В поисках метадарвинизма

Разумеется, все сказанное не означает, что теоретическое описание эволюции вечно будет возможно только в рамках дарвинизма. Одно из принципиальных отличий научных теорий от доктрин иной природы (например, от религиозных вероучений) состоит как раз в том, что ни у какой научной теории нет гарантии вечности. Любая, даже самая развитая, успешная и заслуженная из них может быть в любой момент свергнута со своего трона – если упрется в неразрешимые проблемы и если при этом появится другая теория, способная эти проблемы решить. Как известно, так произошло около ста лет назад с механикой Ньютона, почти четверть тысячелетия безраздельно царившей в физике и считавшейся образцом для любых естественнонаучных теорий.

Правда, тот же пример показывает, что столь заслуженные теории редко отбрасываются полностью – ведь огромный массив ранее установленных фактов, соответствующих старой теории, никуда не девается, и его нужно как-то объяснить. Поэтому наилучшим исходом считается вхождение старой теории в новую на правах частного случая. Бывает и так, что в науке длительное время сосуществуют две теории, относящиеся к одной области, но описывающие разные аспекты ее. Даже если при этом они выглядят несовместимыми, нередко в конце концов выясняется, что они не противоречат друг другу и могут быть сведены в единую концепцию. Хрестоматийным примером такого рода является соперничество корпускулярной и волновой теорий света (длившееся более двух столетий), а в истории биологии – противостояние фагоцитарной теории иммунитета Ильи Мечникова и гуморальной теории Пауля Эрлиха.

После всего, что было сказано выше, вторая возможность выглядит совершенно неактуальной: если сегодня у нас нет ни одной внятно сформулированной теории биологической эволюции, кроме различных версий дарвинизма, – какая же концепция могла бы соперничать с ним или оказаться взаимо-дополнительной по отношению к нему? И в самом деле, в современной эволюционной литературе мы таких концепций не найдем. Однако уже известный нам Георгий Любарский, например, считает, что такая теория могла бы быть создана на основе идей Иоганна Вольфганга Гёте. Как известно, великий немецкий поэт был также выдающимся естествоиспытателем-натуралистом и горячим сторонником эволюционных взглядов. Однако его интересовали не механизмы эволюции, а закономерности преобразования форм живых организмов. В частности, именно Гёте предложил чисто топологические преобразования (“сжатия” и “расширения”), позволявшие выводить одни растительные формы из других. Так, например, с этой точки зрения, цветок – это предельно сжатый по продольной оси побег, а его части (лепестки, тычинки, пестики) – различным образом преобразованные листья этого побега.

Морфология Гёте (кстати, именно он ввел в биологию сам термин “морфология”) была весьма популярна в начале – середине XIX века, однако позднее интерес к ней сильно упал – отчасти из-за увлечения историческим подходом, охватившего натуралистов после выхода “Происхождения видов”, и особенно – после “Общей морфологии” Геккеля. Другой причиной того, что подход Гёте вышел из моды, была невозможность отличать плодотворные реконструкции такого рода от ошибочных. По сути, после смерти Гёте развитие этого подхода прекратилось, и со временем он был настолько забыт, что немногочисленные авторы, пытавшиеся исследовать эту проблему, не опирались на работы Гёте, а разрабатывали собственную систему терминов и понятий. Между тем, по мнению Любарского, переформулировка идей Гёте на языке современной биологии и их дальнейшая разработка вполне могли бы привести к созданию теории, способной описать те аспекты эволюции, которые остаются “невидимыми” для любых версий дарвинизма, – и тем самым дать (вместе с существующей эволюционной теорией) целостное описание эволюции.

На мой взгляд, это возвращение к той программе, которую в свое время пытался осуществить Любищев и вслед за ним – Мейен (см. главу 5). В основе этой программы лежит явное или неявное предположение, что формы живых организмов и их отдельных частей имеют собственные законы изменения, которые могут быть использованы для выполнения тех или иных функций, но определяются не ими. Однако то, что в разных группах сходные структуры (раковины, листья, всякого рода ветвящиеся структуры – от побегов до рогов и т. д.) образуют сходные ряды форм, может быть следствием совсем других причин. Одно вероятное объяснение (некоторые возможные в принципе формы или возможные переходы между ними реально не наблюдаются потому, что схемы развития, приводящие к ним, на каком-то этапе оказываются несовместимыми с жизнью зародыша) мы уже упоминали в главе 5. Но можно предложить и другие объяснения.

Давайте вспомним, что любой орган или структура (равно как и организм в целом) возникает в результате той или иной согласованной активности клеток: размножения, миграции, дифференциации, синтеза и выделения каких-то веществ, в некоторых случаях – массовой гибели, а часто – сочетания некоторых из названных процессов или даже всех их сразу. Все эти процессы регулируются разного рода химическими сигналами, выделяемыми клетками же – как “рядовыми” участниками процесса, так и, прежде всего, теми, которые входят в состав небольших особых участков ткани развивающегося зародыша или зачатка, – так называемых организаторов. Все те причудливые формы, которые мы видим в живой природе, получаются в результате того, что в каждой точке развивающейся ткани в каждый момент времени имелось определенное соотношение концентраций этих сигналов, побуждавших находящиеся там клетки вести себя так или иначе: делиться или мигрировать, превращаться в зрелые клетки определенной ткани или выделять кристаллики углекислого кальция, убивать себя или самим начинать выделять управляющие сигналы. Несколько упрощая, можно сказать, что всякая морфология есть застывший онтогенез.

Если так, то “собственные законы биологических форм” и их преобразований могут возникать как побочный эффект сходства механизмов, регулирующих рост и развитие тканей. Простейший пример: в отсутствие препятствий любой химический сигнал, испускаемый клеткой или компактной группой клеток, будет распространяться во все стороны одинаково. Если, скажем, он действует по принципу “все или ничего” (то есть при концентрации ниже определенного порога не оказывает действия вовсе, если же порог достигнут, дальнейший рост концентрации сигнала уже не усиливает его эффект), область, где проявляется его действие, будет иметь форму шара или (если ткань, способная воспринять сигнал, образует тонкий слой) круга. Стоит ли удивляться, что круги, кольца и сферы встречаются в телах живых организмов неизмеримо чаще, чем, скажем, квадраты и кубы?

С этой точки зрения вполне можно представить, что сходство форм, возникающих у самых разных организмов в разных по своей природе и предназначению структурах (например, оленьих рогов и побегов некоторых растений), отражает просто ограниченность набора тех управляющих команд, которые организующие центры могут подать клеткам. (При этом химическая природа сигналов может быть совершенно разной – важен только их “смысл”, то есть те действия, к которым они побуждают клетки в данном организме, да еще исходное взаимное расположение источника сигнала и его адресатов.) Понятно и то, почему эти формы часто выстраиваются в параллельные ряды: преобразовать форму можно только путем изменения распределения сигналов – и понятно, что сходные схемы легче всего и преобразуются сходным образом. Скажем, если рядом с нашим гипотетическим источником сигналов, формирующим круг, поставить другой такой же, получится фигура, напоминающая восьмерку, – независимо от того, у какого существа это происходит, какова химическая природа сигнала и чем именно отличаются эти круги (то есть чем отличается ткань, воспринявшая сигнал, от ткани, не воспринявшей его).

Разумеется, в таком виде эти объяснения столь же умозрительны, как и ссылки на “законы формы”. Однако в принципе они могут быть проверены по мере выяснения клеточно-молекулярных механизмов формирования тех или иных структур у разных организмов. Если они верны, то за сходными структурами всякий раз будут обнаруживаться сходные паттерны поведения клеток – даже если и управляющие сигналы, и принимающие их клеточные рецепторы химически не имеют ничего общего между собой (и, следовательно, не могли быть унаследованы от общего предка). Если же выяснится, что у двух далеких друг от друга групп организмов клетки в процессе развития ведут себя совершенно по-разному, а итоговые структуры получаются удивительно похожими (да еще и образуют параллельные ряды у родственных видов) – это будет доводом в пользу существования “собственных законов формы” и необходимости создания отдельной теории, которая бы их описывала.

Поскольку пока такая проверка не проведена (а также в силу того, что теория, с достаточной степенью формализации описывающая закономерности преобразования живых форм и ограничения этих преобразований, была бы интересна и полезна в любом случае – независимо от того, какова природа описываемых ею закономерностей), сбрасывать со счетов возможность создания дополнительной к дарвинизму теории на основе подхода Гёте мы не можем. Вполне вероятно, что есть и еще какие-то ниши для таких дополнительных теорий – но пока что в современной науке не видно даже тех направлений, в рамках которых они могли бы появиться. Что же до проблемы преобразования форм, то есть надежда, что ею рано или поздно займется одно из самых модных сейчас направлений – эволюционная биология развития (более известная как “эводево”), о котором мы немного поговорим в главе 13. Либо оно решит эту проблему – либо убедится в ее принципиальной несводимости к клеточно-молекулярным механизмам. В любом случае нас ждет много интересного.

Ну а что насчет первого варианта – появления более общей теории эволюции, в которую дарвинизм вошел бы как интересный частный случай?

В ряде источников можно прочесть, что это не только вполне возможно, но и происходит прямо сейчас. Имеется в виду тот самый “глобальный эволюционизм”, который мы уже упоминали в главе “Навязчивая идея”. Напомним, что это направление мысли претендует на создание некой общей теории эволюционных процессов – в которой теории эволюции на основе естественного отбора как раз и отведена роль “интересного частного случая”. Настолько интересного, что у этого направления мысли есть и другое название – “универсальный дарвинизм”, – как бы подчеркивающее, что данный частный случай занимает в ней центральное место и даже в какой-то мере служит образцом.

Здесь я должен оговориться, что все, что я скажу дальше об этом направлении, выражает лишь мое личное мнение. Безусловно, субъективное и, возможно, недостаточно компетентное – но уж, что называется, какое есть. Так вот, на мой взгляд, ждать от этого направления чего-то, что действительно заслуживало бы имени научной теории (а не просто очередной натурфилософской спекуляции), напрасно. Потому что вряд ли можно создать содержательную и непротиворечивую теорию, относящуюся к группе совершенно разнородных явлений, объединенных только тем, что их традиционно называют словом “эволюция”. Это примерно то же самое, что пытаться создать “общую теорию ключей”, частными случаями которой будут водный источник, изделие для отпирания замков, инструмент для завинчивания и отвинчивания гаек, замыкатель электрического контакта и принцип шифрования. Или “общую теорию ядер”, равно относящуюся к атомному ядру, ядру клетки, ядру Земли, шарообразному пушечному снаряду и содержимому ореха.

Чтобы не быть голословным, приведу только один пример. В числе разных “эволюций”, подлежащих описанию в рамках единой теории, практически всегда называется эволюция звезд. Но процесс, носящий это название, направлен (имеет начало и конец), детерминирован (полностью определяется исходными параметрами звезды – прежде всего массой), универсален для всех звезд определенного класса и может быть нарушен только каким-то внешним форс-мажорным вмешательством – которое при этом приводит не к изменению траектории “эволюции”, а к разрушению объекта. Наконец, сами “эволюционные” изменения происходят не в ряду поколений подобных друг другу объектов, а с конкретным объектом, сохраняющим свою индивидуальность на протяжении всего процесса. Нетрудно видеть, что в биологии такими свойствами обладает не эволюционное, а индивидуальное развитие – так что если уж уподоблять “эволюцию звезд” какому-то биологическому процессу, то не эволюции (видов, групп или сообществ), а онтогенезу. Конечно, слово – это всего лишь слово, и астрофизики вполне были вправе назвать изменения, происходящие со звездами, эволюцией. Но вот искать какие-то общие закономерности у процессов, объединенных только случайным совпадением названий, вряд ли плодотворно.

Сказанное, впрочем, не означает, что любые попытки обобщения дарвиновской модели эволюции на более широкий круг явлений заведомо порочны. Но этот “более широкий круг” нужно сначала определить на основании чего-то более объективного, чем просто случайное совпадение слов, которыми эти явления обозначаются. В главе 16 мы будем говорить о том, чем сходны и чем несходны эволюция живых организмов и эволюция языков. Если бы кому-то удалось построить теорию, описывающую механизм той и другой с единых позиций, такая теория, безусловно, стала бы более общей по отношению к теории биологической эволюции.

Многих этологов, бравшихся интерпретировать поведение людей с точки зрения этологии, сбивало с толку удивительное сходство некоторых особенностей этого поведения с врожденными формами поведения животных. Это создавало соблазн трактовать эти черты человеческого поведения тоже как врожденные – хотя и не столь жестко предопределенные генетически, как у некоторых других видов. Но если допустить, что букет цветов, подносимый кавалером даме, имеет ту же генетико-физиологическую подоплеку, что и сверток паутины, который паук или хищный комар-толкунчик презентует своей самке, еще можно, то поверить во врожденный характер языковых средств усиления выразительности как-то трудно. Между тем эволюция этих средств демонстрирует удивительное сходство с эволюцией морфологических сигнальных признаков (в частности, половых релизеров – см. главу 3) – хотя последние весьма жестко определяются генетически, и их эволюция управляется отбором (в данном случае – половым). И это не единственный (хотя, возможно, самый простой) пример параллелизма биологической и культурной эволюции. Что наводит на мысль о том, что эти процессы могут описываться сходными моделями – как, например, механические и электромагнитные колебания, имеющие совершенно разную природу, но чрезвычайно сходную динамику. Пока, однако, таких моделей никто не предложил.

А не может ли в эволюционной биологии случиться настоящей научной революции – подобной тем, что сотрясли физику в первые десятилетия ХХ века? Не появится ли в ней какая-то теория более высокого уровня, по отношению к которой дарвиновская модель окажется частным случаем, а описываемые ею эффекты получат принципиально иное, более глубокое толкование?

Разумеется, такое возможно. Но когда в начале этой главы я сказал, что научная революция может произойти в любой момент, речь шла только о логической возможности – о том, что никакое сколь угодно долгое господство той или иной теории не гарантирует ее от такого переворота. Однако научные революции, как и революции социальные, не происходят ни с того ни с сего. Они – результат и разрешение противоречий, накапливающихся десятилетиями и в определенный момент обостряющихся до кризисного состояния, когда уже не отдельные “еретики”, а основная масса членов научного сообщества чувствует, что в старой системе понятий дальше жить невозможно. Так было и с революциями в физике в 1900-х – 1920-х годах, и с “дарвиновской революцией” в биологии – да и вообще со всеми “образцовыми” научными революциями.

Находится ли современная эволюционная теория в таком кризисе или накануне его? Видимо, нет – судя по тому, что даже вполне содержательные и нисколько не “безумные” (то есть не противоречащие самым основам сложившихся представлений) гипотезы не вызывают в сообществе эволюционистов того интереса, которого, на мой взгляд, заслуживают (подробнее о таких гипотезах – в главах 13 и 14). Однако это не значит, что существующая теория может ответить на любые вопросы и объяснить все явления в мире живого. В главе 11 мы рассмотрим некоторые конкретные частные проблемы, не нашедшие удовлетворительного объяснения в рамках доминирующей теории. Таких случаев не так много, как любят утверждать противники дарвинизма, и они именно не имеют объяснения (возможно, пока), а не “принципиально необъяснимы с позиций дарвинизма”. Но они есть, и с моей стороны было бы нечестно не рассказать хотя бы о некоторых из них.

Но сначала нам придется сказать еще об одной категории “альтернатив” – уже не только дарвинизму, а идее биологической эволюции вообще.