В поисках компромисса. Было время, когда многие биологи на полном серьезе допускали, что каждый признак любого организма имеет адаптивное значение

Было время, когда многие биологи на полном серьезе допускали, что каждый признак любого организма имеет адаптивное значение, "для чего-то служит". Они рассуждали примерно так: "Хоть мы и не знаем, зачем этому жуку четыре щетинки на задней лапке (а не три и не пять, как у его родственников), но мы знаем точно, что этот признак появился в результате эволюции под действием естественного отбора. Стало быть, для данного жука такое число щетинок является оптимальным. С любым другим числом щетинок он был бы хуже приспособлен к своей среде обитания".

Сейчас так уже никто не рассуждает. Американский эволюционист Стивен Гульд в шутку назвал такие взгляды панглоссианской парадигмой. Панглосс — литературный персонаж (из романа Вольтера "Кандид"), который был убежден, что все к лучшему в этом лучшем из миров.

Попробуем разобраться, почему не работает панглоссианская парадигма. Но сначала я вкратце напомню кое-какие азы эволюционной теории, которые, я надеюсь, уже вполне ясны читателю, добравшемуся до этой главы.

Эволюция, как мы знаем, процесс направленный. Основное ее содержание состоит в постепенном накоплении таких изменений в генах, которые способствуют их (генов) более эффективному тиражированию. Однако мозг Homo sapiens склонен интерпретировать направленные процессы в терминах целе направлености. Поэтому нам удобно думать об эволюции как о процессе, у которого есть "цель", а эволюционирующим объектам приписывать некие "интересы". Помня о том, что все это не более чем удобные метафоры, можно сказать, что целью эволюции является забота об интересах генов. Интересы генов состоят в повышении эффективности своего размножения.

Гены, как правило, живут не поодиночке, а слаженными коллективами — геномами, каждый из которых формирует вокруг себя особую "машину для выживания и размножения" — организм. Все свойства организма, важные для выполнения его главной функции — тиражирования генов, определяются отчасти средой, отчасти самими генами. Поскольку организм у всех генов генома общий, они все одинаково заинтересованы в том, чтобы жизнеспособность организма была высокой и чтобы он получше помогал им себя тиражировать. Это позволяет нам приписать "интересы" и организму тоже. Организм устроен и ведет себя так, как будто он заинтересован в том, чтобы оставить как можно больше жизнеспособного потомства. "Целью" эволюции является всемерное содействие организму в этом начинании.

Вот тут-то и начинаются проблемы. Дело в том, что возможности эволюции по совершенствованию организмов далеко не безграничны. Механизм, лежащий в основе эволюции — избирательное размножение случайных мутаций, повышающих эффективность тиражирования генов (или попросту естественный отбор), — не умеет заглядывать в будущее. Он крайне близорук. Если возникнет мутация, выгодная здесь и сейчас, отбор ее поддержит. Если возникнет мутация, которая здесь и сейчас вредна, но может стать очень полезной в будущем (после того как возникнут еще две-три подходящие мутации), — такая мутация будет безжалостно отсеяна. Поэтому эволюционирующие организмы часто оказываются в ловушке локального максимума приспособленности. Для таких организмов любое небольшое отклонение от их нынешнего состояния вредно. При этом последовательность из нескольких небольших отклонений в определенном направлении смогла бы вывести их в новую область "адаптивного пространства", где для них открылись бы замечательные новые возможности. Но отбор не может просчитать траекторию на шаг вперед, и поэтому все отклонения в любом направлении, в том числе и в этом перспективном, тупо отбраковываются.

Ловушки локальных максимумов приспособленности — лишь одна из причин несовершенства организмов. Есть и другие. Об этом хорошо написал Ричард Докинз в книге "Расширенный фенотип" в главе "Пределы совершенства". Эволюция — бесконечный поиск компромиссов. Невозможно создать организм, который плавал бы в воде как тунец, а по суше бегал как джейран. Невозможно создать организм, который был бы защищен от всех врагов непробиваемым панцирем и одновременно хорошо летал. Прочность панциря положительно коррелирует с его весом, а для полета тело нужно облегчать. За каждую адаптацию приходится платить уменьшением возможностей развития других адаптаций.

Многие признаки "сцеплены" между собой, так что изменение одного признака автоматически приводит к изменению другого. Сцепленность признаков напрямую вытекает из базовых принципов индивидуального развития многоклеточных организмов. Если говорить совсем упрощенно, дело в том, что у любого организма признаков гораздо больше, чем генов в геноме. Например, в мозге человека примерно 10¹⁴-10¹⁵ синапсов, каждый из которых вполне можно рассматривать как отдельный фенотипический признак (отчасти приобретенный, то есть зависящий от обучения, но отчасти и врожденный — зависящий от генов). При этом число генов в человеческом геноме — лишь около 2,5 х 10⁴.

Поэтому большинство генетических мутаций меняют не один, а сразу много признаков. В результате отбор, действующий на один признак, автоматически меняет и другие признаки. При этом только изменения первого признака являются адаптивными (только они "зачем-то нужны"), а все остальное — побочные эффекты.

Например, когда академик Д. К. Беляев и его сотрудники попытались вывести породу черно-бурых лисиц, дружелюбно настроенных к человеку, это удалось сделать, но в "нагрузку" к дружелюбию ученые получили целый букет побочных эффектов: вислые уши, хвост бубликом, низкое качество меха. А ведь "адаптивным" для лисиц было в данной ситуации только дружелюбие: только этот признак влиял на их репродуктивный успех в условиях эксперимента. По-видимому, дело в том, что развитие всех этих признаков контролируется одними и теми же гормонами. Отбор "зацепился" за какие-то генетические варианты (аллели), влияющие на гормональную регуляцию развития эмбриона.

Все эти ограничения распространяются и на эволюцию человека. Естественный отбор не может создать примата с быстрым, объективным, глубоким, никогда не ошибающимся разумом. Такой примат либо не пролезет ни в какие родовые пути, либо будет рождаться настолько недоразвитым и иметь такое долгое детство, что у родителей не хватит сил поставить его на ноги. А если даже и хватит, все равно за свою жизнь они сумеют "поднять" слишком мало таких башковитых детей, чтобы обеспечить устойчивое воспроизводство. В итоге крупноголовые формы будут вытеснены из популяции более эффективно размножающимися мелкоголовыми.

Поэтому вот так и живем. Что есть, тем и думаем. Эволюция выпустила нас в новый мир — мир культуры — с мозгом, размер и возможности которого были, с учетом всех ограничений, оптимальными для эффективного тиражирования генов людьми древнекаменного века. А вы чего хотели?

Лично я решительно не удовлетворен. Мне мало семи регистров рабочей памяти. Я хочу сто регистров, а лучше тысячу. Никому нет дела. Как говорится, хотеть не вредно.

Мы — удивительное и в некотором смысле даже высшее порождение эволюции. Но при этом мы и ее жертвы (много интересных фактов о несовершенстве нашего мышления читатель найдет в книге Дж. Лерера "Как мы принимаем решения", недавно опубликованной на русском языке, а также в не переведенной пока книге Дэна Ариэли "Predictably Irrational" (2008)).