Глава 5
Репликативная бомба

Горение большинства звезд — и наше Солнце не исключение — держится на постоянном уровне в течение тысяч миллионов лет. Крайне редко где-нибудь в галактике может произойти внешне ничем не предвещаемая внезапная вспышка звезды, превращающейся в сверхновую. За какие-нибудь несколько недель звезда увеличивает свою яркость во много миллиардов раз, после чего угасает, оставляя после себя лишь темный остаток. За те недолгие славные дни, что она проводит в качестве сверхновой, звезда может излучить больше энергии, чем за предшествующие им сто миллионов лет, когда она еще была обычной звездой. Если бы наше Солнце вдруг надумало стать сверхновой, вся Солнечная система тотчас испарилась бы. К счастью, это крайне маловероятно. В нашей Галактике, состоящей из сотни миллиардов звезд, астрономами было зафиксировано всего три взрыва сверхновых: в 1054, 1572 и 1604 годах. Крабовидная туманность — это то, что осталось от наблюдавшегося китайскими астрономами события 1054 года. (Говоря о «событии 1054 года», я, разумеется, имею в виду год, когда известия о событии достигли Земли. Само оно произошло на шесть тысяч лет раньше. А в 1054-м до нас дошел фронт его световой волны.) Все взрывы сверхновых, замеченные после 1604 года, происходили в других галактиках.

Существует и другая разновидность взрыва, какую может претерпеть звезда, если пойдет не по «пути сверхновой», а по «информационному сценарию». Такой взрыв начинается медленнее, и на его распространение уходит неизмеримо больше времени. Это явление можно назвать информационной или же — по соображениям, которые вскоре станут понятны, — репликативной бомбой. В первые несколько миллиардов лет ее формирования репликативную бомбу можно обнаружить, только находясь в непосредственной близости от нее. Со временем едва различимые проявления взрыва начинают просачиваться в более отдаленные области космического пространства, и он — по крайней мере, теоретически — становится заметен с большого расстояния. Нам неизвестно, чем подобные взрывы заканчиваются. По-видимому, в конечном итоге угасают, как и взрывы сверхновых, но мы не знаем, к насколько далеким последствиям приводят они перед этим. Возможно, к жестокой и саморазрушительной катастрофе. Возможно, к более спокойному, регулярно повторяющемуся распространению объектов, движущихся от своей звезды — причем скорее по траектории управляемого полета, нежели просто баллистической, — в глубины космоса, где этот взрыв может заразить другие звездные системы той же самой способностью взрываться.

Причина, почему мы знаем о репликативных бомбах так немного, состоит в том, что нам известен только один пример, а основываясь на одном-единственном примере, ни для какого явления природы общих закономерностей не вывести. И этот единственный известный нам инцидент еще не завершен. Он полным ходом шел на протяжении трех-четырех миллиардов лет и только недавно достиг порога, позволяющего ему распространиться за пределы ближайших окрестностей своей звезды. Звезда, о которой идет речь, — это Sol, желтый карлик, расположенный на краю нашей Галактики, в одном из ее спиральных рукавов. Мы с вами называем эту звезду Солнцем. Строго говоря, взрыв начался на одном из ее спутников, вращающемся по близкой к ней орбите, но вся необходимая для взрыва энергия исходит от Солнца. Под спутником, конечно же, имеется в виду Земля, а длящийся четыре миллиарда лет взрыв — репликативная бомба — называется жизнью. Мы, люди, — чрезвычайно важная составляющая репликативной бомбы, ибо именно благодаря нам, нашему мозгу, нашей культуре символов и нашим технологиям взрыв может перейти в следующую фазу и прогреметь на огромное космическое пространство.

Как я уже сказал, на сегодняшний день наша репликативная бомба — единственная известная нам во Вселенной, но это вовсе не обязательно означает, что события такого рода случаются реже, чем взрывы сверхновых. Конечно, взрывы сверхновых были замечены в нашей Галактике аж трижды, но их, в силу огромного количества высвобождаемой энергии, намного проще увидеть издалека. Еще несколько десятилетий назад, до того как наша планета стала излучать рукотворные радиоволны, вспышка жизни на ней не была бы заметна даже наблюдателям с ближайших планет. Вероятно, вплоть до недавнего времени единственным бросающимся в глаза проявлением бурного всплеска жизни на Земле был Большой Барьерный риф.

Взрыв сверхновой колоссален и внезапен. Любой взрыв начинается, когда некая количественная величина переваливает через критическое значение, после чего ситуация выходит из-под контроля и получающийся результат оказывается намного грандиознее исходного события, послужившего толчком к нему. В случае репликативной бомбы таким пусковым событием является спонтанное возникновение самовоспроизводящихся, но при этом изменчивых объектов. Причина, по которой самовоспроизведение потенциально взрывоопасно, — та же самая, что и для любых других разновидностей взрывов: экспоненциальный рост, когда чем больше чего-либо имеется, тем больше этого становится. Если у вас есть один самовоспроизводящийся объект, то вскоре их будет два. Затем каждый из этих двух снимет с себя копию, и их окажется уже четыре. Потом восемь, потом шестнадцать, тридцать два, шестьдесят четыре… Всего через тридцать поколений такого самокопирования у вас будет более миллиарда удваивающихся объектов. Через пятьдесят поколений их будет тысяча миллионов миллионов. А через двести — миллион миллионов миллионов миллионов миллионов миллионов миллионов миллионов миллионов миллионов. Это в теории. На практике же такое никогда не сможет произойти, потому что указанное число превышает количество атомов во всей Вселенной. Взрывообразному процессу самокопирования суждено будет столкнуться с ограничениями намного раньше, чем он доберется до двухсотого поколения в ходе ничем не сдерживаемого удваивания.

Мы не располагаем никакими прямыми свидетельствами о репликативном событии, положившем начало процессам, развернувшимся на нашей планете. Но из взрыва накопившихся последствий этого события, к коим относимся и мы сами, можно сделать вывод, что оно непременно имело место. Нам точно не известно, на что это исходное решающее событие, начало процесса самовоспроизведения, было похоже, но мы можем высказать догадку о том, какова должна была быть его природа. Она была химической.

Химия — это спектакль, разворачивающийся на всех звездах и всех планетах. В качестве актеров этого спектакля выступают атомы и молекулы. Даже редчайшие из атомов чрезвычайно многочисленны по меркам привычного нам счета. Так, Айзек Азимов вычислил, что в Северной и Южной Америках, вместе взятых, земная кора на десять миль в глубину содержит «всего триллион» атомов редкого элемента астата-215. Эти фундаментальные химические единицы непрерывно обмениваются партнерами, создавая вечно меняющуюся, но неизменно огромную популяцию более крупных единиц — молекул. Молекулы одного и того же вещества, сколь бы многочисленны они ни были, всегда идентичны друг другу и этим отличаются от, скажем, животных одного и того же вида или от скрипок Страдивари. Обусловленный законами химии распорядок атомных танцев приводит к тому, что в мире одни молекулы становятся распространеннее других. Биологом овладевает естественное искушение охарактеризовать более многочисленные молекулы как «успешные». Но незачем. Понятие успеха — в том смысле, в каком оно могло бы пролить свет на что-либо, — появится на более поздних этапах нашей истории.

Так что же это было за роковое событие, приведшее к всплеску жизни? Как я уже сказал, оно состояло в появлении самоудваивающихся объектов, но мы с тем же правом могли бы назвать его возникновением феномена наследственности — процесса, когда «подобное рождает подобное». Обычно молекулам такое не свойственно. Молекулы воды, хотя и образуют огромные кишащие скопления, и близко не выказывают ничего похожего на истинную наследственность. На первый взгляд это утверждение может показаться ошибочным. Совокупность молекул воды (H₂O) возрастает при сжигании водорода (H) вместе с кислородом (O) и уменьшается, когда вода, расщепляясь в процессе электролиза, превращается в пузырьки водорода и кислорода. Но хотя молекулам воды и присуще нечто вроде популяционной динамики, подлинной наследственности у них нет. Минимальным условием наличия последней было бы существование по меньшей мере двух четко отличающихся друг от друга разновидностей молекулы H₂O, каждая из которых производила («порождала») бы свои собственные копии.

Иногда молекулы существуют в двух «зеркальных» вариантах. Таковы, например, молекулы глюкозы, содержащие равное количество атомов, собранных вместе в абсолютно одинаковом порядке, но выглядящие зеркальными отражениями друг друга. То же самое характерно и для молекул других сахаров, и для множества прочих веществ, в том числе таких важных, как аминокислоты. Уж не кроется ли здесь возможность появления химической наследственности — чтобы «подобное рождало подобное»? Не могут ли правосторонние молекулы давать начало дочерним правосторонним молекулам, а левосторонние — порождать молекул-левшей? Давайте в первую очередь ознакомимся кое с какой базовой информацией о таких «зеркальных» молекулах. Это явление открыл великий французский ученый XIX века Луи Пастер, изучавший кристаллы тартратов, то есть солей винной кислоты, важных компонентов вина. Кристаллами называют твердые образования: их видно невооруженным глазом и в некоторых случаях можно носить на шее. Кристалл возникает, когда одинаковые атомы или молекулы упаковываются вместе, формируя твердое вещество. Причем они не просто сваливаются в кучу, а выстраиваются в строгом геометрическом порядке, как гвардейцы одинакового роста и безукоризненной выучки. Молекулы, уже входящие в состав кристалла, служат шаблоном для добавления новых молекул, выпадающих из водного раствора и встраивающихся точно на свое место, так что весь кристалл разрастается в виде геометрически безупречной пространственной решетки. Вот почему кристаллы поваренной соли имеют форму куба, а кристаллы алмаза — тетраэдрическую («бриллиантовидную») форму. Когда некая форма служит матрицей для постройки еще одной, подобной ей, формы, где-то неподалеку начинает маячить возможность такого явления, как самокопирование.

Вернемся теперь к кристаллам тартрата. Пастер заметил, что, если растворить тартрат в воде, из раствора возникают два типа кристаллов — во всем идентичные, но выглядящие словно зеркальные отражения друг друга. Он тщательно рассортировал их. А заново растворив кристаллы каждого типа по отдельности, получил два различных раствора — две разновидности разведенного тартрата. И хотя во многих отношениях эти два раствора были одинаковыми, Пастер обнаружил, что они вращают поляризованный свет в противоположных направлениях. Отсюда общепринятые названия таких молекул — лево- и правовращающие, поскольку первые поворачивают плоскость поляризации света против часовой стрелки, а вторые — по часовой стрелке. Как вы, должно быть, догадываетесь, когда оба раствора снова кристаллизовали, каждый дал начало кристаллам только одного типа, которые были как будто зеркальным отражением кристаллов, полученных из другого раствора.

Эти «зеркальные» молекулы в самом деле различаются в той же степени, как левый и правый ботинок: сколько ни старайся, нельзя развернуть их таким образом, чтобы они могли заменить друг друга. Во взятом Пастером исходном растворе содержалась смесь из обеих разновидностей, и при кристаллизации каждая молекула стремилась пристроиться к молекулам своего собственного типа. Существование двух (или более) четко различимых вариантов некоего явления — условие, для наличия подлинной наследственности необходимое, но не достаточное. Чтобы обзавестись настоящей наследственностью, кристаллам, дорастающим до некоего критического размера, следовало бы расщепляться надвое и каждой половинке — служить матрицей для формирования нового полноразмерного кристалла. Будь оно так, у нас действительно была бы растущая популяция, представленная двумя соперничающими типами кристаллов, и применительно к ней правомерно было бы говорить об «успехе» — ведь раз обе разновидности молекул конкурируют за одни и те же составляющие их атомы, одна из них могла бы стать более многочисленной за счет другой, в силу «лучшего» умения создавать копии самой себя. К сожалению, подавляющее большинство молекул таким замечательным свойством — наследственностью — не обладает.

Я сказал «к сожалению», потому что химики, которым в медицинских целях бывает необходимо синтезировать, скажем, только левовращающие молекулы, дорого бы дали за возможность «размножать» их. Но если какие молекулы и служат шаблонами для образования других молекул, то производят они обычно не подобную самим себе форму, а свое зеркальное отражение. Это затрудняет задачу, поскольку, имея изначально левовращающую форму, в итоге вы получаете смесь из лево- и правовращающих молекул, представленных в равных количествах. Химики, специализирующиеся в данной области, всячески стараются «обмануть» молекулы, заставляя их «плодить» дочерние молекулы той же самой пространственной ориентации. И такая уловка осуществима с большим трудом.

Как бы то ни было, нечто подобное этой уловке произошло естественно и самопроизвольно четыре тысячи миллионов лет назад, когда мир был молод, — с того-то момента и берет свое начало взрыв жизни и информации. (Возможно, впрочем, что наследуемым признаком тогда была не лево- и правосторонняя конфигурация молекул, а что-то другое.) Но для нормального протекания такого взрыва требуется нечто большее, чем просто наследственность. Даже если левовращающая и правовращающая формы некой молекулы действительно обладают способностью передавать свои свойства потомству, последствия их конкуренции не будут особенно интересными, поскольку разновидностей только две. Как только кто-то — к примеру, левши — одержит победу в соревновании, на этом вся история и закончится. Никакого дальнейшего развития не будет.

Более крупные молекулы могут обладать право- и левосторонней ориентацией в различных участках своей структуры. Так, у молекулы антибиотика монензина семнадцать центров асимметрии, каждый из которых имеет либо левовращающую, либо правовращающую конфигурацию. Двойка, помноженная на саму себя 17 раз, дает число 131 072 — следовательно, существует именно столько четко различимых форм данной молекулы. Если бы эти 131 072 разновидности обладали таким свойством, как подлинная наследственность, то есть если бы каждая молекула могла порождать себе подобные, вышло бы весьма замысловатое соревнование, где представители наиболее успешной разновидности из 131 072 постепенно становились бы все многочисленнее. Но даже такой вариант наследственности был бы неполноценным, поскольку 131 072 — число хоть и большое, но конечное. Чтобы взрыв жизни заслуживал своего названия, требуется не только наследственность, но и бесконечная, неограниченная изменчивость.

В том, что касается наследования «зеркальных» особенностей, пример с монензином завел нас в тупик. Но альтернатива левого вращения правому — не единственное различие, какое могло бы передаваться по наследству при копировании. К числу химиков, дерзнувших всерьез взяться за сложную задачу создать самовоспроизводящиеся молекулы, принадлежит Джулиус Ребек, а также его коллеги, работающие вместе с ним в Массачусетском технологическом институте. Вариабельность, с которой они имеют дело, никак не связана с право- и левосторонностью. Ребек и его сотрудники использовали две небольшие молекулы, чьи точные названия несущественны — назовем их просто А и Б. Будучи смешаны в растворе, А и Б соединяются, образуя третье вещество под названием — совершенно верно! — В. Каждая молекула В служит матрицей, литейной формой. В эту форму попадают свободно плавающие в растворе молекулы А и Б. Одна молекула А и одна Б сталкиваются там в таком положении, что оказываются идеально подогнанными друг к другу для получения новой молекулы В — точно такой же, как предыдущая. Новая и старая молекулы В не склеиваются, чтобы сформировать кристалл, а расходятся. Теперь они обе годятся в качестве матриц для производства молекул В, чье количество в результате растет по экспоненте.

В том виде, как я пока что описываю эту систему, истинная наследственность ей не свойственна, но смотрите, что будет дальше. Молекула Б представлена множеством разновидностей, каждая из которых сочетается с А, образуя свой вариант молекулы В. Таким образом, у нас получаются В1, В2, В3 и так далее. Каждая разновидность молекулы В действует в качестве матрицы для синтеза новых молекул В того же самого типа. Следовательно, популяция В оказывается разнородной. Кроме того, у различных вариантов В производство дочерних молекул идет с разной эффективностью. Итак, в популяции молекулы В существует конкуренция между ее соперничающими разновидностями. Но что еще интереснее, удалось вызвать «спонтанную мутацию» В при помощи ультрафиолетового излучения. И этот новый мутантный тип оказался способен к «подлинному размножению», то есть к производству точно таких же дочерних молекул. Ко всеобщему удовлетворению, новая разновидность вытеснила исходную, стремительно захватив мир той пробирки, где эти протосущества обитали. Система А/Б/В — не единственный набор молекул, ведущий себя подобным образом. В числе прочих назову лишь сходную тройку Г/Д/Е. Группе под руководством Ребека даже удалось получить самореплицирующиеся гибриды, образованные составными элементами из наборов А/Б/В и Г/Д/Е.

Потенциал изменчивости встречающихся в природе настоящих самокопирующихся молекул — нуклеиновых кислот ДНК и РНК — несопоставимо богаче. Если репликатор, созданный Ребеком, представляет собой цепочку всего из двух звеньев, то молекула ДНК — это протяженная цепь неограниченной длины, и сотни составляющих ее звеньев бывают четырех разновидностей. Когда же некий участок цепи служит матрицей для образования новой молекулы ДНК, каждая из четырех разновидностей звеньев служит шаблоном для другой, строго определенной их разновидности. Эти четыре типа звеньев, называемые азотистыми основаниями, — вещества аденин, тимин, цитозин и гуанин, которые принято обозначать как А, Т, Ц и Г. Основание А всегда служит матрицей для Т, и наоборот. Г всегда выполняет роль шаблона для Ц, и наоборот. Любая мыслимая последовательность из А, Т, Ц и Г может существовать и будет в точности скопирована. Более того, поскольку длина цепочек ДНК неограниченна, количество возможных вариантов фактически бесконечно. Вот вам потенциальный рецепт информационного взрыва, чьи отголоски способны в конечном итоге покинуть пределы родной планеты и достигнуть звезд.

На протяжении большей части тех четырех миллиардов лет, что прошли с тех пор, как в Солнечной системе начался репликативный взрыв, его влияние было ограничено породившей его планетой. Только в последний миллион лет возникла нервная система, способная изобрести технологию передачи радиосигналов. И всего несколько десятилетий назад она ее действительно изобрела. Теперь планета, где все это произошло, окружена расширяющейся со скоростью света оболочкой из богатых информацией радиоволн.

Я сказал «богатых информацией», потому что немалое количество радиоволн и без того уже болтается в космосе. Звездное излучение содержит не только частоты, известные нам как видимый свет, но и радиочастоты. Некий фоновый шум остался даже от первоначального Большого взрыва, стоявшего у истоков времени и Вселенной. Но шум этот не имеет никакой осмысленной структуры, он беден информацией. Радиоастроном с планеты, вращающейся вокруг Проксимы Центавра, выявил бы то же самое фоновое излучение, что и его земные коллеги, но помимо того заметил бы и более сложный рисунок радиоволн, исходящих от звезды Sol. Он не распознал бы в нем мешанину из телепередач четырехлетней давности, но наверняка обратил бы внимание на то, что этот рисунок неизмеримо более структурирован и богат информацией по сравнению с обычным фоновым шумом. Центаврийские радиоастрономы, горя триумфальным воодушевлением, опубликовали бы сообщение о том, что со звездой Sol произошел информационный эквивалент взрыва сверхновой (они осторожно предположили бы, что на самом деле речь идет о некой вращающейся вокруг Sol планете).

Как мы уже говорили, репликативные бомбы подчиняются более медленной динамике, чем взрывы сверхновых. Нашей репликативной бомбе потребовалось несколько миллиардов лет, чтобы достигнуть радиопорога — момента, когда породивший ее мир переполнился информацией и та полилась через край, затапливая окрестные звездные системы осмысленными импульсами. Судя по всему, информационные взрывы, если только наш взрыв типичен, проходят через последовательный ряд порогов. Радиопорог и предшествующий ему языковой порог — события в биографии репликативной бомбы довольно поздние. Прежде них (по крайней мере, на нашей планете) было пройдено то, что можно было бы назвать нейронным порогом, а еще раньше — порог многоклеточности. Порогом номер один, дедушкой всех прочих, был репликативный порог — начальное событие, без которого никакого взрыва просто не было бы.

Чем так примечательны репликаторы? Каким образом случайное возникновение молекулы, обладающей вроде бы безобидной способностью служить литейной формой для производства других, точно таких же, молекул, может инициировать взрыв, отдаленным последствиям которого под силу преодолевать планетарные масштабы? Как мы уже видели, могущество репликаторов частично проистекает из экспоненциального роста. Для них это явление характерно в особенно отчетливом виде. Типичным примером могут послужить так называемые «магические письма». В своем почтовом ящике вы находите открытку с надписью: «Сделай шесть таких открыток и разошли их шести своим друзьям в течение недели. Если ты ослушаешься, на тебя падет проклятье и не позже чем через месяц ты умрешь в страшных мучениях». Здравомыслящий человек такое послание просто выбросит. Но изрядная часть населения здравомыслящей не является: некоторые, будучи слегка заинтригованы или же напуганы полученной угрозой, разошлют шесть копий открытки другим людям. Предположим, что двое из этих шести согласятся поступить точно так же. Если в среднем треть получателей сообщения последует содержащимся в нем указаниям, то количество циркулирующих по почте копий открытки будет еженедельно удваиваться. Теоретически это означает, что через год число находящихся в обращении открыток составит 2 в 52-й степени, или около четырех тысяч триллионов, — достаточно, чтобы засыпать с головой всех на свете мужчин, женщин и детей.

Не обуздываемый нехваткой ресурсов экспоненциальный рост всегда приводит к поразительно масштабным последствиям за удивительно короткое время. На практике же ресурсы ограниченны, а кроме того, имеются и другие сдерживающие факторы. Так, в нашем выдуманном примере люди, вероятно, поленятся снова переписывать то же самое «магическое письмо», когда оно придет к ним во второй раз. В борьбе за ресурсы могут возникнуть искаженные варианты репликатора, которые окажутся эффективнее в деле воспроизводства самих себя. Более эффективным репликаторам будет свойственно вытеснять своих менее успешных соперников. Важно понимать, что никакой из этих самокопирующихся объектов не имеет осознанной заинтересованности в том, чтобы себя удваивать. Просто само собой получится так, что мир будет заполнен наиболее эффективными репликаторами.

В случае «магических писем» эффективность состоит в том, чтобы подобрать наилучшее сочетание слов на бумаге. Вместо не вполне правдоподобной угрозы «если ты ослушаешься написанного на открытке приказа, то самое позднее через месяц умрешь в страшных мучениях» текст может измениться на «умоляю, пожалуйста, спаси свою и мою душу и, если ты хоть сколько-нибудь колеблешься, не рискуй: выполни содержащиеся в письме указания и разошли его еще шести адресатам». Подобные «мутации» могут случаться вновь и вновь, благодаря чему по почте будет распространяться разношерстная популяция сообщений, происходящих от единого предка-родоначальника, но различающихся конкретными формулировками, а также силой убедительности и характером используемых риторических приемов. Частота встречаемости более успешных вариантов станет возрастать за счет менее удачливых конкурентов. Успех здесь измеряется просто числом имеющих хождение экземпляров. Знаменитым примером такого успеха может служить «Письмо св. Иуды», многократно облетевшее весь мир (попутно, вероятно, увеличиваясь в размерах). Вот каким его вариантом снабдил меня, когда я работал над этой книгой, доктор Оливер Гуденаф из Университета Вермонта (впоследствии мы опубликовали в журнале Nature совместную статью, посвященную «Письму св. Иуды» как одному из «вирусов мозга»):

У этого смехотворного документа налицо все признаки эволюции путем многочисленных мутаций. Он изобилует огрехами и корявостями, также имеют хождение и другие варианты того же текста. После публикации нашей статьи в Nature мне прислали несколько существенно отличающихся друг от друга версий с разных концов земного шара. Например, в одной из таких альтернативных редакций «офицер ПВО» стал «офицером ВВС». «Письмо св. Иуды» хорошо известно почтовой службе США: по ее данным, оно существовало еще до того, как это ведомство стало официально документировать свою деятельность, и с ним происходят регулярные «всплески численности», подобные эпидемиям.

Обратите внимание на то, что список событий, якобы осчастлививших тех, кто согласился переписать письмо, и неудач, обрушившихся на упрямцев, не мог быть составлен самими этими людьми. Как утверждается в письме, удача улыбнулась счастливчикам только после того, как они избавились от него. Потерпевшие же вообще никакого письма не отправляли. Судя по всему, эти истории были просто выдуманы, о чем вообще-то можно догадаться, исходя из одного лишь их неправдоподобия. И здесь мы приходим к главному отличию «магических писем» от природных репликаторов, инициировавших взрыв жизни на Земле. «Магические письма» изначально придуманы человеком, и все изменения их формулировок зарождаются в людских головах. А в начальной точке взрыва жизни не существовало ни разума, ни выдумки, ни намерений. Была одна только химия. И тем не менее, едва лишь самовоспроизводящимся веществам удалось случайно возникнуть, неизбежно должна была установиться тенденция повышения численности более успешных разновидностей за счет менее успешных.

Как и в случае «магических писем», для химических репликаторов успех — просто синоним частоты встречаемости. Но это всего-навсего определение, почти что тавтология. Чтобы добиться успеха, нужны практические умения, а умениями называют нечто конкретное, от тавтологий весьма далекое. Успешным репликатором станет та молекула, которая, в силу тончайших особенностей своего химического устройства, будет обладать всем необходимым для самоудвоения. На практике это может реализовываться множеством различных способов — даже если устройство самого репликатора кажется на удивление однообразным.

ДНК однообразна до такой степени, что представлена исключительно различными сочетаниями выстроенных в ряд четырех букв: А, Т, Ц и Г. Но при этом, как мы уже видели в предыдущих главах, средства, которыми ДНК обеспечивает свою репликацию, ошеломляют многообразием. В числе таких средств — построение более мощных сердец для гиппопотамов, более прыгучих ног для блох, более аэродинамически обтекаемых крыльев для стрижей, более эффективных плавательных пузырей для рыб. Все органы и конечности животных, все корни, листья и цветки растений, глаз, мозг и разум и даже страх и надежда — все это рычаги, используемые успешными молекулами ДНК для попадания в будущее. Разнообразие рычагов практически неисчерпаемо, а вот рецепты их изготовления до нелепого сходны: все те же А, Т, Ц и Г, только каждый раз заново перетасованные.

Возможно, так дело обстояло не всегда. У нас нет никаких доказательств, что исходный код, возникший в самом начале информационного взрыва, был записан алфавитом ДНК. По правде говоря, вся основывающаяся на ДНК и белке информационная технология столь сложна — «хайтек», по выражению химика Грэма Кернса-Смита, — что едва ли можно представить себе ее случайное возникновение на ровном месте, без какой-то другой самореплицирующейся системы-предшественницы. Такой предшественницей могла быть либо РНК, либо что-то подобное простым самовоспроизводящимся молекулам из эксперимента Джулиуса Ребека, либо же что-то совершенно иное. Вышеупомянутый Кернс-Смит (см. его книгу «Семь подсказок о возникновении жизни») высказал захватывающее предположение, подробно рассмотренное мною в «Слепом часовщике», что самыми первыми репликаторами были неорганические кристаллы глины. Вряд ли мы когда-нибудь доподлинно выясним, как было дело.

Что мы можем, так это приблизительно реконструировать общую хронологию взрыва жизни на любой планете, где угодно во Вселенной. Подробности того, как именно он будет протекать, могут зависеть от локальных условий. Система «ДНК — белок» не стала бы функционировать в среде из холодного сжиженного аммиака, но какая-нибудь другая система наследственности и эмбриологии, возможно, сумела бы. Как бы то ни было, именно подобными частностями мне хотелось бы пренебречь, поскольку я собираюсь сосредоточиться на универсальных принципах, не зависящих от конкретной планеты. Перечислю теперь в более систематической манере те пороги, через какие, по идее, должна проходить любая репликативная бомба. Некоторые из них, по-видимому, действительно всеобщие. Другие же могут оказаться специфическими именно для нашей планеты. Пожалуй, не всегда будет легко отличить универсальное от локального, и этот вопрос сам по себе интересен.

Под номером один идет, разумеется, «репликативный порог» как таковой — появление какой-либо самокопирующейся системы с наличием хотя бы зачаточной формы наследственной изменчивости, то есть с совершающимися иногда в процессе копирования случайными ошибками. Вследствие прохождения порога № 1 планета будет содержать некую смешанную популяцию, чьи разнородные представители конкурируют за ресурсы. Ресурсов будет недостаточно — или окажется недостаточно после того, как конкуренция усилится. В борьбе за эти скудные ресурсы некоторые варианты копий окажутся относительно успешными. А некоторые — относительно неудачливыми. Так в элементарном виде появится естественный отбор.

Поначалу об успехе репликаторов можно будет судить напрямую по их собственным свойствам — например по тому, насколько хорошо их молекулярная структура умещается в «литейной форме». Но затем, после многих поколений эволюции, мы подойдем к порогу № 2 — «фенотипическому порогу». Теперь репликаторы будут выживать не благодаря собственным качествам, а в силу своих воздействий на что-либо другое, называемых фенотипом. На нашей планете фенотипы легко распознаются как те части животных и растительных организмов, что находятся под влиянием генов. А это, стало быть, все части тела, вплоть до мельчайших. Представьте себе, будто фенотипы — рычаги власти, которыми успешные репликаторы проталкивают себя в следующее поколение. В более общем виде фенотипы можно определить как результаты деятельности репликаторов, оказывающие влияние на успех этих репликаторов, но к собственной репликации не способные. К примеру, некий конкретный ген какого-нибудь вида улиток, живущих на тихоокеанском острове, регулирует, вправо или влево закручивается у тех раковина. Сами молекулы ДНК не делятся на лево- и правозакрученные, а вот их фенотипические эффекты — другое дело. Может статься, что левозакрученные и правозакрученные раковины не одинаково хорошо справляются с задачей наружной защиты улиточьего организма. А поскольку гены улиток сами находятся внутри тех раковин, на чью форму оказывают влияние, численность генов, производящих удачные раковины, в конечном итоге превысит численность генов, производящих неудачные раковины. Будучи фенотипами, раковины не порождают дочерних раковин. Каждая раковина сделана благодаря ДНК, порождающей новую ДНК.

ДНК-последовательности оказывают влияние на обусловливаемые ими фенотипы (вроде направления закручивания раковины) посредством более или менее сложной цепочки промежуточных событий, объединяемых под рубрикой «эмбриология». На нашей планете первое звено этой цепочки всегда представляет собой синтез молекулы белка. Каждая деталь строения белковой молекулы в точности определяется знаменитым генетическим кодом — последовательностью из четырех различных букв ДНК. Но эти подробности имеют, скорее всего, только местное значение. Говоря же в общем, планета в конце концов окажется населена репликаторами, производящими такие последствия (фенотипы), которые какими угодно способами оказывают благотворный эффект на успех копирования репликаторов. Как только пройден «фенотипический порог», выживание репликаторов становится заботой их заместителей — последствий их влияния на мир. На нашей планете эти последствия обычно ограничены рамками того организма, где ген физически находится. Но строгой закономерности тут нет. Согласно теории расширенного фенотипа (ей я посвятил одноименную книгу), рычаги власти, при помощи которых репликаторы обеспечивают себе долгосрочное существование, не обязательно должны ограничиваться «собственным» организмом репликатора. Гены способны дотягиваться за пределы конкретных тел и влиять на мир в целом, в том числе и на другие организмы.

Не знаю, насколько универсален «фенотипический порог». Подозреваю, что он будет преодолен на всех планетах, где жизнь хоть сколько-нибудь выйдет из зачаточного состояния. Подозреваю также, что это будет справедливо и для следующего порога в моем списке. Речь идет о пороге № 3, «пороге команды репликаторов», который на некоторых планетах может быть пройден прежде «фенотипического порога», а на некоторых — одновременно с ним. В давние времена репликаторы были, вероятно, независимыми единицами, бултыхавшимися голышом вместе с репликаторами-соперниками в верховьях генной реки. Но наша ныне установившаяся на Земле система информационных технологий, основанная на ДНК и белке, устроена так, что никакой ген не может работать в одиночку. Химическое окружение функционирующего гена — отнюдь не внешний мир как он есть. Мир, конечно же, существует в качестве фона, но фона довольно отдаленного. Непосредственно окружающая ДНК-репликатор и жизненно необходимая ему среда представляет собой куда меньший, намного более насыщенный химикатами мешочек — клетку. Впрочем, называть клетку мешочком с химикатами не вполне правильно, потому что во многих клетках имеется сложнейшая система плотно уложенных мембран, на которых, внутри которых и между которыми протекают необходимые для жизни химические реакции. Химический микрокосм клетки создается консорциумом, состоящим из сотен (а в случае наиболее развитых клеток — из сотен тысяч) генов. Каждый ген вносит свой вклад в формирование общей среды, совместно используемой затем ради выживания. Гены работают в командах. Мы уже рассматривали это явление под несколько иным углом в первой главе.

Простейшими автономными системами копирования ДНК на нашей планете являются клетки бактерий: им для производства всего необходимого требуется как минимум пара сотен генов. Клетки, не относящиеся к бактериям, называются эукариотическими. Наши с вами клетки, а также клетки всех животных, растений, грибов и простейших — это эукариотические клетки. Обычно в них содержатся десятки или сотни тысяч генов, работающих как одна команда. Как мы знаем из второй главы, теперь полагают вероятным, что изначально сама эукариотическая клетка была командой примерно из полудюжины объединившихся друг с другом бактерий. Но это рабочий коллектив более высокого порядка, сейчас же речь идет о другом. Просто о том факте, что все гены на свете действуют в химическом окружении, создаваемом совокупностью генов клетки.

Ухватив суть идеи, что гены работают в командах, трудно не поддаться очевидному соблазну и не прийти к убеждению, будто в наши дни дарвиновский отбор представляет собой соревнование между командами генов, будто он поднялся на более высокие уровни организации. Мысль привлекательная, но, на мой взгляд, в корне неверная. Намного ближе к пониманию истины та точка зрения, что отбор по-прежнему идет между соперничающими генами, но благоприятствует тем из них, которые процветают в присутствии других генов — тоже, в свою очередь, выигрывающих от такого соседства. Эта идея уже встречалась нам в первой главе, когда мы говорили о том, что гены, оказавшиеся в одном рукаве цифровой реки, имеют тенденцию становиться «хорошими попутчиками».

По мере того как взрыв репликативной бомбы будет набирать обороты, следующим ключевым порогом для планеты окажется, вероятно, «порог многоклеточности» — № 4 в моем списке. Как мы уже знаем, при характерном для нас устройстве жизни каждая отдельно взятая клетка — это маленькое огороженное море химических веществ с купающейся в нем группой генов. И хотя в клетке содержится весь генный коллектив, создает ее только часть этой команды. Причем сами клетки размножаются делением надвое, а каждая половинка затем снова вырастает до полного размера. Все члены генной команды при этом также удваиваются. Если две получившиеся клетки не расходятся полностью, а остаются соединены друг с другом, то могут воздвигаться громадные здания, где клетки играют роль кирпичиков. Эта способность создавать многоклеточные сооружения имеет, вполне вероятно, важное значение не только в нашем с вами мире, но и в других тоже. Преодоление «порога многоклеточности» открывает путь к возникновению фенотипов, чьи формы и функции могут быть поняты только на шкале размерностей куда более крупной, нежели масштабы отдельной клетки. Рог оленя и лист растения, хрусталик глаза и раковина улитки — все эти строения сложены из клеток, но клетки не являются миниатюрными повторениями возникающей из них макроскопической формы. Иными словами, многоклеточные органы растут не так, как кристаллы. По крайней мере, на нашей планете они растут скорее как дома, чья форма в общем и целом отличается от кирпичей-переростков. Руке присуще особое строение, но она не образована клетками в форме рук, однако, если бы фенотипы росли подобно кристаллам, дело обстояло бы именно так. Многоклеточные органы похожи на здания еще в одном отношении: они приобретают свои очертания и размеры благодаря тому, что слои клеток (кирпичиков) подчиняются правилам, задающим границы их роста. Одни клетки в каком-то смысле должны знать свое местоположение относительно других. Клетки печени ведут себя так, будто им известно не только то, что они — именно клетки печени, но и то, на краю или в центре печеночной доли они находятся. Каким образом им это удается — вопрос сложный и интенсивно изучаемый. Ответы на него, вероятно, специфичны для нашей планеты, и я не стану уделять им здесь внимание. Мы уже слегка коснулись их в первой главе. Каковы бы ни были технические подробности, сам метод отлаживался тем же самым способом, что и все прочие усовершенствования в живой природе: неслучайным выживанием успешных генов, отбиравшихся по оказываемому ими воздействию — в данном случае воздействию на поведение клеток по отношению к своим соседкам.

Следующим важнейшим порогом, который я собираюсь рассмотреть, поскольку подозреваю, что и он может иметь не только местное, ограниченное нашей планетой значение, будет «порог высокоскоростной обработки информации». На Земле этот порог № 5 был преодолен благодаря особому типу клеток — нервным клеткам, или нейронам, и в нашем случае мы можем называть его «нейронным порогом». Какими бы средствами он ни достигался на той или иной конкретной планете, порог этот важен, поскольку после его прохождения становятся возможны действия, предпринимаемые на гораздо более мелкой временно́й шкале, нежели та, к которой имеют прямой доступ репликаторы с их химическими рычагами власти. Хищники могут бросаться на свою добычу, а жертвы — увертываться от хищников, спасая свою шкуру, и используемый для этого нервно-мышечный аппарат действует и реагирует со скоростями, многократно превышающими ту скорость, с какой гены складывают эмбриологическое оригами при создании самого аппарата. Абсолютные значения скорости и времени реагирования могут различаться от одной планеты к другой. Но на любой планете, как только время реагирования построенных репликаторами машин начнет на несколько порядков превосходить скорость эмбриологической деятельности самих репликаторов, будет пересечен очень важный порог. Не столь ясно, будут ли участвующие в этом механизмы непременно похожими на то, что мы на своей планете называем нейронами и мышечными клетками. Но там, где нечто аналогичное «нейронному порогу» окажется пройдено, весьма вероятно, наступят важные последствия, влекущие за собой дальнейшее распространение репликативного взрыва.

В числе таких последствий может возникнуть крупное скопление оперирующих информацией единиц — «мозг», — способное обрабатывать сложные последовательности данных, улавливаемых «органами чувств», и регистрировать их в своей «памяти». Другое, более таинственное и замысловатое, следствие пересечения «нейронного порога» — это самосознание, чье появление я назову порогом № 6. Мы не знаем, сколько раз «порог самосознания» преодолевался на нашей планете. По мнению некоторых философов, он неразрывно связан с языком, возникшим, судя по всему, лишь однажды — у прямоходящих приматов вида Homo sapiens. Независимо от того, требуется сознанию язык или нет, давайте все же отметим «языковой порог» как один из главных — это будет № 7 в нашем списке порогов, которые могут быть, а могут и не быть пройдены планетой. Конкретные особенности устройства языка — например, то, звуками он передается или же при помощи какого-то другого физического посредника, — следует отнести к деталям, имеющим лишь местное значение.

Язык с этой точки зрения — система, объединяющая мозги (как их принято называть на нашей планете) в общую сеть, где происходит взаимообмен информацией, достаточно тесный для того, чтобы сделалось возможным развитие технологий, требующих сотрудничества. Такие технологии, начавшиеся с подражательного усовершенствования каменных орудий, прошедшие через эпохи металлургии, колесных экипажей, паровых двигателей и вступившие теперь в век электроники, сами по себе обладают многими признаками взрыва и потому заслуживают именоваться «порогом скоординированных технологий», или порогом № 8. Ведь вполне возможно, что человеческая цивилизация взрастила совершенно новую репликативную бомбу с особой разновидностью самокопирующихся единиц — мемов, как я назвал их в своей книге «Эгоистичный ген», — которые размножаются и существуют по дарвиновским законам в реке культуры. Быть может, теперь начинается взрыв меметической бомбы — параллельно с породившим ее взрывом бомбы генетической, ранее создавшим головной мозг и необходимую культурную среду. Но это опять-таки предмет для данной главы слишком обширный. Мне следует вернуться к ее основной теме и заметить, что, как только этап требующих сотрудничества технологий оказывается преодолен, с большой вероятностью появляется и возможность воздействий, выходящих за пределы собственной планеты. После того как будет пройден порог № 9 — «радиопорог», — внешние наблюдатели смогут обнаружить, что некая звездная система недавно взорвалась репликативной бомбой.

Мы уже говорили, что первым намеком для сторонних наблюдателей будут, по всей видимости, радиоволны, выплескивающиеся вовне как побочный продукт обмена информацией на планете, ставшей эпицентром взрыва. Затем наследники технологий репликативной бомбы могут и сами осознанно обратиться к звездам. К нашим собственным неумелым шагам в этом направлении относится трансляция в космос сообщений, специально сконструированных для понимания инопланетным разумом. Каким образом конструировать сигналы, адресованные разуму, о чьей природе не имеешь ни малейшего представления? Очевидно, это непросто, и очень может быть, что наши попытки выйти на контакт остались непонятыми.

Главной их целью было не сообщить нечто содержательное, а убедить наблюдателей с других планет в том, что мы вообще существуем. Та же самая задача вставала и перед моим вымышленным профессором Криксоном из первой главы. Он перевел простые числа на язык генетического кода, а аналогичная стратегия с использованием радио могла бы оказаться одним из разумных способов дать знать о себе другим мирам. Еще лучшим средством представителям нашего вида показалась бы, вероятно, музыка, и даже если у потенциальных слушателей не окажется ушей, не исключено, что они все равно оценят ее на свой лад. Знаменитый ученый и писатель Льюис Томас предложил транслировать Баха, только Баха и ничего, кроме Баха, хотя и выразил опасение, что это расценят как бахвальство. Но и музыка не застрахована от неправильного понимания: разум, достаточно чужеродный нашему, может принять ее за ритмичные всплески излучения пульсаров. Пульсарами называют звезды, испускающие периодические импульсы радиоволн с интервалом в несколько секунд или чаще. Их открытие в 1967 году группой радиоастрономов из Кембриджа послужило причиной кратковременного ажиотажа, так как возник вопрос, уж не являются ли эти сигналы посланием из космоса. Но вскоре стало ясно, что более рациональным объяснением будет чрезвычайно быстрое вращение небольших звезд, обводящих окрестности радиолучом, подобно маякам. На сегодняшний день никакие достоверные сообщения извне до нашей планеты не доходили.

После радиоволн единственным следующим шагом, какой мы еще можем вообразить для дальнейшего распространения нашего взрыва, будет физическое перемещение в космосе: порог № 10 — «порог космических полетов». Авторы научно-фантастических произведений грезят о межзвездном расселении дочерних колоний, основанных человеком или созданными им роботами. Эти дочерние колонии можно рассматривать как посев, как затравку для новых очагов самовоспроизводящейся информации — очагов, которые впоследствии смогут сами взорваться новыми репликативными бомбами, распространяя гены и мемы во внешний мир. Если эта фантазия когда-нибудь станет правдой, то, пожалуй, не будет слишком большой самонадеянностью представить себе в будущем нового Кристофера Марло, в свою очередь обращающегося к нашей метафоре цифровой реки и восклицающего: «Вон жизни ток, смотри, струится в небе!»

Пока что мы едва ли сделали первый шаг в направлении от своей планеты. Нам удалось побывать на Луне, но, каким бы внушительным достижением это ни было, Луна, хоть она и не тыква, расположена к нам так близко с точки зрения тех инопланетян, с которыми мы могли бы в конечном итоге пообщаться, что это и путешествием-то не назовешь. Мы отправили в далекий космос несколько беспилотных капсул, чьих путей нам до конца не проследить. Одна из них, по вдохновенному предложению мудрого американского астронома Карла Сагана, несет послание, составленное так, чтобы его сумел расшифровать любой инопланетный разум, какому только доведется с ним столкнуться. Послание украшено изображением представителей отправившего его вида: обнаженных мужчины и женщины.

Может показаться, будто здесь круг замыкается и мы возвращаемся к тем самым прародительским мифам, с которых начиналось наше повествование. Но эти мужчина и женщина — не Адам и Ева, а сообщение, выгравированное под их изящными силуэтами, — во всех отношениях более ценное свидетельство породившего нашу жизнь взрыва, чем какой угодно стих Книги Бытия. Образно-графическим языком, специально разработанным для всеобщего понимания, пластинка объясняет свое собственное бытие, начавшееся на третьей по счету планете от звезды, чье местонахождение в Галактике точно сообщается. Далее мы дополнительно аттестуем себя наглядным изложением фундаментальных законов химии и математики. Если когда-нибудь эту капсулу обнаружат разумные существа, они признают создавшую ее цивилизацию способной на нечто большее, чем суеверия первобытных племен. Им станет известно, что за космической бездной давным-давно произошел еще один взрыв жизни, увенчавшийся возникновением цивилизации, с которой было бы о чем поговорить.

Увы, вероятность того, что наша капсула окажется на расстоянии хотя бы парсека от другой репликативной бомбы, безнадежно мала. Кто-то видит главную ценность этого послания в том, чтобы вдохновлять нас, земных жителей. Фигуры двух обнаженных человеческих существ с поднятыми в мирном приветствии руками, преднамеренно отправленные в бесконечное путешествие к далеким звездам, первый экспортный продукт знаний, обретенных в ходе здешнего взрыва жизни… Размышления об этом, несомненно, могут принести некоторую пользу нашему обычно мелкому, поглощенному своими местечковыми проблемами разуму и стать отголоском того впечатления, какое статуя Ньютона в кембриджском Тринити-колледже произвела на разум (впрочем, великий) Уильяма Вордсворта: