Огарок во тьме. Моя жизнь в науке

Могло существовать множество эмбриональных мутаций (пусть и не столь выдающихся, как обнадеживающие уроды, положившие начало сегментации или, возможно, языку), которые не давали своим первым обладателям кардинальных преимуществ в выживании, но открывали шлюзы для будущей эволюции. И вот мы возвращаемся к эволюции способности к эволюции. Формулируя это название на Лос-Аламосской конференции, я старался указать на естественный отбор высшего порядка, который мы замечаем, оглядываясь назад. Такое новшество – неважно, улучшает ли оно напрямую шансы индивида на выживание в краткосрочной перспективе или нет, – ведет к множественным эволюционным разветвлениям, и в итоге потомки того индивида наследуют землю. Основным примером я привел сегментацию, как яркий пример годится и язык, но есть и другие. Ранние приспособления, позволившие рыбам выйти из воды и населить сушу, не только дали этим первопроходцам новый источник пищи или новый способ избежать морских хищников. Рыбы освоили новые среды обитания – не только для своего индивидуального выживания, но и для тех филогенетических ветвей, что расцветут в будущие эпохи. Дарвиновский отбор благоприятствует приспособлениям, которые помогают индивидам выживать, – но может существовать и недарвиновский отбор высшего порядка (или дарвиновский в размытом и, вероятно, путаном смысле), отбор линий наследования по признаку способности к эволюции. Об этом я говорил в своей лекции “Эволюция способности к эволюции” на конференции в Лос-Аламосе, проиллюстрировав доклад компьютерными биоморфами и новыми перспективами эволюции, открывшимися перед ними, когда я переписал программу, включив новые гены сегментации и симметрию в различных плоскостях.

Когда после моей лекции задавали вопросы (которые благожелательно модерировал выдающийся биолог-теоретик Стюарт Коффман), кто-то в шутку спросил, может ли моя биоморфная программа выращивать не только алфавит, но и деньги. Я моментально вывел на экран вполне убедительный знак доллара (см. букву S в моей подписи на стр. 432), и так мой доклад завершился добродушным смехом.

Эмбриональный калейдоскоп

Хоть мой доклад в Лос-Аламосе и назывался “Эволюция способности к эволюции”, в тот момент я еще не развил эту тему на полную мощность. В главе “Эмбриональный калейдоскоп” в книге “Восхождение на гору Невероятности” я продвинулся в этой области дальше – в направлении, которое кажется мне весьма убедительным. Я уже упоминал о “зеркальных генах”, которые ввел в одной из поздних версий биоморфной программы. Можно представить, что гены, которые управляют симметрией животного в различных плоскостях, встраивают в эмбрион “зеркала”, подобные зеркалам в калейдоскопе. У большинства (но не у всех) животных такое зеркало стоит вдоль срединной линии: благодаря ему они двусторонне симметричны. Мутация в третьей ноге насекомого теоретически может затрагивать лишь правую сторону, но на практике отражается и на левой. Технически такое отражение ограничивает свободу эволюции: без него тоже можно было бы достичь – или, вернее, изловчиться построить – идеальную симметрию путем отдельных мутаций по двум сторонам (а еще так можно соорудить множество экзотических асимметрий впридачу). Но если предположить (основания для этого я приводил в книге “Восхождение на гору Невероятности”), что лево-правая симметрия сама по себе дает глобальные преимущества, то автоматическое отзеркаливание мутаций на обе стороны позволяет быстрее вносить эволюционные улучшения. Таким образом, необходимость симметрии (“зеркала” по срединной линии эмбриона-калейдоскопа) можно рассматривать не как ограничение (каким она, строго говоря, является), а, наоборот, как эволюционное усовершенствование способности к эволюции.

То же верно и для других плоскостей симметрии, хотя они реже встречаются в биологической реальности. На иллюстрации на следующей странице слева изображен компьютерный биоморф, обладающий четырехсторонней симметрией (два “калейдоскопических зеркала” под прямыми углами). В середине – строение радиолярии (изящного микроскопического одноклеточного существа), а справа – ставромедуза (конечно, в другом масштабе). У них всех есть “два зеркала” под прямыми углами, скрытые в эмбриологических глубинах. В случае биоморфа мне это доподлинно известно, потому что я сам написал его программу. О двух реальных животных я не знаю наверняка, но готов поставить что угодно, что их эмбриология по умолчанию ограничена четырехсторонней симметрией. Мое предположение заключается в том, что нововведение в фундаментальной эмбриологии, благодаря которому возникло это калейдоскопическое ограничение, давало определенные преимущества, и я бы назвал это нововведение эволюционным усовершенствованием способности к эволюции.