Дарвинизм в XXI веке

«Казус семги» опровергает и другую версию — что «одноразовость» — де позволяет увеличить долю ресурсов, вкладываемых в потомство, и потому произвести больше икринок или/и обеспечить каждой из них больший запас питательных веществ. Ни число икринок, выметываемых особью за один нерест, ни их средний размер или содержание в них запасных веществ у «многоразовых» и «одноразовых» рыб достоверно не различаются, но при этом поскольку «многоразовые» приходят на нерест неоднократно, то и общее число произведенного каждой рыбой за всю жизнь потомства оказывается существенно больше.

Словом, с какой стороны ни посмотри, получается, что запрограммированная смерть после нереста не только не дает никаких преимуществ, но и наоборот — выглядит явно проигрышной стратегией по сравнению с отсутствием таковой. Как такой механизм мог возникнуть в эволюции — совершенно непонятно. Но это еще полбеды — можно предположить, например, что он возник как адаптация к каким-то факторам, действовавшим во время формирования современных видов лососей, но отсутствующим сейчас.

Настоящая проблема — как этому феномену удается сохраняться сейчас? Как мы уже знаем, любой физиологический механизм, не поддерживаемый постоянно естественным отбором, быстро распадается из-за накопления мутаций. Еще быстрее должен деградировать механизм, против которого работает естественный отбор. Но даже если бы мы этого не знали, достаточно одного того факта, что глохидий как-то блокирует эту программу. Вряд ли он проделывает для этого какие-нибудь сложные многоэтапные манипуляции — скорее всего он эволюционно нащупал какое-то ключевое звено программы, которое можно вывести из строя одним простым действием (скажем, выделив вещество, связывающее какой-нибудь «гормон смерти» — химический сигнал, запускающий разрушение тканей лосося). Но если такое звено существует — оно должно хотя бы изредка ломаться, выходить из строя и без вмешательства паразита, просто в результате мутаций. И тогда особи с такими мутациями должны получить преимущества перед «нормальными» собратьями, обреченными умереть после первого же нереста, и быстро вытеснить их.

Однако этого не происходит. Одни особи семги живут долго и многократно приходят на нерест. Другие живут только до наступления зрелости, а затем, отнерестившись, гибнут. Такое положение существует на протяжении по крайней мере сотен поколений, и никто никого не вытесняет.

Это противоречит уже не только духу, но и букве теории — если не дарвинизму как таковому, то, во всяком случае, наиболее распространенному сейчас «геноцентрическому» подходу к эволюции. Те, кто читал книги Ричарда Докинза, вероятно, вспомнят его страстные и убедительные рассуждения о том, что естественный отбор неизбежно должен поддерживать признаки, вредные для вида или популяции, но при этом повышающие вероятность размножения той особи, у которой они появились[162]. С выводами уважаемого ученого трудно не согласиться — тем более что в живой природе мы видим множество подтверждений его тезиса. Но вот, оказывается, есть и примеры обратного: по каким бы причинам ни возникла в эволюции проходных лососей программа самоуничтожения, любая мутация, которая ее инактивирует, позволит своему носителю очень сильно увеличить свой генетический вклад в следующее поколение лососей. И если верна гипотеза Валерия Зюганова, это означает, что инактивировать эту программу можно и даже, вероятно, не так уж трудно. Но вопреки всем рассуждениям корифея (и стоящим за ними классическим концепциям социобиологии) мы не видим стремительного распространения в популяции таких мутантов. Почему?

Справедливости ради следует сказать, что гипотеза Зюганова сегодня хотя и имеет немало сторонников (в том числе и среди европейских зоологов) и получила ряд косвенных подтверждений, отнюдь не является бесспорной. Некоторые весьма авторитетные ученые (в том числе ведущие российские специалисты по пресноводным жемчужницам) отрицают какую-либо связь способности атлантических лососей к многократному нересту с заражением их личинками жемчужниц[163]. И в качестве одного из аргументов они приводят примеры конкретных нерестовых рек, в которых жемчужницы не живут, но при этом доля рыб, приходящих на нерест повторно, весьма высока. Не берусь судить, кто прав в этом споре, но если семга все-таки может избежать самоуничтожения и без помощи благодетельного паразита — тем более удивительно, почему эта способность не распространилась на всю популяцию.

Феномен многократного нереста семги выглядит загадочным, но при этом уникальным в своем роде случаем[164], курьезным исключением из общего правила. Однако есть и другие сходные примеры. И по крайней мере один из них известен всем: биология саранчи.

С давних пор люди не могли понять: почему саранча никогда не встречается поодиночке? Почему она может существовать только в виде огромных стай? Откуда берутся эти стаи и куда деваются в промежутках между нашествиями?

Эта загадка саранчи была разгадана лишь около ста лет назад. Замечательный русский энтомолог (и впоследствии кавалер британских орденов Святого Георгия и Святого Михаила) Борис Уваров обратил внимание на то, что в местности, где появилась саранча, не удается найти определенный вид безобидных одиночных кобылок. Как известно, саранча тоже относится к подотряду кобылок — это несколько видов кобылок, способных образовывать огромные стаи и мигрировать на большие расстояния. Однако тех кобылок, которых «недосчитался» Уваров, никто в то время с саранчой не связывал — их относили к другому виду и даже другому роду, хотя и в том же семействе.

Дальнейшие исследования Бориса Петровича показали: все виды саранчи — это лишь иные жизненные формы некоторых видов одиночных кобылок. Если вышедшие из яиц личинки кобылок[165] слишком часто встречаются с себе подобными (это обычно случается, когда вслед за несколькими благоприятными годами наступает засушливый и расплодившиеся личинки волей-неволей вынуждены стягиваться на «островки благополучия» — чаще всего к берегам водоемов), их развитие резко меняется: они растут быстрее, чем обычные личинки, приобретают другую окраску и (после последней линьки) заметно более крупные крылья. А самое главное — они гораздо активнее, беспокойнее, больше двигаются и испытывают потребность собираться в большие скопления. Процесс идет лавинообразно, по механизму положительной обратной связи: активно двигаясь и кучкуясь, личинки еще сильнее мозолят глаза друг другу — и тем неотвратимее развиваются в саранчу. Часто они трогаются в путь, даже не дожидаясь последней линьки, которая даст им крылья, — и тогда можно видеть огромные стаи (так называемые кулиги) бескрылых «кузнечиков», упорно бредущих в избранном ими направлении. А обретя крылья, эти насекомые поднимаются в воздух и могут улететь за многие сотни километров, сея опустошение. Их поход грозит бедой практически всем обитателям тех мест, где эта стая приземлится: уничтожая почти всю зеленую массу, саранча фактически разрушает местные пищевые цепочки, обрекая на голод местных растительноядных животных, а вследствие этого — и хищников. (Разумеется, в это время ее в огромных количествах поедают все, кто хотя бы в принципе способен питаться животной пищей, — от хищных насекомых до домашних овец. Но в каждом конкретном месте этот пир продолжается всего несколько дней, а уничтоженными оказываются плоды как минимум целого вегетационного сезона.) Однако и самим саранчукам он не сулит ничего хорошего: те из них, кого не сожрут хищники, не убьют люди, пытающиеся защитить свои посевы, и не забросит ветром в открытый океан, с наступлением осени все равно умрут — так же неотвратимо, как тихоокеанские лососи после нереста.

Правда, с самим «нерестом» дела у стайной саранчи обстоят гораздо хуже, чем у лососей. Хотя во время своих «походных привалов» эти насекомые находят время и для спаривания, оно обычно кончается ничем. Дело в том, что саранча, будучи в гастрономическом отношении практически всеядной (она пожирает не только любые части любых растений, которые только в состоянии сгрызть, но и ткани и другие изделия из растительных волокон), довольно привередлива в выборе мест для откладки яиц. Ей требуется мягкая, достаточно увлажненная почва в местности с жарким засушливым климатом. Такое сочетание условий встречается нечасто и на очень ограниченных территориях (обычно это земли, прилегающие к степным и пустынным рекам и озерам). Вероятность того, что стая, летящая куда глаза глядят, найдет такое благословенное место раньше, чем вся погибнет, невелика. Правда, во время миграций оплодотворенные самки постепенно снижают требования и нередко откладывают яйца в местах, хотя бы отдаленно похожих на нужные. Но как показывают наблюдения, образующиеся таким образом «метастазные» популяции саранчи существуют не более нескольких лет. Иными словами, в генетическом отношении наводящие ужас огромные стаи представляют собой тупик: гены всех входящих в них особей будут практически неизбежно потеряны — если не сразу, то через считаные поколения.

Сама такая «двухипостасная» биология оказалась для науки того времени совершенно ошеломляющим сюрпризом. Но с ее биологическим смыслом поначалу никаких проблем не возникло. В 1921 году, когда Уваров обнародовал свое открытие, эволюцию «по умолчанию» рассматривали как процесс, направленный на благо вида. С этой точки зрения феномен саранчи выглядит как остроумное решение проблемы вспышек численности (за которыми неизбежно следуют распространение болезней, подъем численности хищников, а главное — подрыв собственной кормовой базы). Саранча просто сбрасывает свои «демографические излишки» в другие экосистемы, тем самым перекладывая на них все сопряженные с этим издержки и проблемы. Кроме того, перелетная форма несет и расселительную функцию: если какая-то из мигрирующих стай все-таки наткнется на подходящий для данного вида кобылок, но не заселенный им биотоп, она может его колонизировать. Но это — редкая удача, главное же — что чрезмерно размножившиеся кобылки не сожрут все свои обычные кормовые растения в родных местах. А популяция там восстановится за счет тех немногих особей, которые почему-либо не были вовлечены в самоубийственную миграцию.

Но с точки зрения современных представлений, ставящих во главу угла не «благо вида», а вероятность размножения и перехода в следующее поколение конкретных версий конкретных генов, существование такого механизма попросту невозможно. Любая мутация, выводящая из строя «переключатель» программ развития (как бы он ни был устроен), будет давать своему обладателю огромные преимущества: он не погибнет бесплодно в дальних краях, а останется дома и передаст свои гены потомкам. Причем доля его потомков от общего числа особей следующего поколения, скорее всего, будет весьма значительной, поскольку таких, как он — оставшихся и переживших исход, — будет очень немного. При таких условиях мутанты, неспособные развиваться в саранчу, должны быстро вытеснить обладателей исправного «переключателя». Однако же этого не происходит. И значит, либо мы не заметили чего-то важного (например, жесткого отбора против «постоянно-оседлых» мутантов в периоды между вспышками численности), — либо в наших теоретических представлениях что-то не так.

Возможно, именно такого рода примеры заставили одного из основателей социобиологии Эдварда Уилсона в последние годы пересмотреть свои прежние взгляды и вновь ввести в рассмотрение понятие группового отбора (то есть отбора на такие особенности строения или/и поведения, которые, снижая шансы своего обладателя на выживание, в то же время повышают шансы на выживание той группы особей, к которой этот обладатель принадлежит) — невозможность которого он и его единомышленники пытались доказать в течение добрых тридцати предыдущих лет. Правда, феномен саранчи (а тем более — жизненную стратегию проходных лососей) не так-то просто объяснить даже и с позиций группового отбора. Но модели, допускающие его существование, по крайней мере, не содержат прямого запрета этих феноменов.

* * *

Подведем итоги. Как уже было сказано выше, приведенная здесь небольшая коллекция примеров, не находящих объяснения в современной эволюционной теории, не претендует на полноту или хотя бы представительность. Помимо всего прочего, полный обзор таких казусов с пояснениями, в чем состоит странность каждого, составил бы отдельную книгу. Вероятно, такая книга была бы весьма интересной и поучительной, но это была бы совсем другая книга — не та, которую вы держите в руках.

Я же привел эти явления просто как примеры того, что современная теория эволюции, несмотря на все ее огромные успехи, вовсе не представляет собой универсальное решение всех проблем. Как и во всякой живой и развивающейся теории, в ней есть свои трудности, уязвимые места, пробелы и нерешенные задачи.

Никто сейчас не может сказать, когда тот или иной из этих феноменов будет убедительно объяснен. Но нет и никаких оснований считать, что этого не случится никогда. История эволюционной теории знает случаи, когда феномен, долгое время остававшийся загадкой и вызовом для ученых, вдруг получал простое и красивое объяснение в свете новых фактов или/и новых гипотез. Так, например, загадка происхождения биолюминесценции (свечения живых организмов), интриговавшая еще самого Дарвина, обрела неожиданное и элегантное решение после того, как в палеоэкологии утвердилась идея «кислородной революции» — пережитого некогда биосферой превращения из анаэробной в аэробную.

Возможно, кто-то из читателей отнесется к приведенным мною примерам как к своего рода интеллектуальным загадкам и попробует найти собственное объяснение для них. Что ж, эволюционная биология — не тайная священная доктрина, к которой допускаются только посвященные. Каждый вправе обсуждать и осмыслять накопленные ею факты и идеи. Советую только помнить, что в современной науке очень трудно высказать совершенно новую — хотя бы даже и неверную — содержательную идею. Так что прежде, чем обнародовать плоды своих размышлений (а еще лучше — прежде, чем пускаться в сами размышления), было бы разумно ознакомиться с тем, что уже было высказано учеными по соответствующей теме.

Мы же возвращаемся к основному предмету данной книги. Итак, ни конкурирующие теории, ни нерешенные проблемы не смогли поколебать теорию эволюции, основанную на идее естественного отбора. Теперь нам предстоит выяснить, как она вписывается в общую научную картину мира. И в первую очередь — насколько она согласуется с тем, что узнали об устройстве и функционировании живых организмов другие, более молодые области биологии.

Часть III. Главная теория биологии