Воображаемая жизнь. Путешествие в поисках разумных инопланетян, ледяных существ и супергравитационных животных

Собственно, все настолько просто. На Земле, например, разные особи какого‐либо вида несомненно имеют разные характеристики. Одни кролики способны бегать быстрее других; форма клюва одних птиц позволяет им добывать пищу лучше, чем другим; часть баранов способна спариваться чаще, чем другие. Когда Дарвин выдвинул свою теорию эволюции, он не имел никакого представления ни о том, почему все происходит именно так, ни о том, как именно признаки передаются от одного поколения к следующему. Но он знал, что индивиды отличаются друг от друга и что эти отличия могут наследоваться. Один из поводов испытать от чтения книги Дарвина «О происхождении видов» огромное наслаждение – внимательно следить за тем, как подробно автор обсуждает подробности разведения голубей, и представлять себе, как он часами сидит в местном пабе, разговаривая об этом с другими голубятниками. (Дарвин и в самом деле разводил голубей.)

Простой тезис, лежащий в основе дарвиновской теории, состоит в следующем: некоторые гены обеспечивают особи характеристики, которые повышают вероятность того, что организм, обладающий ими, проживет достаточно долго, чтобы произвести потомство. Это, в свою очередь, означает, что эти гены с большей вероятностью, чем другие, будут переданы следующему поколению. На языке палеонтологов мы говорим, что эти гены отбираются. В конечном счете отобранные гены становятся доминантными, и, если это повторяется достаточное количество раз, появляются новые особи. И хотя Дарвин не знал о существовании генетики, когда придумывал название для своей книги, он говорил в ней именно о происхождении видов посредством передачи генов.

Сначала Дарвин не употреблял выражения «выживает сильнейший», но оно стало популярным кратким описанием эволюционного процесса. Дело в том, что категория «сильнейших» или «наиболее приспособленных» в дарвиновском смысле определяется средой, в которой оказывается организм. Если, например, кролик живет в среде, в которой обитают хищники, то гены, которые помогают ему бегать быстрее, с высокой вероятностью будут переданы по наследству. С другой стороны, если он живет в среде, где мало пищи, более важными могут стать другие признаки, например острый нюх. Иначе говоря, не существует единого определения приспособленности – она полностью зависит от того, какие признаки дают организму преимущество в конкретной среде.

Из неспешности и постепенности эволюционных изменений следует еще одна довольно важная вещь. Когда мы пытаемся представить себе процесс эволюции организма под влиянием окружающей среды, мы должны думать о постепенном пошаговом процессе, в котором каждый шаг – это развитие какой‐либо черты, дающей эволюционное преимущество. Нет смысла говорить, что свиньи бы выиграли, если бы у них были, к примеру, крылья. Вы должны подумать, как выглядел бы пошаговый процесс, который привел бы к появлению крыльев и в котором каждое изменение делало особь более приспособленной к окружающей среде. Шаги, приводящие нас к появлению крыльев, могли бы быть, например, такими: сначала выступы на боках у свиньи помогают ей регулировать температуру тела, затем – дают ей возможность парить в воздухе, и наконец превращаются в полноценные крылья. Необходимость обосновывать каждый шаг на пути развития вида будет очень важна для нас, когда мы будем говорить о вариантах возможной эволюции в причудливых условиях экзопланет.

Прежде чем мы закончим с доказательствами в пользу теории эволюции, мы должны обсудить еще один вопрос – о скорости, с которой происходит процесс эволюции. Здесь существует две крайности. Одна состоит в том, что крупные эволюционные сдвиги происходят вследствие накопления критической суммы малых изменений, – эта теория известна нам как градуализм. Вторая, противоположная ей – теория прерывистого равновесия. Согласно этой теории, большинство видов остаются практически неизменными на протяжении достаточно долгих отрезков времени, а затем за короткое время претерпевают стремительные изменения. Зная, что развитие и возникновение видов происходит из‐за изменений в молекуле ДНК, мы можем представить себе, как могла бы воплотиться в жизнь каждая из этих теорий. Мутация, которая затрагивает отдельный ген (и, следовательно, запускает конкретную химическую реакцию), чаще всего приводит лишь к незначительным изменениям в исходном организме. Однако, как нам известно, в числе прочего существуют такие участки ДНК, которые не кодируют белки, но действуют как некие переключатели для групп генов. Мутация в этих областях ДНК вполне могла бы запустить цепочку серьезных изменений – и этот тип изменений вполне похож на то, о чем говорит теория прерывистого равновесия. Как это часто случается в подобных ситуациях, правильным ответом на вопрос «Развивалась ли жизнь на Земле постепенно или резкими скачками?» будет «Да». Будет ли это утверждение корректным и для жизни на экзопланетах, зависит от конкретного механизма, посредством которого тамошние живые существа передают характеристики от поколения к поколению.