Требуется сборка. Расшифровываем четыре миллиарда лет истории жизни – от древних окаменелостей до ДНК

Семена моей научной работы были засеяны во время еженедельного ритуала, который я совершал в бытность аспирантом в 1980-х годах. По четвергам утром я вползал по лестнице на пятый этаж, туда, где находится большая часть запасников Гарвардского музея сравнительной зоологии. Я направлялся к коллекции птиц, расположенной в помещении со скрипящими деревянными полами и полотком высотой в двадцать футов. На стенах коробки и полки со скелетами, перьями и образцами кожи, собранными во время экспедиций XIX и XX веков. Воздух пропитан запахом нафталина, защищающего образцы кожи, – а еще историей орнитологии и науки в целом. Именно эта связь с прошлым меня и привлекала: я приходил сюда, чтобы встретиться с вышедшим на пенсию восьмидесятилетним куратором отдела птиц Эрнстом Майром.

В конце 1980-х годов Майр оставался одним из последних представителей поколения генетиков, палеонтологов и систематиков, создавших эволюционную биологию в середине XX века. Майр написал одну из классических книг того времени, “Животные, виды и эволюция”, – гигантский труд, который направлял исследования целого поколения ученых, изучавших формирование новых видов.

Каждую неделю я являлся с каким-нибудь вопросом и выпивал с великим человеком чашку чаю, пока он рассуждал об истории своей науки и давал живые описания идей и людей, участвовавших в ее становлении. Перед каждым визитом я прочесывал литературу, чтобы придумать Майру хорошую тему для воспоминаний. Переносясь с его историями во времени и в пространстве, я чувствовал себя невероятно счастливым, поскольку мне повезло в начале собственного пути в науке получить такой удивительный урок.

Однажды в четверг я пришел с книгой немецкого ученого Рихарда Гольдшмита “Материальные основы эволюции”, впервые опубликованной в 1940 году и переизданной в мягком переплете. Когда я показал ее Майру, его лицо покраснело, а глаза уставились на меня с ледяным блеском. Он встал, постоял неподвижно, не замечая моего присутствия на протяжении какого-то времени, показавшегося мне бесконечным. Я пересек какую-то невидимую черту и был практически уверен, что с чаепитиями по четвергам придется распрощаться.

Майр молча направился к старому деревянному шкафу с папками и быстро оглядел его содержимое. Он вернулся с пожелтевшим оттиском одной из статей Гольдшмита и кинул его на стол со словами: “Я написал мою книгу в ответ на ту чушь, которая написана в первом предложении одного абзаца в конце”. Услышав этот комментарий, я проштудировал статью, пока не добрался до страницы 96. Ошибиться было невозможно, здесь было больше злобных пометок, чем исходного текста.

Три с половиной десятилетия прошло между публикацией статьи Гольдшмита и яростью Майра. Как могло одно предложение или даже идея вызвать такие сильные переживания и стать причиной создания 811-страничной книги, которая положила начало целому направлению исследований?

Вопрос заключался в том, как изменения в генах могли приводить к новым изобретениям в истории жизни. Традиционная точка зрения гласила, что изобретения возникали со временем постепенно, благодаря небольшим генетическим изменениям на каждой стадии. Эта концепция поддерживалась таким количеством теоретических и экспериментальных работ, что фактически стала аксиомой. Британский статистик сэр Рональд Фишер вывел ее в математическом виде в 1920-х годах, когда пытался связать зарождавшуюся генетику с дарвиновской теорией эволюции. Отчасти логика рассуждений строилась так: если вы что-то меняете в системе случайным образом, значительные изменения скорее нанесут вред и приведут к катастрофе, чем незначительные.

Рассмотрим в качестве примера самолет. Любое случайное изменение, нарушающее нормы, практически наверняка приведет к созданию такого самолета, который не сможет летать. Случайные изменения формы корпуса, расположения, формы или модели двигателя или конфигурации крыльев с большой вероятностью создадут монстра, не способного подняться в воздух. Но небольшие поправки, такие как смена цвета сидений или минимальные изменения размеров, с меньшей вероятностью окажутся катастрофическими. Вообще говоря, они с большей вероятностью повысят эффективность системы, чем значительные изменения, пусть даже косвенным путем. Этот способ рассуждений доминировал в сфере эволюционной биологии на протяжении многих лет – сомневаться в нем было все равно как сомневаться в том, что яблоки падают с дерева под действием силы тяжести.