Тезисы, легшие в основу понимания эволюции путем естественного отбора, сформулированы Дарвином в «Происхождении видов», в выводах главы 4. Неплохо было бы их повторить.

«Если при меняющихся условиях жизни органические существа представляют индивидуальные различия почти в любой части своей организации, а это оспаривать невозможно; если в силу геометрической прогрессии возрастания численности ведется жестокая борьба за жизнь в любом возрасте, в любой год или время года, а это, конечно, неоспоримо; если вспомнить бесконечную сложность отношений органических существ (как между собой, так и к их жизненным условиям), в силу которых бесконечное многообразие строения, конституции и привычек полезно для этих существ; если принять все это во внимание, то крайне невероятно, чтобы никогда не встречались вариации, полезные каждому существу для его собственного благополучия, точно так же, как встречались многочисленные вариации, полезные для человека. Но если полезные для какого-нибудь органического существа вариации когда-либо встречаются, то особи, характеризующиеся ими, конечно, будут обладать наибольшей вероятностью сохранения в борьбе за жизнь, а в силу строгого принципа наследственности они обнаружат наклонность производить сходное с ними потомство. Этот принцип сохранения, или наиболее приспособленного выживания, я назвал естественным отбором».

Спустя годы эти великие выводы были обобщены и уточнены, и на их основе сформулированы различные краткие определения. Наилучшим по простоте, емкости и ясности может быть названо определение философа биологии Питера Годфри-Смита (Peter Godfrey-Smith, 2007), состоящее из трех частей.

Эволюция путем естественного отбора представляет собой изменения в популяции, вызванные:

1) изменением характеристик членов популяции,

2) приводящих к различным темпам размножения,

3) передающихся по наследству.

Если все три фактора действуют, то эволюция становится неизбежной, независимо от того, является ли популяция группой организмов, вирусов, компьютерных программ, слов и других множеств, которые производят копии самих себя тем или иным способом. Мы можем сформулировать это слегка архаично, заявив, что Дарвин открыл фундаментальный алгоритм эволюции путем естественного отбора, то есть абстрактную структуру, которая может быть воплощена или «реализована» в различных материалах или средах.

Мы можем взглянуть и на развитие культуры как на эволюцию – объектов культуры, таких, как слова, методы, ритуалы, стили, и, чтобы помочь нашему воображению думать на эту сложную тему, я хочу предложить один мыслительный инструмент, который считаю весьма ценным для ориентации в этой зыбкой сфере: Дарвиновское пространство, изобретенное Годфри-Смитом в его книге «Дарвиновские популяции и естественный отбор» (Godfrey-Smith, Darwinian Populations and Natural Selection, 2009).

Весьма заманчиво сказать, что три условия, перечисленные выше, определяют сущность естественного отбора и что классические примеры, используемые для иллюстрации этой теории в действии, подходят идеально. Однако одним из важнейших вкладов Дарвина в развитие научной мысли было его отрицание эссенциализма, древней философской доктрины, утверждавшей, что у любого типа явлений, любого природного события существует смысл, то есть совокупность необходимых и достаточных для существования такого рода объектов и процессов свойств. Дарвин показал, что различные виды исторически связаны последовательностью изменений настолько постепенных, что не существует никакой возможности разделить их, сказав (к примеру): динозавры все слева, а птицы все справа. Что же тогда говорить о самом дарвинизме? Есть ли у него смысл или он тоже является порождением изменений, незаметно смешивающихся с не-дарвинистскими объяснениями? А что насчет явлений, которые не являются типичными случаями дарвиновской эволюции? Их много, и Годфри-Смит показывает, как систематизировать их таким образом, чтобы показать наглядно их различия и сходство и даже указать на их собственные объяснения. К примеру, всем эволюционирующим сущностям нужно «унаследовать» нечто – копию чего-то – от своих прародителей, однако некоторые виды копий не обладают достаточной точностью, в них много искажений и потерь, а точность других почти идеальна. Мы можем представить себе последовательность различных способов, от обладающих низкой точностью до высокоточных, в виде оси Х простейшего графика:

Эволюция зависит от существования высокоточного, но не идеального копирования, поскольку мутации (ошибки копирования) служат источником для всего нового. Технология электронного копирования совершенна и отлично подходит для любых практических целей: если вы копируете копию копии копии… текстового файла, он будет идентичен исходному вплоть до знака. В этой ситуации мутации не накапливаются, и это ни плохо, ни хорошо. Копирование ДНК почти совершенно, однако без ее случайных ошибок (одной на миллиарды нуклеотидов), эволюция остановилась бы.

Или еще один пример изменчивости: разница в приспособляемости между членами популяции зависит от их «везения», «таланта» или их комбинации. В слишком изменчивой окружающей среде, в которой кто-то не сможет размножиться, поскольку его поразит молния еще до того, как он получит такую возможность, эволюция не сможет действовать, какие бы различия ни существовали между особями. Мы можем составить последовательность различных соотношений удачи и таланта на другой оси координат и отметить, что именно во время копирования «шума» (копирование невысокой точности) происходит разрушение результатов, достигнутых эволюцией, – в качестве «шума» выступают события в окружающей среде (молнии и другие несчастные случаи, которые удаляют порой лучших кандидатов на звание чемпиона воспроизводства). Мы можем добавить еще и третью ось и нарисовать трехмерный куб с осями x, y и z, в котором разместим всевозможные явления. (К сожалению, большинство из нас не может вообразить изящную четырехмерную конструкцию, поэтому мы ограничимся тремя и рассмотрим три вида изменений одновременно, меняя их место в диаграмме по мере надобности).

Используя эти трехмерные матрицы, мы можем наглядно изображать чисто дарвиновские явления, квазидарвиновские явления, прото-дарвиновские явления и (по другую сторону нечетких границ) явления, не являющиеся дарвиновскими ни в каком смысле. Возможность увидеть наглядно, в чем все эти явления похожи и в чем они различаются, служит неплохим подспорьем для размышлений об эволюции. Вместо того чтобы пробовать провести четкие границы, отделяющие простые псевдодарвиновские явления от явлений, которым присущ весь набор «сущностных» признаков естественного отбора, мы изобретаем градиентную шкалу, на которой располагаем почти дарвиновские, с определенной точки зрения, явления. Таким образом мы можем увидеть, применима ли теория Дарвина и в промежуточных случаях, найти компромиссные решения и виды взаимодействий, которые могут объяснить, как и почему эти явления выглядят так, как они выглядят. Годфри-Смит напоминает нам, что «эволюционные процессы сами являются результатом эволюции», и их результат проявляется постепенно и трансформируется постепенно. Короче, его Дарвиново пространство предоставляет нам инструментарий, который помогает нам формулировать и развивать наш «дарвинизм о дарвинизме», говоря прекрасными словами Гленна Адельсона.

На всех этих диаграммах показатели принимают значения от 0 (совсем недарвиновский) до 1 (максимально дарвиновский), таким образом хрестоматийные, «самые дарвиновские» феномены располагаются в верхнем правом углу, где все три параметра достигают максимума (1,1,1), а те явления, что вообще не проявляют этих свойств, расположены там, где они равны нулю (0,0,0). Мы можем выбрать любые три изменяющихся свойства, которые нам больше нравятся, и соотнести их с тремя осями x, y и z. На рисунке 7.1 значения точности воспроизводства Н отражены на оси х, и если эта точность слишком мала, чтобы поддерживать сигнал в условиях внешнего шума, эволюция просто не начнется; полезные мутации возникнут, но тут же исчезнут в шуме помех до того, как отбор сможет закрепить их в последующих поколениях.

Даже если другие показатели по другим осям показывают хорошие результаты (близкие к 1), мы получим «катастрофическую ошибку» (см. рисунок 7.1), чья линия пролегает возле левой стенки куба. (Мы уже отмечали, что, если точность идеальна, эволюция так же остановится из-за отсутствия новых изменений, поэтому линия правильного развития пролегает возле правой стенки куба, но не вплотную к ней.) По вертикали y отложены показатели непрерывности, то есть «плавности изменений внешней среды». Естественный отбор – постепенный процесс; он определяется «маленькими шагами», сделанными «вслепую», и если эти шаги совершаются на устойчивой поверхности или небольшом склоне (таком, что маленький шаг вбок в любом направлении все равно оказывается маленьким шагом вниз, вверх или на том же уровне, не требующим резких изменений приспособляемости), их последовательность может привести на «вершину холма», несмотря на близорукость отбора (вспомним Слепого Часовщика). Отбор доберется до единственного пика, глобального оптимума на ровной поверхности, или до локального оптимума на поверхности с несколькими вершинами. Если же эта поверхность, то есть среда, к которой приходится приспосабливаться, слишком «жесткая», то есть постоянно резко меняется, эволюция становится практически невозможной, поскольку небольшие шаги, небольшие изменения не коррелируют с необходимостью постоянно менять направление изменений, или невозможностью даже просто поддерживать хорошую форму.

Рисунок 7.1. Дарвиновское пространство © Godfrey-Smith

В измерении Z Годфри-Смит поместил S, означая (не спрашивайте, почему «S») зависимость от «внутренних свойств», и эта функция отражает соотношение удачи и таланта». На теннисном турнире лучшие спортсмены занимают первые места благодаря тренированности и силе; в соревновании по подбрасыванию монет побеждает тот, кому повезет, и эта победа не зависит от его особых качеств; в матче-реванше у всех участников будут ровно те же шансы выиграть. К примеру, во время генетического «дрейфа» (особенно в небольшой популяции, для которой «ошибка выборки» будет относительно велика) «победивший» в популяции признак ничем не лучше любой другой альтернативы; так получается иногда, что удача оказывается на стороне лишь одного признака, и он закрепляется. Например, в небольшой популяции кроликов некоторые из животных имеют темно-серый окрас, а остальные – белые; и случайно получается, что часть темных кроликов гибнет на шоссе под колесами, один тонет, а последний носитель гена темного цвета срывается со скалы по дороге к своей самке – ген исчезает из местного генофонда совершенно случайно, без веской причины. Просто не повезло.

Одна из самых практичных особенностей этих дарвиновских пространств – они помогают нам понять феномен «дедарвинизации», в процессе которой род, эволюционировавший на протяжении множества поколений в идеальных дарвиновских условиях, перебирается в новые условия, в которых будущее его определяется менее дарвиновскими процессами. Человеческие клетки, присутствующие в нашей диаграмме, служат тому прекрасным примером. Эти клетки являются прямым, но очень далеким потомком одноклеточных эукариотов («микробов» или «протистов»), существовавших сами по себе, как независимые особи. Эти далекие предки были идеальными дарвиновскими самостоятельно развивающимися существами (в верхнем углу 1.1.1), движущимися по всем трем направляющим изо всех сил. Клетки, формирующие сегодня наше тело, являются прямыми потомками (дочерними клетками) тех клеток, которые сами были потомками еще более ранних клеток, ведущих происхождений от зиготы, сформированной при слиянии яйцеклетки и сперматозоида при зачатии. В процессе развития в утробе матери и во младенчестве в организме идет обильная пролиферация клеток, их рождается много больше, чем понадобится для построения органов; процесс отбора безжалостно отбраковывает все лишнее, оставляя только победителей, которые берут на себя разнообразную работу, в то время как лузеры отправляются в переработку, чтобы стать материалом для последующих «поколений». Особенно нагляден этот процесс в тканях мозга, где новые нейроны получают возможность соединяться между собой с пользой (например, становясь звеном на пути от сетчатки глаза к соответствующей точке в визуальной коре). Это больше похоже на гонку множества нейронов за место для прорастания на пути от А к В, они ориентируются по молекулярным сигналам, как по крошкам на тропинке. Те, кому это удается, получают первый приз, выжив, в то время как остальные становятся материалом для следующей волны.

Откуда победили «знают», как прорасти на пути от точки А к точке В? Они не знают, это чистое везение (как в игре в монетки). Многие нейроны пытаются прорасти, и у многих не получается; выживают те, кому удается встроиться в правильное соединение. Выжившие клетки могут иметь внутреннее строение, как у конкурентов (они не сильнее, не быстрее), они просто оказываются в нужном месте в нужное время. Таким образом процессы, развивающиеся в нашем мозгу, являются «дедарвинизированной» версией процессов, сформировавших когда-то эукариоты, которые миллиарды лет назад объединили усилия, чтобы создать многоклеточные организмы. Отметим, что «дрейф генов», в процессе которого некие зафиксированные особенности превращаются в результат чистой удачи (как в человеческих клетках), тоже присутствует на диаграмме в виде совсем низенького холмика. Человеческие клетки выбраны из-за их особости, но победители «дрейфа генов» в любом случае везунчики. «Дрейф генов» существует так же долго, как и эволюция, поэтому сам по себе он не является дедарвинизацией.

На рисунке 7.2 изображено второе дарвиновское пространство Годфри-Смита. На этот раз на оси х расположено бутылочное горло. Процесс воспроизведения проходит через все сужающийся набор возможностей, в самом крайнем случае использует единственную клетку. Единственный сперматозоид и единственная яйцеклетка из многих миллиардов клеток, из которых состояли ваш отец и ваша мать в момент вашего зачатия, объединившиеся для создания нового поколения. И наоборот, стадо буйволов может превратиться в два стада (которые позднее могут стать четырьмя стадами), просто разделившись надвое.

Рисунок 7.2. Дарвиновское пространство в иных координатах © Godfrey-Smith

Пара буйвол с буйволицей могут застрять где-нибудь и стать родоначальниками нового стада, более однородного в генетическом отношении. Некая часть губки тоже может стать потомком губки, однако губка в некотором смысле более индивидуализирована – более независимая сущность, – чем стадо. Дуб достаточно сильно индивидуализирован, и у него есть репродуктивное бутылочное горло – желудь, однако, как все растения, он может размножаться посредством побегов от ветки, воткнутой в землю. Не существует (пока) способа создать потомка человека – клона – из кусочка уха или пальца ноги. Мы расположены высоко на всех трех осях. А осиновая роща интересна для нас тем, что все деревья связаны друг с другом под землей единой корневой системой и поэтому генетически не индивидуализированы и больше похожи на сросшихся идентичных мегаблизнецов, единое «растение», покрывающее вершину холма.

Рисунок 7.3. Дарвиновское пространство зарождения жизни

Рисунок 7.3 показывает применение дарвиновского пространства для анализа процесса зарождения жизни, которое мы обсуждали в первых трех главах. Это должен быть набор процессов, которые переходят от преддарвиновских через протодарвиновские к дарвиновским.

Когда мы рассматриваем бактерию, расположенную в правом верхнем углу, мы уже имеем дело с полноценным размножением, потреблением энергии и сложными структурами. Вопрос, на который до сих пор не получен точный ответ, – как это получилось. Мы могли бы построить траектории развития отдельных компонентов (мембраны, механизма метаболизма, механизма репликации…) и посмотреть, что возникло первым, а что было более поздним дополнением или усовершенствованием. Можно, конечно, также назвать и другие измерения: очень важными параметрами должны быть размеры и эффективность. Как уже указывалось в главе 2, вполне вероятно, что первыми сущностями или группами, которые (вроде как) воспроизводились, были относительно крупные соединения Руби-Голдберга; они были достаточно стабильны для естественного отбора, чтобы сократиться и упорядочиться в виде высокоэффективных, компактных бактерий. Заполнение пространства примерами выглядит пока преждевременным, даже то, что я поставил бактерию в верхний правый угол, может оказаться ошибочным предположением, поскольку первым по-настоящему дарвиновским производителем является пока архея (или кто-то похожий).

А теперь давайте попробуем применить методику дарвиновских пространств к такому феномену, как культурная эволюция. Подробное объяснение и доказательства я предоставлю позже.

На оси х на рисунке 7.4 я расположил соотношение роста с размножением. Осиновые рощи отращивают огромное «тело» вместо того, чтобы произвести «потомство» (как правило). Это своего рода и рост, и размножение. Другим таким же примером могут стать грибы, но я не знаю ни одно животное, которое могло бы дублировать самого себя в стиле сиамских близнецов, вместо того чтобы размножиться, как обычно. На оси z я разместил степень внутренней сложности, а на вертикали y сочетание культурной и генетической эволюций. (На полпути между ними есть какие-то особые явления? О да, как мы увидим.) Слизевики, как и осиновые рощи, совмещают дифференциальную репродукцию с дифференциальным же ростом, покрывая все большее пространство, вместо того чтобы распадаться на группы индивидуальных потомков.

Рисунок 7.4. Дарвиновское пространство и религии

В культуре Римская католическая церковь тоже росла и росла (по крайней мере, до совсем недавнего времени), однако практически не создавала ответвлений (только в XVI веке она произвела несколько впечатляющих течений. Гуттериты поступают ровно наоборот: они создают дочерние коммуны, как только какая-либо коммуна становится слишком велика (детали см. в книге Wilson and Sober, 1995). Религии (или религиозные общины) – большие и сложные социальные образования. Слова же больше похожи на вирусы, они проще, не живут собственной жизнью и зависят от своих носителей в деле воспроизводства (не совершайте распространенной ошибки, думая, что все вирусы плохие; на каждый токсичный вирус в нашем организме найдутся миллионы совершенно безвредных, а некоторые из них вообще полезны и даже важны для выживания).

Доверие (по большей части) – культурный феномен, и оно без всякого сомнения заложено в наших генах; мы не думаем о нем до тех пор, пока не утратим, точно так же, как о воздухе, которым дышим. Оно (в основном) является продуктом культурной эволюции, в точности как дыхание есть продукт генетической эволюции, длившейся миллиарды лет. Только что зародившаяся жизнь была анаэробной (то есть ей не требовался кислород), и атмосфера почти не содержала кислорода в те древние времена, однако, когда появился фотосинтез, живые существа начали выбрасывать кислород (в виде CO₂ и O₂) в атмосферу. Этот процесс занял миллиарды лет, часть O₂ в верхних слоях атмосферы превратилась в О₃, то есть озон, а ведь без него смертельная радиация достигла бы поверхности Земли, и наша форма жизни была бы невозможной. Содержание кислорода в воздухе 600 миллионов лет назад составляло лишь 10 % от сегодняшнего уровня, и, хотя изменения происходили очень медленно, со временем они стали необратимыми. Мы можем рассматривать атмосферу как неотъемлемый фактор селективной окружающей среды, в которой происходит эволюция: она тоже изменяется и является продуктом более ранней эволюции планеты. Эти явления – мы можем назвать их биологической и культурной «атмосферой», в которой происходят эволюционные процессы, – они не воспроизводятся самостоятельно, однако их влияние локально усиливается или слабеет, и они эволюционируют с течением времени недарвиновским путем.

На рисунке 7.5 представлен еще один вариант.

На этой диаграмме я поменял местами полюса более ранних дарвиновских диаграмм: идеальные дарвиновские явления расположены в углу (0.0.0), а совершенно недарвиновские явления, примеры интеллектуального творчества (не путать с Разумным творением – это не имеет ничего общего с религией), расположены в правом верхнем углу.

Рисунок 7.5. Перевернутое дарвиновское пространство с дарвиновскими процессами в точке (0.0.0) и интеллектуальным творчеством в точке (1.1.1)

В верхнем правом углу, где расположены высшие достижения интеллектуального творчества, по идее, мы должны расположить недостижимый идеал: богоподобного Гения, Творца, одаривающего смертных с заоблачных вершин. Все остальные, реально существующие достижения культуры, занимают промежуточное положение, определенное несовершенством понимания, уровнем исследований, степенью сотрудничества.

Я поставил Пикассо на вершину не потому, что считаю его умнее других гениев, а потому, что он однажды сказал: Je ne cherche pas. Je trouve («Я не ищу, я нахожу»). Это идеальное хвастовство гения, уложившего в несколько слов важное послание: «Мне не нужно идти путем проб и ошибок! Я не тащусь трудным извилистым путем к вершине творчества. Я сразу одним прыжком достигаю Эвереста, с первой попытки! Я все понял; я даже понял, откуда идет мое понимание!» Это, конечно, чушь, но какая вдохновенная чушь. В случае Пикассо – это по большей части ложь. На самом деле он создавал сотни эскизов на одну и ту же тему, старательно вгрызался в секреты творчества, пока не находил то, что, по его мнению, могло служить окончательной целью путешествия в пространстве Созидания (он был великим художником, но часть его таланта ушла на то, чтобы подписывать и продавать огромное количество эскизов, вместо того чтобы выбросить их).

В истории культурной эволюции и ее роли в развитии нашего разума есть множество интересных моментов, однако прежде всего мы должны пристально рассмотреть самый момент ее начала. Как и в собственно процессе происхождении жизни, именно точный момент начала труднее всего найти, это нерешенная проблема. Наше сознание, с определенной точки зрения, отличается от других сознаний так же, как живые существа от неживых объектов, и восстановить пошаговый процесс перехода от нашего общего с шимпанзе предка к людям – величайшая задача. Недостатка в гипотезах, которые конкурируют между собой, нет, и мы рассмотрим самые убедительные (на мой взгляд). Что возникло раньше: язык, или сотрудничество, или изготовление орудий, или поддержание огня, или метание камней, или конкуренция за места обитания, или обмен, или… Не стоит удивляться, что одного волшебного ответа на эти вопросы просто не существует, это, скорее всего, был коэволюционный процесс, определявшийся многочисленными взаимодействующими друг с другом факторами. Непреложным остается один факт – мы стали единственным видом, у которого получилось создать культуру, развивающуюся в результате взрывного кумулятивного эффекта – бомбы, заложенной постоянным воспроизведением, – и любая история, объясняющая почему (то есть как и зачем) у нас есть культура, должна разъяснять, почему только у нас. Культура стала волшебным даром для нас, но способность видеть или летать тоже, несомненно, является волшебным даром, однако она развилась у множества видов. Какие же барьеры встали на пути появления этого дара у других родов?