Микроскоп подтвердит, что в принципе эти наши предки устроены так же, как и любая клетка организма человека. Правда, каждая из миллиардов клеток, составляющих сложный организм, кроме обычной для ее жизнедеятельной функции, несет и особую, возникшую в ходе эволюции: вырабатывает гормон, проводит нервный импульс, переносит кислород по току крови, служа таким образом всему коллективу клеток – организму в целом.
У клетки, некогда автономной, самообеспечивавшейся, появились какие-то новые обязанности. Уже и для собственного прокормления она нуждается в сотрудничестве других клеток, в кооперации. Вне единого организма таких специализированных клеток вы уже не встретите; сами по себе они не выживут, погибнут.
Откуда же у клетки эти новые способности? Прежде ведь их не было… Естественный отбор отбирает нечто уже готовое. А как оно возникло, это нечто? Как прикоснуться к самой сути жизни?
Зародыш в икринке, в яйце или, как у млекопитающих, в теле матери развивается долго, иной раз до года и даже больше. И если рассматривать его в последовательные моменты созревания – спустя час, сутки, неделю, месяц, – увидим непрерывно нарастающую сложность живой конструкции. Вот оплодотворенная клетка, вот уже целый комочек, подобный примитивным кишечнополостным, вот уже нечто вроде рыбьего малька или уже, пожалуй, головастика… На каком-то этапе зародыши всех млекопитающих – и человека тоже – почти не отличимы друг от друга, но более примитивная форма остановится в своем развитии раньше (вот и готовый организм – карась или лягушка), тогда как более сложная продвинется дальше.
Еще в XYIII веке, столетие спустя после изобретения микроскопа, так называемые преформисты полагали, что в человеческом сперматозоиде содержится чрезвычайно маленький человечек, а в нем, в свою очередь, другой – и так до бесконечности. Один из основоположников экспериментальной физиологии Альбрехт фон Галлер, набожный христианин, даже подсчитал, что в яичниках библейской праматери Евы было не менее 200 миллиардов крохотных человечков, вереницей вложенных друг в друга на манер матрешек.
В наш век генетики те, кто попытался бы фантазировать таким же образом, сочли бы, что в зародыше человека содержится зародыш обезьяны, а в нем – зародыш более примитивного примата, близкого к грызунам, а в нем, в свою очередь, – зародыш рептилии, вплоть до простейшего организма, одноклеточного, внешне похожего на половую клетку, но без этой способности развернуться в необычайно сложный многоклеточный и даже разумный организм.
И впрямь наша зародышевая клетка заключает в себе «летопись» истории жизни на планете. И, превращаясь в организм, раскрывая потенцию, заложенную в нее, она демонстрирует нам, как в быстро прокручиваемой киноленте, последовательно длинный ряд предков. Онтогенез – индивидуальное развитие повторяет филогенез – эволюцию живой материи.
Что же подсказывает оплодотворенной клетке, какие стадии следует ей пройти, на какой остановиться, раскрывшись в сложнейший, столь не похожий на первоначальную клетку организм – в муху, в крокодила, в человека? Полная информация, надо думать, с самого начала была заключена в ней, закодирована в хромосомной структуре. Естественно, в рыбьей икринке заключена большая информация, чем в зародыше медуз, возникших на планете гораздо раньше, но меньшая, чем, скажем, в курином зародыше.
Значит, все развитие живой природы можно рассматривать как процесс накопления наследственной информации – но, конечно, не строго арифметического прибавления к уже имеющейся. Современные трехпалые амфибии раньше были пятипалыми, и естественно было бы предположить, что у зародыша лягушки закладываются поначалу пять пальцев, два из которых затем редуцируются. Так и полагали, пока не выяснили, что три пальца закладываются изначально. Ген пятипалости, возможно, трансформировался, но еще на молекулярном уровне, и эту трансформацию, вероятно, можно проследить.
Почему я утверждаю это? Потому что накопление генетической информации – свойство, настолько общее для всей живой материи, что можно будет когда-нибудь расположить все биологические формы по восходящей (разумеется, с боковыми тупиковыми ответвлениями) в зависимости от содержащейся в каждой из них информации. Так, по некоторым современным подсчетам, сравнивая бактерию и млекопитающее, мы видим возрастание общего объема генетической информации примерно в 100 тысяч раз…
Здесь невольно напрашивается аналогия с Периодической системой Менделеева, где элементы располагаются по возрастающей сложности в зависимости от заряда их атомных ядер…
Итак, эволюция есть процесс накопления информации. Схематически это можно представить как неуклонное наращивание генной цепочки, хотя действительность гораздо сложнее. У некоторых видов содержание ДНК в клетках больше, чем у человека.Так что нельзя, по-видимому, отождествлять информацию с ее химическим носителем – молекулой впрямую, как нельзя выбрать содержательную книгу лишь по ее толщине.
Здесь мы подошли к щекотливому моменту. В свое время псевдонаучная демагогия Трофима Лысенко привела к тому, что биологи до сих пор всеми силами открещиваются от какой бы то ни было возможности – хотя бы теоретической – влияния образа жизни на наследственность. Но вот энтомолог-практик Г.Шапошников, доктор биологических наук, как-то случайно нарушил это табу. Изменив питание тлей, он вывел неизвестный природе вид этих насекомых. Работа была опубликована в авторитетном энтомологическом обозрении, докладывалась на международном конгрессе.
Сам ученый не делал никаких теоретических выводов из установленного им факта, но похоже все-таки, что именно среда (в данном случае питание) привела к кардинальной изменчивости организма. Причем благоприобретенные признаки переходят следующим поколениям, наследуются. Более того, новая форма тлей, как и положено отдельному виду, потеряла способность производить потомство со своими столь недавними предками.
Новый вид, выведенный путем внешних воздействий? Собственно, почему бы и нет? (Хотя случай с тлями может на поверку оказаться в конце концов ошибкой). Один из создателей первых компьютеров Джон фон Нейман математически строго показал, что самовоспроизведение машины возможно, если в нее заложена соответствующая программа. Но для того чтобы дочерняя машина воспроизвела очередную, в машине первого поколения должно быть предусмотрено устройство, копирующее программу и вводящее ее потомку.
То есть смена поколений, подобная биологической, невозможна без раздельных операций – воспроизведения программы и построения «тела». Первое – генотип, совокупность наследственных при* знаков организма, второе – фенотип, их реализация в готовом «сооружении». Понятно, то и другое не соединишь безусловным знаком равенства. Фенотип есть реалиация генотипа в конкретных условиях среды: какие-то частности могут недопроявиться, исказиться, вовсе исчезнуть.
Но развитие организма есть постоянное взаимодействие его наследственной структуры и внешних факторов. Половые железы, как и все системы организма, строятся из «фенотипической» ткани, то есть из клеток, так или иначе взаимодействовавших со средой. И можно, вероятно, допустить, что продукты половых желез тоже несут на себе отпечаток проявившегося в конкретных условиях фенотипа, внешней среды.
Ведь внутренняя среда организма для погруженной в нее клетки является внешней. И естественный отбор идет не только на уровне особей, но и внутри их, на клеточном уровне. В чем проявляется удачная мутация отдельной клетки? В ее более активной жизнедеятельности, выгодной организму в целом. Но высокая активность подкрепляется повышенным потреблением кислорода, питания, сопровождается усиленным выделением отходов и бурным размножением, органичивающим возможности клеток-соседей. Тогда как ослабевшие или отмирающие клетки распадаются, служат в конечном счете пищей другим и наконец выводятся вон.