Дарвин не был первым, кто понял, что жизнь эволюционировала с течением времени и шаг за шагом. В 1835 году английский зоолог Эдвард Блит заметил, что «среди животных, добывающих себе еду благодаря проворству, силе или остроте чувств… самые организованные всегда получают больше; благодаря этому они становятся сильнее физически, что позволяет с большим успехом обращать в бегство противников и передавать свои качества большему числу потомков»[89]. Другими словами, животные, превосходящие других скоростью, быстротой и умом, имеют преимущество над своими сородичами в плане выживания.
Выражение «выживание наиболее приспособленных» было предложено в 1864 году английским биологом Гербертом Спенсером с целью объяснить принцип естественного отбора[90]. Термин «приспособленный» определяет набор особенностей и свойств, благоприятных для выживания. Особенности, обеспечивающие приспособленность и содействующие выживанию и воспроизводству, зависят от окружающей среды.
В 1970-х годах биолог Джон Эндлер обнаружил интересный пример, как различия в окружающей среде могут сказываться на преобладании различных особенностей. Изучая гуппи на Тринидаде, Эндлер и его коллеги заметили, что в зонах с меньшим количеством хищников эти рыбы имели более яркую окраску. Эндлер объяснял это тем, что яркая окраска гуппи могла выдавать хищникам их присутствие. Следовательно, в окружающей среде с обилием хищников природа должна отвергнуть такую особенность, как яркая окраска, именно потому, что яркий цвет будет бросаться в глаза хищникам. Эндлер проверил свою гипотезу, переместив стайку гуппи с темной окраской из области, где было много хищников, в область, где их не было вовсе. Популяция очень быстро эволюционировала, и в итоге цвет особей стал более ярким, поскольку самки предпочитали самцов с более красивой окраской. У гуппи, которых не тревожили хищники, окраска эволюционировала стремительно – всего за четырнадцать поколений[91].
Другой важный пример эволюции, спрятанный прямо у нас под носом, можно встретить в микроскопическом мире бактерий. Хотя в наши дни многие принимают существование антибиотиков как нечто само собой разумеющееся, всего несколько поколений назад – то есть до появления пенициллина – жизнь была совершенно иной. В 1940-х годах такие болезни, как пневмония, часто оказывались смертельными. Чарльз Флетчер, молодой врач той эпохи, принимавший участие в изначальных клинических испытаниях пенициллина, вспоминает свои чувства в момент поразительного открытия первого в мире антибиотика:
«Сложно передать восхищение, овладевающее вами, когда вы становитесь очевидцем удивительной победы пенициллина над инфекциями, от которых прежде не было эффективного лечения… Я мельком застал исчезновение этих “комнат ужасов” – кажется, так лучше всего описать те старые палаты, где держали гнойных больных… и помню, как впервые осознал, что нам больше никогда не придется бояться стрептококка или еще более смертоносного стафилококка»[92].
Антибиотики убивают бактерии, воздействуя на специфическую мишень. В качестве примеров таких мишеней можно привести ту или иную структуру (фермент или химический механизм) или процесс (репликация ДНК), критически важные для того, чтобы бактерии выживали и размножались. Впрочем, некоторые штаммы бактерий изобрели хитрые способы, позволяющие им подрывать действие антибиотиков, созданных для их уничтожения.
Возможно, один из самых распространенных примеров такой адаптации – грозный микроорганизм под названием «золотистый стафилококк». Он распространен достаточно широко, и его можно обнаружить на всей поверхности тела взрослого человека (по большей части на коже, а также в носовой полости и во рту). Как правило, эта бактерия живет в гармонии с человеческим организмом, но определенные ее штаммы могут вызывать широкий спектр опасных для жизни заболеваний, начиная с кожных болезней и заканчивая сепсисом. До появления пенициллина 80 % пациентов, у которых развивались инфекции, вызванные стафилококком, умирали; после его изобретения шансы выжить резко выросли. Все же ход эволюции был жесток, и использование пенициллина привело к избирательному воспроизводству штаммов бактерий, устойчивых к пенициллину. Эти штаммы производят ферменты, уничтожающие структуру пенициллина и избегающие его антибактериальное действие. К 1950 году примерно 50 % всех штаммов золотистого стафилококка были устойчивы к пенициллину[93].