл осаждения, запруживания, высыхания и выветривания повторится заново.