Чтобы отметить двухсотлетие со дня рождения Чарльза Дарвина в 2009 году, New Scientist попросил выдающихся биологов обозначить ключевые пробелы эволюционной теории. И вот что они сказали.

«Какие факты об эволюции должны были оказаться правдой и какие в итоге оказались? Должен ли генетический код быть цифровым, чтобы на него подействовал естественный отбор? Может ли какой-либо другой класс молекул заменить белки? Насколько неизбежной была эволюция полового размножения? Глаза? Интеллекта? Языка? Сознания? Было ли само зарождение жизни закономерным событием и есть ли жизнь во Вселенной?»

«Я не считаю, что в эволюции есть огромные «пробелы». Эта теория подкреплена на удивление гибкой научной базой, блестяще приспосабливающей под свои нужды новые данные и даже новые области науки (например, молекулярную генетику). Тем не менее самой значимой из нерешенных проблем в биологии является происхождение самой жизни. Нам многое известно об изобретательных химических опытах древней Земли, однако для решения проблемы этого пока что недостаточно».

«Почему люди краснеют? Мы – единственные из приматов, кто так реагирует на неловкие ситуации (чувство стыда) или уличение во лжи (вина). Возникает вопрос: для чего нам нужен столь явный сигнал, демонстрирующий это чувство неловкости? Человек краснеет, и это мешает ему бессовестно пользоваться окружающими. Подвергались ли древние люди давлению отбора, направленному на поддержание честности? Какова ценность данного чувства для выживания?»

«Дарвин поведал нам, как популяции адаптировались к окружающей среде. Но Земля – это движущийся объект, который, к тому же, постоянно меняется в ответ на физические и биологические воздействия. Динамические взаимодействия между формами жизни и окружающей средой не совсем понятны. Однако они лежат в основе истории Земли и определяют мир, который унаследуют наши внуки. Для решения проблемы потребуется включить физиологию (то есть некую границу между организмом и окружающей средой) в изучение того, как изменения окружающей среды влияют на жизнь на Земле».

«Каким образом отбор оставляет свои отпечатки на геноме? А еще как отбор работает с частями, не кодирующими белок, и какие варианты со временем исчезают: несколько общих генов с небольшими эффектами или множество редких генов с масштабными эффектами? Нам нужно знать это для понимания того, как именно мы отличаемся от шимпанзе и друг от друга, а также почему мы наследуем болезни».

«Самым крупным пробелом в эволюционной теории так и остается происхождение жизни. Теперь мы знаем, что жизнь, скорее всего, зародилась вблизи вулканически активных зон порядка 3,8–3,5 миллиарда лет назад, когда в атмосфере не было свободного кислорода. Нам удалось воспроизвести те же условия в лаборатории, а также получить аминокислоты, примитивные мембраноподобные структуры и даже некоторые строительные блоки ДНК и РНК. Совсем недавно было обнаружено, что помимо белковых ферментов РНК может катализировать химические реакции и даже создавать молекулы РНК, способные скопировать части себя. Но разрыв между этим набором молекул и даже самой примитивной клеткой так и остается огромным».

«Способна ли эволюция посредством естественного отбора объяснить сложное мышление? Мы знаем, что в процессе развития и обучения на наш мозг действует определенная форма отбора. Как итог, хорошо работающие синаптические связи и пути укрепляются, а слабые варианты вырождаются.

Но для создания изменчивости, на которую действует отбор при выборе адаптивных решений, эволюции нужна повторная репликация и мутация. Сначала кажется, будто в тканях мозга ничего не реплицируется. Однако искать репликацию нейронов следует на другом уровне – возможно, в паттернах связей между группами нейронов или их активностью. Эта идея не такая уж и фантастическая. Мы уже знаем, что генетическая эволюция под действием отбора оказывает постоянное влияние на наш иммунный ответ. И если дарвинистская динамика способна наделить нас гибкостью в борьбе с новыми болезнями, то почему бы не обзавестись еще и гибкостью в поиске когнитивных решений новых проблем?»

«Дарвин, как и любой другой ученый, изменил наше мышление. Как однажды выразился зоолог Эрнст Майр, жизнь имеет смысл только с точки зрения эволюции. Но тут возникают серьезные несостыковки. Например, тот факт, что Дарвин не знал о самоорганизации. За последние сорок лет была проведена обширная работа, которая показала, что самоорганизация наряду с естественным отбором играет определенную роль в биологии. Одним из примеров можно выделить липиды, которые самопроизвольно образуют липосомы – полые двухслойные везикулы, формирующие клеточную мембрану. Другой пример – это спонтанный порядок в генных регуляторных сетях. Понимание данного механизма приведет к появлению регенеративной медицины и новым методам лечения рака».

«Ключевой пробел в эволюции? Да легко, приятель». Профессор Мортимер откинулся назад и улыбнулся. «Эволюция есть изменение? Само собой, но это лишь первый шаг. Что такое жизнь? Незабываемое хождение по тонкому канату между громадной областью кристальной неподвижности и хаотичным потоком. Если вам не нравится эта метафора, то представьте себе колоду карт высотой в милю со слоном, который идеально держится на самой вершине. Вот там и проявляется его загадочная самоорганизация. От клетки к сознанию – впечатляет, не так ли? Дарвин был прав, как и Ньютон. А затем у физиков появился Эйнштейн. Возможно, теперь настал черед биологии».