Книга: Восхождение на гору Невероятности
Назад: Глава 7 Эмбриональный калейдоскоп
Дальше: Глава 9 Робот-репликатор

Глава 8
Пыльца и самоуправляемые ракеты

Однажды мы ехали с моей шестилетней дочкой Джульет по загородному шоссе, и она показала мне на цветы у обочины. “Как по‐твоему, зачем они нужны?” – спросил я ее. Она ответила весьма рассудительно. “Во-первых, – сказала Джульет, – чтобы было красиво, и потом, чтобы пчелы могли делать для нас мед”. Ее слова растрогали меня, но, к моему большому сожалению, я был вынужден объяснить ей, что она ошибается.
Моя девочка ответила примерно так же, как ответили бы многие взрослые, жившие в разные времена. На протяжении веков люди полагали, что всякие твари существуют ради нашей пользы. Это ясно прописано в первой главе книги Бытия. Человеку дано право “владычества” над всем живым, а звери и растения должны услаждать нас и служить нам. Как обоснованно пишет сэр Кит Томас, историк, в своей книге “Человек и природа” (Man and the Natural World), эта идея царила в средневековом христианстве и сохраняется по сей день. В XIX веке преподобный Уильям Кирби уверял, что вошь является необходимым условием стремления к чистоте. По мнению епископа Джеймса Пилкингтона, жившего в эпоху Елизаветы I, дикие звери воспитывают в людях отвагу и дают им шанс поупражняться в воинских искусствах. В XVIII веке некий автор писал, что слепни созданы для того, “чтобы люди, защищаясь от них, тренировали свой ум и развивали промышленность”. Омарам дан твердый панцирь, чтобы мы научились аккуратно вскрывать клешни, прежде чем приступить к трапезе. Еще один набожный автор средневековья рассуждал о пользе сорняков – дескать, усердный труд на прополке облагораживает нас.
Считалось, что животным позволено разделить с нами наказание за первородный грех. Кит Томас в связи с этим цитирует епископа XVII столетия: “Что бы ни случилось с ними плохого – это наказание не им, а отчасти нам”. Надо полагать, это должно их утешить. В 1653 году Генри Мор утверждал, что крупному рогатому скоту и овцам жизнь нужна прежде всего для того, чтобы мясо оставалось свежим до тех пор, “пока мы не проголодаемся”. Согласно такой идеологии семнадцатого века, животные, очевидно, хотят только одного – попасть к нам на стол.
      К вам куропатки с голубями,
      Как к Ною, прилетели сами,
      И бык с ягненком на убой
      Пришли покорно к вам домой,
      И все животные Земли
      Себя вам в жертву принесли.

В романе “Ресторан «У конца вселенной»”, который входит в научно-фантастическую сагу “Автостопом по галактике”, Дуглас Адамс высмеял людское самомнение в футуристически абсурдной сцене. Как только герой и его друзья уселись за столик в ресторане, к ним, подобострастно кланяясь, подрулило крупное четвероногое и с приторной вежливостью предложило себя на обед. Его породе, объяснило животное, целенаправленно привили желание быть съеденным, а заодно способность четко и недвусмысленно формулировать свое желание: “Лопатки кусочек не желаете?.. Тушеной, под соусом из белого вина?.. Огузок тоже настоящий деликатес… Я много работал над ним, меня откармливали зерном, мясо получилось высший сорт”. Артур Дент, как наименее искушенный член галактической компании, пришел в ужас, однако его приятели заказали по солидному бифштексу, и приветливое создание рысцой поскакало в сторону кухни на убой (гуманным методом, добавило оно, ободряюще подмигнув Артуру).
Дуглас Адамс сочинил откровенную комедию, но вот вам выдержка из современной брошюры, которую мне прислал один из многих креационистов, с кем я переписывался; я привожу текст дословно, и, насколько я понимаю, здесь нет ни капли юмора.
О банане можно сказать следующее:
1. Его форма удобна для человеческой руки.
2. Его поверхность не скользкая.
3. По его внешним признакам можно судить о качестве внутренней части: зеленый цвет означает неспелость, желтый – идеальную спелость, черный говорит о том, что фрукт перезрелый.
4. Чтобы банан было удобно чистить, у него есть заостренный кончик.
5. “Обертка” (кожура) хорошо снимается по разметке.
6. “Обертка” биоразлагаемая.
7. Его форма удобна для рта.
8. Сужающийся конец удобно входит в рот.
9. Он приятен для вкусовых рецепторов.
10. Он загнут к лицу, что облегчает процесс поедания.
В нашей культуре до сих пор доминирует идея подчинения всего живого нашей выгоде, даже в тех случаях, когда для этого не осталось никаких оснований. Теперь же в интересах науки надо найти другую, не антропоцентричную, систему описания природы. Если и говорить, что животные и растения пришли в этот мир с какой‐то целью – а такое преувеличение допустимо, – то уж точно не ради блага людей. Нам следует научиться смотреть на мир нечеловеческими глазами. Что касается цветов, c которых мы начали этот разговор, пожалуй, разумнее взглянуть на них глазами пчел и других существ, участвующих в опылении.
Вся жизнедеятельность пчел разворачивается в пестром мире цветов, источающем сладкие запахи и нектар. Я имею в виду не только медоносных пчел – есть еще тысячи различных видов, и все они полностью зависимы от цветов. Их личинки питаются пыльцой, а “моторчики” взрослых особей могут работать на единственном виде топлива – на нектаре, который им тоже поставляют только цветы. “Поставляют им” – не праздная фигура речи. В отличие от нектара, пыльца нужна не только для обеспечения ею пчел, растения производят ее в основном для собственных нужд. Пчелы оказывают ценные услуги по доставке пыльцы с цветка на цветок, и за это им позволяется ее есть. Но совсем другое дело – нектар. Кроме как кормить пчел, больше его производить незачем. Нектар вырабатывается в огромных количествах исключительно для приманивания и питания пчел и прочих насекомых-опылителей. Пчелы усердно трудятся за нектарное вознаграждение. Чтобы получить фунт клеверного меда, пчела должна облететь десять миллионов цветков.
“Цветы существуют для того, чтобы обеспечивать нас пыльцой и нектаром”, – могли бы сказать пчелы. Даже они были бы не совсем правы. Но если люди думают, что цветы созданы исключительно им на радость, то у пчел гораздо больше прав на такое мнение. Можно было бы даже сказать, что цветы – во всяком случае, самые яркие и красивые— такие яркие и красивые именно по той причине, что за ними “ухаживают” пчелы, бабочки, колибри и другие труженики лугов. В основу этой главы легла моя лекция, которую я назвал “Ультафиолетовый сад”. Это аллегория. Ультрафиолетовый свет невидим для нас. Его различают пчелы, причем как определенный оттенок – так называемый пчелиный фиолетовый. Глазам пчел цветы предстают в ином цвете (рис. 8.1). И чтобы выяснить, какой же прок от цветов, мы тоже будем изучать их с точки зрения не человека, а пчелы.

 

Рис. 8.1. (а) фото энотеры, Oenothra, сделанное при естественном (для человека) освещении; (b) тот же цветок, сфотографированный в ультрафиолетовом свете (видимом для насекомых и не видимом для нас), – в середине появился узор в виде звезды. Вероятно, этот узор указывает насекомым, где искать нектар и пыльцу.

 

“Ультрафиолетовый сад”, играющий на “странностях” пчелиного зрения, – это просто аллегория, которая помогает нам взглянуть под другим углом на вопрос о том, кто (или что) получает пользу от существования цветов и вообще всех живых созданий. Цветы, будь у них глаза, видели бы еще более ненормальный в нашем понимании мир, чем пчелы с их недоступным нам ультрафиолетовым фильтром. Какими видели бы пчел растения? Какая, с точки зрения цветов, польза от пчел? Пчелы – это самоуправляемые ракеты для переноса пыльцы с одного цветка на другой. Этот тезис требует объяснений.
Начнем с того, что преимущества перекрестного опыления основаны на общих принципах генетики. Если у растений происходит самоопыление, то пропадают все плюсы полового размножения – какие именно, можно обсудить отдельно. Если женские цветки дерева опыляются пыльцой с его же мужских цветков, ему тоже не имеет смысла волноваться об опылении. В этих случаях наиболее эффективный вариант размножения – производство вегетативных клонов. Разумеется, многие растения так и живут, и можно выдвинуть аргументы в пользу такого способа. Однако, как мы уже знаем, иногда находятся еще более веские аргументы в пользу перетасовки генов разных растений одного вида. Чтобы объяснить это подробно, нам пришлось бы надолго отвлечься от основной темы, но, очевидно, игра в половую рулетку сулит немалый куш, иначе естественный отбор не подогревал бы так страсти в животном и растительном мире. Но если перетасовать свой набор генов со вторым таким же, взятым у себя самого, а не у стороннего партнера, выигрыш практически обнулится.
Для растений цветки ценны только своей способностью обмениваться генами с другим растением, которое имеет отличный от их собственного набор генов. К примеру, травянистые растения часто прибегают к помощи ветра. Воздух перенасыщен пыльцой, лишь малая часть которой благополучно достигает женских органов цветков своего вида, а все остальное достигает носов и глаз многострадальных аллергиков. С определенной точки зрения, бессистемный метод опыления крайне неэкономичен. Зачастую гораздо целесообразнее использовать крылья и мускулатуру насекомых или других живых опылителей, таких как колибри. Тогда пыльца с большей вероятностью попадет к “целевой аудитории”, а следовательно, ее понадобится меньше. С другой стороны, придется потратиться на привлечение насекомых. Часть средств идет на рекламу – яркую окраску лепестков и манящие ароматы. Часть – на взятки нектаром.

 

Рис. 8.2. Мимикрия орхидеи под насекомое. Ophrys vernixia.

 

Для насекомого нектар – это первоклассное авиатопливо, и его производство дорого обходится растениям. Некоторые растения прибегают к рекламным хитростям и тем самым сокращают расходы. Лидеры в этой области – орхидеи, чьи цветки и видом и запахом напоминают самок насекомых. Самцы пытаются совокупиться с цветком (рис. 8.2) и незаметно для себя либо принимают груз – комочки пыльцы, либо сбрасывают эти комочки в конечном пункте путешествия. Существуют “пчелиные” орхидеи, цветок которых мимикрирует под самку пчелы, а также орхидеи, специализирующиеся на имитации самок мух или осы. Одна из орхидей, мимикрирующих под осу, называется очень правильно – молоточковая орхидея (дракея). У нее (не зря она называется молоточковая!) на определенном расстоянии от той части цветка, где формируется пыльца, на изогнутом пружинистом стебельке висит, покачиваясь, своеобразное чучелко осы (рис. 8.3). Самец садится на чучелко, и сразу срабатывает пружина. Эта пружина начинает ритмично, с силой, раскачивать самца и бить его о “наковальню” цветка, где и хранится запас пыльцы. Когда ему наконец удается вылететь на свободу, оказывается, что к его спине прикреплены два пыльцевых мешочка.
Орхидея кориантес – не менее коварное растение, она действует примерно так же, как насекомоядная саррацения, но с одним существенным отличием. Ее цветок выделяет солидную порцию душистого нектара, аромат которого напоминает половой аттрактант, феромон, выделяемый самками пчел определенного вида. Самцы летят на призывный запах и падают в цветок, рискуя потонуть. Единственный путь к спасению – узкий туннель. Не желая расставаться с жизнью, пчела наконец находит его и пробирается к выходу. На дальнем конце туннеля, у выхода, располагается самая труднопроходимая его часть. Пройдет несколько минут, прежде чем самец проползет сквозь этот участок. В последнем рывке он получает ровно себе на спину два шарика пыльцы. Дальше он улетает – и, битый, но не поумневший, снова падает в другую орхидею. Снова едва не тонет, отчаянно карабкается по туннелю и задерживается на выходе. За это время вторая орхидея разгружает его – процесс опыления завершен.
Не стоит переживать из‐за того, что пчела не извлекла урока из печального опыта. Мы снова должны побороть соблазн приписать животному сознательный умысел. С растениями это, пожалуй, даже труднее. В обоих случаях более корректно говорить о неосознанно разработанном механизме. Пчелы переносят пыльцу, в которой содержатся гены, необходимые для развития орхидей, способных управлять повадками пчел. Если под влиянием набора генов, который был получен с пыльцой, сформируются цветки, которые не так умело руководят пчелами, менее вероятно, что пчелы станут таскать на себе их пыльцу. Поэтому, по мере смены поколений, орхидеи вырабатывают способность контролировать поведение пчел – хотя надо признать, что орхидеям не всегда удается обдурить пчел и принудить их к спариванию.

 

Рис. 8.3. Молоточковая орхидея, Drakaea fitzgeraldii: (а) оса садится на приманку; (b) шарнирный механизм срабатывает, и оса ритмично бьется спинкой о пыльник тычинки.

 

В удивительном поведении орхидей выражается важный аспект стратегии опыления. Похоже, многие цветы готовы потратить все свои ресурсы на привлечение не кого попало, а животных какого‐то одного вида. Типичный пример – если вы видите в джунглях Нового Света красные трубчатые цветки, то с уверенностью можете сказать, что они опыляются колибри. Яркий красный цвет манит птиц – насекомые его не распознают. Узкие длинные трубочки рассчитаны исключительно на такой же узкий и длинный клюв колибри. Другим цветкам нужны только пчелы и никто другой, и, как уже говорилось, нередко их окраска проявляется лишь в невидимой для нас ультрафиолетовой части спектра. Третьим требуются ночные бабочки. Чаще это белые цветы, которые предпочитают ароматы визуальной рекламе. Наивысшей точкой прогресса в индивидуальном опылении, наверное, можно считать симбиоз фиговых деревьев и “работающих” только с ними инжирных наездников (ос-бластофаг) – с этого примера начинается наша книга и им же заканчивается. Но почему растениям не все равно, кто их опыляет?
Вероятно, привязанность к конкретному виду опылителя дает особое преимущество, самое большое из тех, что растение получает при переносе пыльцы живыми существами, а не ветром. При этом сужается целевая область. Ветер гонит пыльцу по окрестностям и рассеивает ее повсюду с большими потерями. Опыление с помощью крылатых “специалистов широкого профиля” несколько эффективнее, но тоже не слишком рентабельно. Пчела может перелететь с цветка одного вида совсем на другой, и пыльца пропадет даром. Обычные пчелы не разбрасывают ее хаотически, как это делают травянистые растения, чья пыльца летит по ветру, однако куда она попадет – неизвестно. Сравните это с деятельностью “личных помощников” орхидей или ос, которые опыляют цветки инжира. Словно крошечный самоуправляемый снаряд, или, как пишут в медицинской литературе, “волшебная пилюля”, насекомое с грузом пыльцы направляется именно туда, куда нужно растению. Мы узнаем, что бластофага летит не на первую попавшуюся смоковницу, а на дерево единственно подходящего из 900 возможных видов фиговых деревьев. Подбор опылителя позволяет достичь огромной экономии в производстве пыльцы. С другой стороны, как мы тоже увидим, возрастают другие затраты, и неудивительно, что для некоторых растений при их способах роста и развития опыление ветром оказывается более выгодным. Другие растения предпочитают нечто среднее между пульверизатором и самоуправляемой ракетой. Пожалуй, фиговое дерево – это крайний случай зависимости от целевого опыления и определенного вида опылителей, но мы оставим это для финального аккорда.
Что касается пчел, они предоставляют широчайший спектр услуг по опылению. Подсчитано, что в одной только Германии медоносные пчелы в течение одного летнего дня обслуживают примерно десять триллионов цветков. Кроме того, опыляемые пчелами растения обеспечивают людям 30 % их рациона, а экономика Новой Зеландии может и рухнуть, если уничтожить пчел. Цветы вправе были бы сказать, что пчелы созданы специально для переноса их пыльцы.
Таким образом, красивые и душистые цветы созданы вовсе не для нас, даже если нам так кажется. Цветы растут в саду, где хозяйничают насекомые, в мистическом ультрафиолетовом саду, и, при всем нашем тщеславии, мы тут совершенно ни при чем. Во все века люди сажали и выращивали садовые цветы, но вплоть до недавнего времени садовниками были не мы, а пчелы и бабочки. Цветы используют пчел, а пчелы используют цветы. Обе стороны партнерства влияют друг на друга. Можно сказать, обе стороны одомашнили и стали культивировать одна другую. В ультрафиолетовом саду установилось двустороннее движение. Пчелы культивируют цветы в своих целях. Цветы разводят пчел для себя.
В эволюции часто наблюдается подобное сотрудничество. Существуют целые “муравьиные сады”, состоящие из эпифитных растений (эпифиты – растения, живущие на других растениях). Муравьи перетаскивают с собой семена определенных видов и закапывают их в свои гнезда, где они прорастают. Муравьи питаются листьями укоренившихся в их гнездах растений. Доказано, что некоторые растения лучше чувствуют себя в почве муравейника. Другие виды муравьев и термитов разводят подземные грибы, размножают споры, пропалывают свои грибницы от сорных грибов, подпитывают их компостом из пережеванных листьев. В тропиках Америки водятся знаменитые муравьи-листорезы, вся восьмимиллионная рать которых неутомимо жнет свежую листву. Они оставляют за собой безжизненные пустоши, не уступая в этом саранче. Однако срезанные листья не идут в пищу ни им самим, ни их личинкам, а собираются лишь для удобрения грибниц. Сами муравьи едят только грибы тех видов, которые растут только в их гнездах. С точки зрения этих грибов, муравьи существуют для того, чтобы их (грибы) выращивать, а с позиции муравьев – грибы растут исключительно ради того, чтобы муравьи их ели.
Самые необычные из всех мирмекофильных (муравьелюбивых) растений-эпифитов встречаются в юго-восточной Азии: у них на стеблях образуются объемные разрастания – ложные луковицы. Внутри такой ложной луковицы – сложный лабиринт из ходов и каверн. Каверны очень похожи на норки, которые устраивают себе в земле муравьи: можно подумать, что муравьи сами их и прокопали. Но это неверно. Растение выросло с этими полостями, а муравьи в них просто поселились (рис. 8.4).

 

Рис. 8.4. Растение предоставляет муравьям готовое жилье в обмен на защиту. Ложная луковица Myrmecodia pentasperma в разрезе.

 

Более известен вид муравьев, которые живут только в особенных полых шипах акации (рис. 8.5). Толстые, объемистые шипы сразу формируются с полостью внутри – будто специально для муравейника. Зато жгучие муравьиные укусы обеспечивают дереву безопасность. Это доказали удивительно простые наблюдения. После обработки инсектицидом муравьи на акации погибли, и вскоре стало заметно, что она серьезно пострадала от агрессии со стороны травоядных. Муравьи думают – конечно, если они вообще думают, – что шипы акации созданы для их блага. Акация полагает, что главная задача муравьев – защищать ее от тех, кто пожирает ее листья. Следует ли отсюда, что каждый член этого содружества действует в интересах другой стороны? Скорее уж, обе стороны используют друг друга в собственных интересах. Получается своего рода бартер, когда выигрыш каждой стороны достаточно велик, чтобы оправдать расходы на взаимопомощь.

 

Рис. 8.5. Шип акации. Еще один пример сосуществования муравьев и растений. Шип с шаровидным разрастанием – полый внутри, чем пользуются муравьи.

 

Так и хочется – и экологи не раз это себе позволяли – свести жизнь к общему собранию, где важные для всех вопросы решаются в атмосфере дружбы и сочувствия. В первичном звене энергопотребления находятся растения. Они поглощают солнечный свет и перерабатывают его энергию так, чтобы она стала доступна всему сообществу. Они вносят свой вклад в жизнь сообщества – их можно съесть. Травоядные, включая самую многочисленную армию травоядных насекомых, служат проводниками солнечной энергии – передают ее от первичных производителей (растений) следующим звеньям пищевой цепи, то есть насекомоядным, а также мелким и крупным плотоядным. Жуки, навозники и могильщики, которые питаются падалью, перерабатывают химические отходы жизнедеятельности животных (экскременты и продукты разложения трупов) и поставляют ценный продукт почвенным бактериям, а те – обратно растениям.
Прекрасная была бы идиллия, если не знать достоверно, что ни на одной стадии благодатного круговорота энергии и других ресурсов никто не стремится его поддерживать. Каждый участник процесса преследует свою корысть. Жук-навозник собирает экскременты, чтобы закопать их впрок для еды. Лишь по случайному совпадению его ассенизаторская деятельность оказывается полезной для остальных обитателей ареала.
Трава составляет основу рациона всех жвачных животных, а те, в свою очередь, удобряют луга. Известно даже, что без животных на выпасе луга погибают. Однако это вовсе не означает, что трава растет для того, чтобы ее ели, нет ей от этого никакой пользы. Если бы травянистое растение могло поведать нам о своих желаниях, вероятно, оно не захотело бы превратиться в чей‐нибудь обед. Как же тогда разобраться с этим парадоксом? Почему трава погибает без травоядных? Дело в том, что хотя растения не стремятся быть съеденными, травянистые растения переносят такое испытание лучше других видов – именно поэтому ими и засевают лужайки. Там, где траву регулярно съедают или стригут, не приживаются конкурентные виды растений. Ростки деревьев уничтожаются, и они не успевают закрепиться на земле. Следовательно, пасущиеся животные непосредственно приносят траве пользу. Но не надо думать, что отдельный вид травянистых растений выигрывает от того, что его жуют. Каждое конкретное растение выигрывает от того, что сжевываются другие травы, в том числе его собственного вида: так оно получает больше удобрений и избавляется от конкурентов. Но еще лучше для него было бы самому избежать участи корма для животных и расти спокойно.
Мы начали с едкой сатиры на тему распространенного заблуждения о том, что животные и растения призваны удовлетворять нужды людей, что скот покорно и даже с энтузиазмом соглашается отдать себя нам на жаркое, и все в том же духе. Не больше оснований утверждать, что все они существуют ради блага своих естественных партнеров – цветы для пчел и пчелы для цветов, шипы акации для муравьев и муравьи для акации. Однако с таким представлением о всеобщей самоотверженности можно дойти до абсурда. Мы должны откреститься от модных, но ложных экологических теорий о единении всего живого в желании жить ради общего процветания, ради экосистемы, ради “Геи”. Пора проявить активность и дать ясный ответ на вопрос о том, что значит для живого существа жить ради чьего‐либо блага. Что вообще значит “ради блага”? Для чего на самом деле все это – цветы и пчелы, осы и смоковницы, слоны и сосны? Что это за объект, чьи интересы должен обслуживать живой организм или его отдельные части?
Это ДНК. Вот вам точный, исчерпывающий ответ, подкрепленный неоспоримыми, но требующими разъяснений фактами. Я намерен обсудить их прямо сейчас и в следующей главе. Для начала еще раз привлечем к разговору мою дочку.
Однажды она заболела, у нее был сильный жар, и я страшно волновался, сидя подле нее и обтирая ее влажным холодным полотенцем. Современные доктора уверили бы меня, что жизни девочки ничего не угрожает, но в измученном бессонницей мозгу любящего отца вертелись назойливые мысли о детской смертности в прошлые века и о том, как больно терять даже одного ребенка. Чарльз Дарвин так и не оправился после непонятной смерти своей любимой дочери Энни. Говорят, ее кончина казалась ему такой несправедливой, что отчасти из‐за этого он разуверился в религии. Если бы бедняжка Джульет посмотрела на меня и, словно в продолжение нашей давнишней беспечной болтовни, спросила, зачем нужны вирусы, что я ответил бы ей?
Зачем нужны вирусы? Чтобы мы стали здоровее и окрепли в борьбе с невзгодами? Помнится, один профессор теологии, с которым я сцепился в споре на британском телевидении, высказался о “положительных эффектах” Освенцима. Чтобы сколько‐то людей умерло и не возникло риска перенаселения? Особенно полезно это было бы там, где церковь запрещает контрацепцию. Чтобы наказать нас за наши грехи? Если речь зайдет о ВИЧ, у этой идеи найдется немало сторонников. Можно даже посочувствовать средневековым священникам, у которых не было в арсенале такого высокоморального патогена. Но опять‐таки это человекоцентристский подход, только с негативным душком. Как все живое в природе, вирусы не испытывают ни малейшего интереса к людям, ни в хорошем смысле, ни в плохом. Вирусы – это закодированные программные инструкции, или команды, написанные на языке ДНК, необходимые исключительно для осуществления этих команд. “Скопируй меня и распространи!” – гласит инструкция, а мы встречаемся с теми, кто ей подчиняется. Вот и все. Это наиболее приближенный к верному ответ на вопрос, в чем смысл вирусов. На первый взгляд, это лишено смысла – на что я и хочу обратить ваше внимание. Я проведу параллель с компьютерными вирусами. Между настоящими вирусами и компьютерными прослеживается четкая аналогия, которая многое разъясняет.
Компьютерный вирус – это та же программа, написанная так же, как любая другая программа, и распространяющаяся в том же медиапространстве – на дисках, по компьютерным сетям, телефонным кабелям, модемам и интернету. Любая компьютерная программа представляет собой комплекс команд. Команд сделать что? Да что угодно. Одни программы содержат набор команд для обработки счетов. Текстовые процессоры содержат команды для считывания напечатанных слов, перемещения их на экране и, в конечном итоге, печати. Бывают программы, составленные из команд играть в шахматы на гроссмейстерском уровне, – одна из них обыграла великого Гарри Каспарова. Компьютерный вирус – это программа, команды которой говорят, например: “Когда заходишь на новый диск, копируй меня и устанавливай на этот диск”. Это программа “Дуплицируй меня”. В частности, можно дать команду очистить жесткий диск. Или заставить компьютер твердить противным металлическим голоском: “Без паники”. Но это все так, к слову. Главная отличительная особенность компьютерного вируса – то, что в нем всегда есть команда “Скопируй меня”, написанная на том языке, которому компьютер обязательно подчинится.
Люди, может, и воспротивятся столь бесцеремонным императивам, но компьютер беспрекословно исполнит все, что будет велено на его родном языке. Он с одинаковой готовностью выполнит распоряжения “инвертировать матрицу”, “печатать текст курсивом”, “подвинуть пешку на две клетки вперед” и “скопируй меня”. Более того, зараза расползается по всему свету. Пользователи вступают в беспорядочный обмен дисками, пересылают друзьям компьютерные игры и различные полезные ссылки. Ясно, что если по миру бесконтрольно гуляет множество дисков, вирус с командой “скопируй меня на каждый диск” может разлететься во все стороны, как ветрянка. Очень быстро растиражируются сотни копий, и число их будет стремительно расти. В наши дни киберпространство пронизано множеством пересекающихся информационных трасс, что создает еще более благоприятные условия для быстрого размножения компьютерных вирусов.
Я не мог не злиться на ОРВИ, вот и тут как не посетовать на бесполезность подобных программ-паразитов? Что толку от программы, которая знает одну-единственную команду: “Скопируй эту программу”? Она‐то скопируется, но такое “самоудовлетворение” выглядит глупо и смешно, не правда ли? Безусловно! Порочное и бесплодное занятие. Однако главное – не бесплодность, а следовательно, бессмысленность акции. Программа абсолютно бесполезна, но все равно распространяется. Она копируется потому, что она копируется, потому что она копируется. Тот факт, что она не делает при этом ничего хорошего – а может, делает что‐то плохое, – ни о чем не говорит. Она просто выживает в мире компьютеров и обмена дисками, потому что выживает.
Точно так же действуют биологические вирусы. Вирус – это, по сути, программа, написанная на языке ДНК, у которого масса общего с компьютерными языками, вплоть до того, что команды точно так же шифруются цифрами. Биологический вирус, подобно компьютерному, говорит: “Копируй и распространяй меня”. Как и в случае с компьютерным вирусом, никто не предполагает, что ДНК в вирусе стремится к самовоспроизведению. Просто из всех вероятных способов построения ДНК передаются только те, что содержат команду “передай меня”. Таких программ в мире становится все больше и больше, и с этим ничего нельзя поделать. Они есть, потому что они существуют, потому что они существуют, как и компьютерные вирусы. Если бы никто не выполнял команды вирусов и не доказывал тем самым их существование, их бы не было.
Компьютерные вирусы отличаются от биологических в основном тем, что первые создают люди с преступными намерениями или шутки ради, а вторые появляются в результате мутаций и естественного отбора. Такие негативные последствия влияния вируса, как насморк и смерть, – это побочные эффекты или симптомы способов его распространения. Компьютерные вирусы дают похожие негативные эффекты. Губительное действие знаменитого “червя Морриса”, 2 ноября 1988 года запутавшего всю сеть в США, стало случайным побочным результатом его распространения (сетевой червь и компьютерный вирус – не одно и то же, но не стоит сейчас морочить себе голову). Копии программы завладели памятью компьютеров и процессорным временем, и около 6000 машин зависли. Как мы знаем, побочные эффекты компьютерных вирусов могут быть не лишними и неизбежными результатами их воздействия на систему, а чистым и беспричинным проявлением злого умысла. Вредоносные эффекты вовсе не способствуют, а, скорее, мешают распространению программы-паразита. Живые вирусы не нацелены именно против людей, если только их не вывели специально в лаборатории биологического оружия. Вирусы, которые развиваются естественным путем, вовсе не стремятся уничтожить нас или причинить нам боль. Им все равно, пострадаем мы или нет. Наши страдания – лишь побочный эффект их активного самовоспроизводства.
Бесполезно давать инструкции, и в частности, команду “скопируй меня”, если нет механизма для ее исполнения. Программа типа “дуплицируй меня” прекрасно функционирует в комфортной компьютерной среде. Опутанные мировой паутиной, с пользователями, которые то и дело передают друг другу диски, компьютеры – это рай для самокопирующейся программы. Готовые устройства, способные копировать и исполнять команды, жужжат и гудят, буквально умоляют нас поставить на них какую‐нибудь программу с командой “дуплицируй меня”. Роль готовых копирующих и исполняющих устройств для ДНК-содержащих вирусов берут на себя клеточные механизмы, все эти информационные, рибосомные и транспортные РНК, каждая из которых привязана к собственной аминокислоте с ее собственным буквенным кодом. Не будем отвлекаться на детали, а если заинтересуетесь, почитайте книгу Дж. Д. Уотсона “Молекулярная биология гена” (J. D. Watson, Molecular Biology of the Gene), где все изложено предельно ясно. Нам достаточно понимать, что, во‐первых, в каждой клетке есть миниатюрный аналог считывающего и исполняющего команды компьютерного устройства, а во‐вторых, что все клетки всего живого на земле понимают один и тот же язык. Между прочим, компьютерные вирусы не могут похвастаться такой универсальностью: вирусы DOS бессильны в MacOS, и наоборот. Команды компьютерных и ДНК-содержащих вирусов исполняются потому, что в их родных средах язык, на котором написаны команды, абсолютно понятен.
Но откуда берутся все эти исполнительные устройства? Не из воздуха же. Кто‐то должен их сделать. Устройства, копирующие компьютерные вирусы, делают люди. Для ДНК-содержащих вирусов механизмы создаются клетками других живых существ. А кто создает этих существ – людей, слонов, бегемотов, – чьи клетки помогают вирусам? Их создают другие самокопирующиеся ДНК. Те, что принадлежат людям и слонам. Так что же представляют собой крупные создания, такие как слон, вишневое дерево или мышь? По сравнению с вирусом даже мышь ужасно большая. Ради чьего блага пришли в этот мир мыши, слоны и цветы?
Совсем скоро мы сможем дать недвусмысленный ответ на вопросы такого рода. Цветы и слоны, как и все живое на земле, существуют для распространения программ типа “Скопируй меня” (или “Дуплицируй меня”), записанных на языке ДНК. Цветы нужны для распространения копий инструкций, по которым создаются другие цветы. Слоны нужны для распространения копий инструкций, по которым создаются другие слоны. Птицы нужны для распространения копий инструкций, по которым создаются другие птицы. Клетки слонов не знают, чьи команды они исправно выполняют – вирусов или слонов. Так, в стихотворении Теннисона “Атака легкой бригады” кто‐то невнятно пробурчал: “Не их дело отвечать, не их дело рассуждать, а их дело – умирать”.
Должно быть, вы понимаете, что под слонами я подразумеваю любое крупное, самостоятельно существующее создание, будь то цветок, пчела, человек, кактус или даже бактерия. Как мы знаем, вирусные команды гласят: “Скопируй меня”. Что говорят слоновьи команды? Мне хотелось бы, чтобы к концу главы вы это поняли. Слоновьи команды тоже требуют дупликации, но их формулировки более расплывчаты. ДНК слона создает колоссальную программу вроде компьютерной. В основе своей это тоже программа “Скопируй меня”, как и вирусная ДНК, но важнейшим условием надлежащего выполнения главного задания является чуть ли не критическое отклонение от прямого пути. Отклонение в виде слона. Программа говорит: “Скопируй меня, но сначала сделай крюк и сотвори слона”. Слон ест, чтобы расти; растет, чтобы стать взрослым животным; становится взрослым, чтобы спариться и произвести потомство – новых слонят; производит потомство, чтобы передать по наследству новые копии оригинальной программы.
Все то же самое относится ко многим животным и растениям. Павлиний клюв не только подбирает пищу, чтобы павлин мог жить, но и участвует в воспроизводстве инструкций по созданию павлиньего клюва. Пышный хвост павлина – это инструмент для передачи инструкций по созданию пышного павлиньего хвоста. Его назначение – нравиться самкам. Клюв эффективно подбирает пищу, а хвост эффективно приманивает самок. Самцы с яркими хвостами произведут больше птенцов, чтобы передать потомкам копии генов яркого оперения. Вот почему павлиньи хвосты такие красивые. То, что они нам кажутся красивыми – это случайный побочный эффект. Хвост павлина – это средство передачи генов по наследству, которое действует при помощи глаз самки.
Генетические инструкции для формирования крыльев передаются через крылья. Что касается павлина, роль его крыльев как хранилища генов особенно заметна, когда павлин резко взлетает, вспугнутый хищником. Растения тоже могут сформировать у своих семян нечто вроде летательных органов (рис. 8.6), однако люди вряд ли скажут о растениях, что они летают – в прямом смысле слова. Считается, что у растений крыльев нет и что они не летают.

 

Рис. 8.6. Крылатые ДНК: семена клена и одуванчика.

 

Минуточку! С позиции растения им и не нужны крылья, коль скоро можно воспользоваться крылышками пчел и бабочек. Пожалуй, я не побоялся бы назвать пчелиные крылья растительными. Это летательные органы, с помощью которых растения посылают свою пыльцу другим растениям. Цветки служат средством передачи ДНК растения следующим поколениям. Они работают точно так же, как павлиний хвост, только привлекают не самок павлинов, а пчел. Вот и вся разница. Павлиний хвост оказывает косвенное влияние на мускулатуру ног павы, поскольку заставляет ее идти к самцу и спариваться с ним, а окраска, аромат и нектар цветка оказывают косвенное влияние на развитие крылышек пчел, бабочек и колибри. Цветы приманивают пчел. Трепещущие крылышки несут пыльцу с одного цветка на другой. Крылышки пчелы переносят как ее собственные гены, так и гены цветка, так что их с равным успехом можно было бы присвоить цветку.
Организму слона неведомо, чьи ДНК он воспроизводит – слоновьи или вирусные, – и крылышки пчелы не знают, несут они ДНК своей хозяйки или ДНК цветка. Выходит, что пчелы, если только не тратят по неразумию время на совокупление с орхидеями, старательно распространяют все ДНК. Для операционной системы пчелы что ее родная ДНК, что ДНК цветка – все едино. Павлины, пчелы, цветы и слоны состоят со своими ДНК в таких же отношениях, что и с ДНК внедрившихся в них паразитных вирусов. Вирусная ДНК – это программа, которая командует: “Дуплицируй меня простым и прямым путем с помощью механизма, имеющегося в хозяйских клетках”. ДНК слонов командует: “Дуплицируй меня кружным путем, так чтобы сначала получился слон”. ДНК цветка командует: “Дуплицируй меня еще более сложным способом – сначала создай цветок, а затем с помощью этого цветка и вспомогательных средств, например, нектарной приманки, управляй крылышками пчелы (они очень кстати уже заранее созданы по инструкции, полученной от собственной ДНК пчелы), так чтобы они разносили пыльцу, которая содержит команды той же ДНК”. К тому же заключению мы придем еще раз в следующей главе, только с другой стороны.
Назад: Глава 7 Эмбриональный калейдоскоп
Дальше: Глава 9 Робот-репликатор