3
Дилемма великих эволюционных переходов и ее решение

С главными эволюционными переходами связан один из важнейших вопросов не только биологии, но также и гуманитарных наук: как в результате естественного отбора может возникнуть альтруизм? В частности, как на каждом из переходов удавалось увеличивать индивидуальную продолжительность жизни организмов и их воспроизводство в условиях конкуренции с другими членами группы, не снижая при этом их приспособленность? Какой эволюционный процесс может одновременно улучшать благополучие всей группы и приносить при этом в жертву интересы (а иногда и жизнь) отдельных ее членов?

Следствия дилеммы великих переходов можно заметить и в биологии, и в истории социального поведения людей. Как можно объяснить героизм солдата, погибшего в битве, или монаха, давшего пожизненный обет нестяжания и воздержания, доведенный до самоотречения патриотизм и проявление религиозной веры?

Те же вопросы появляются и при исследовании роста и воспроизводства клеток, формирующих организм. Некоторые клетки, например клетки эпидермиса, красные кровяные тельца и лимфоциты, запрограммированы на то, чтобы умереть в определенное время и определенным образом для сохранения жизни других клеток. Если этого не происходит в нужное время и в нужном месте, то может развиться болезнь, которая поставит под угрозу все клетки организма. Предположим, одна из множества клеток начинает воспроизводить себя, руководствуясь лишь интересами личного выживания. Тогда ее поведение становится похожим на то, как себя ведет бактерия, помещенная в большую емкость с питательными веществами: она бесконтрольно размножается, производя массу дочерних клеток. Другими словами, клетка превращается в раковую. Почему бы одной из клеток вашего организма или всем триллионам ваших клеток не последовать этому примеру? Почему же клетка, не ведающая о мире, в котором находится, не ведет себя подобно бактерии? И это главный практический вопрос онкологии.

Правило предельной невероятности можно назвать эволюционной «дорогой дракона». «Дорога дракона» была построена на горе Тяньмэнь в китайской провинции Хунань. Она состоит из 99 крутых поворотов и 999 ступеней, уходящих вверх под углом 45°. Завершается маршрут естественной каменной аркой, которую называют «Небесными вратами» и считают запретным мифическим входом в обитель богов. «Дорога дракона» в Тяньмэне – это сложный пеший маршрут, в особенности его крутые ступени. Тем не менее его уже штурмовали даже на мотоциклах и автомобилях. Так же неоднократно преодолевалась и эволюционная «дорога дракона» – по крайней мере полдюжины раз.

Как живым организмам удавалось проходить по этому сложному биологическому маршруту – как появились современные земные виды? Как появилось человечество? Решение дилеммы переходов можно найти во второй дилемме. Вот она: эволюция в результате естественного отбора может происходить очень быстро. Например, рассмотрим определенную форму гена, называемую аллелем (№ 1), конкурирующую со вторым аллелем (№ 2) из поколения в поколение.

Предположим, что частота аллеля № 1 составляет всего 10 % в тот момент, когда он получает преимущество в 10 % над аллелем № 2. Различие может казаться безнадежно малым, но за 100 поколений доля популяции, несущая в себе аллель № 1, увеличилась бы с 10 % до 90 %. Короче говоря, хотя естественный отбор и является очень мощным фактором эпизодических эволюционных изменений, реальное воздействие он оказывал сравнительно редко.

Вторая дилемма: почему, учитывая потенциал естественного отбора, между главными эволюционными переходами проходило так много времени – от нескольких миллионов до нескольких миллиардов лет?

Вообще, можно сказать, что при каждом эволюционном переходе существовали схожие альтруистические ограничения. На уровне возникновения сообщества один эгоистичный муравей или термит может ослабить или погубить всю колонию. Один диктатор-психопат может уничтожить целую нацию. Потенциальное столкновение индивида и группы охватывает все уровни жизни – от клеток до империй. Порождаемые ими конфликты составляют содержание учебников по общественным наукам и постоянно обогащают науки гуманитарные.

Самоограничение и альтруизм противятся научному объяснению, поскольку на первый взгляд кажутся крайне труднодостижимыми в процессе биологической эволюции популяций. Чтобы обладать каким-то влиянием, им необходимо оказывать на каждом из уровней биологической организации (от клеток до сообществ) мощное противодействие уже имеющемуся среди элементов низшего уровня «обычному» естественному отбору.

Например, группе необходимо преодолеть приоритеты отдельного организма и эгоистические личные цели. Хотя рассмотрение вопросов самоограничения и альтруизма в контексте великих эволюционных переходов все еще затруднено в силу их противоречивости и ни одно научное объяснение не дает абсолютно точных и детальных ответов, я полагаю, что сейчас общая картина наконец начала приобретать четкие очертания. Загадка возникновения сообществ из простых наборов организмов уже по большей части отгадана. Прогресс в этой области был достигнут благодаря генетической теории, примененной в ходе экспериментов и полевых исследований. Большая их часть имела место уже в нынешнем веке.

Решение проблемы переходов начинается с понимания огромных масштабов и невероятности (граничащей с невозможностью) получить ответ в принципе. Великие переходы составляют эволюционную «дорогу дракона», проложенную по чрезвычайно труднопроходимым местам.

Также для каждого перехода требовалось невообразимо большое число компонентов (химические составы, простые живые клетки, эукариотические клетки и т. д.), накопление которых занимало целые геологические эпохи – без этого переход на следующий уровень был бы невозможен.

Каждому переходу требовался (или по крайней мере способствовал) многоуровневый отбор – возникновение естественного отбора на уровне групп в дополнение к уровню индивидов. На основании чего мы можем это утверждать?