Подход Дарвина к этому вопросу дополняют результаты компьютерных экспериментов Дэниела Нильсона и Сюзанны Пелгер[13], опубликованные в 1994 году. Они исследовали простую модель эволюции светочувствительных пятен, чьи формы слегка менялись в каждом «поколении» и обладавших способностью развивать такие приспособления, как линзы. В их модели светочувствительным пятнам потребовалось лишь 100 000 поколений, чтобы превратиться в некое подобие человеческого глаза, оснащенного хрусталиком, чей показатель рефракции меняется в зависимости от условий, чтобы улучшить фокус. Хрусталик человеческого глаза именно таков. Но принципиальное значение здесь имеет то, что способность световосприятия глаза улучшалась на каждом из 100 000 шагов.
Этот эксперимент недавно раскритиковали за то, что он просто подтверждает свои исходные данные. Он не объясняет, откуда эти светочувствительные клетки взялись с самого начала или как меняется геометрическая форма глаза. И оценивает работу глаза в весьма упрощенном виде. Подобные аргументы имели бы вес, если бы с помощью этой модели пытались доказать, что глаз должен эволюционировать, и в точности описать данный процесс. Однако ни то, ни другое никогда не было целью эксперимента. Основных задач у него было две. Первая – показать, что в упрощенном контексте модели эволюция, стесненная рамками естественного отбора, могла постепенными изменениями создать нечто похожее на настоящий глаз. Она не остановилась бы на полпути, создав какой-нибудь неудачный вариант глаза, который оставалось бы только вырвать, чтобы начать все заново. Вторая задача эксперимента – рассчитать время, которое займет данный процесс (см. название статьи) при условии, что все необходимые составляющие будут доступны.
Некоторые допущения эксперимента, как оказалось, быстро подтвердились. Свет несет энергию, а та воздействует на химические связи – отсюда неудивительно, что столь многие химические вещества реагируют на свет. Эволюция опирается на огромный набор молекул – они содержатся в генах белков и закодированы в цепочках ДНК. Простор для комбинаторики здесь воистину огромен: вселенная не настолько велика и не настолько стара, чтобы молекула любого протеина была такой же сложной, как, скажем, молекула гемоглобина, переносящего кислород в крови. Было бы крайне странно, если бы эволюция не смогла создать хотя бы один светочувствительный пигмент и включить его в состав клеток.
Есть даже кое-какие идеи о том, как это могло случиться. В «Спорах о замысле» Брюс Уэбер и Дэвид Дипью указывают на то, что системы светочувствительных ферментов можно обнаружить в бактериях и они, вероятно, окажутся очень древними. Бактерии используют их не для того, чтобы видеть, а для участия в процессах метаболизма (обмена веществ). Белки хрусталика в человеческом глазе почти не отличаются от метаболических ферментов печени. Выходит, белки, составляющие глаз, сначала не были частью зрительной системы. Они появились где-то в другом месте и выполняли совершенно другие «функции». Их форма и назначение претерпели выборочные изменения, когда оказалось, что их рудиментарные светочувствительные способности могут обеспечить эволюционное преимущество.
Несмотря на то, что мы немало знаем о генетике человеческого глаза, ни один биолог не может утверждать, что ему доподлинно известно, как тот эволюционировал. Анализ окаменелостей здесь не очень помогает, а глаза человекоподобных существ не превращаются в окаменелости (в отличие от глаз трилобитов). Но биологи просто объясняют, как и почему глаза могли эволюционировать – и одного этого достаточно, чтобы опровергнуть утверждение, будто эволюция невозможна в принципе по той причине, что части глаза взаимосвязаны и удаление любой из них приведет к неспособности выполнять его функции. Части глаза не эволюционировали по отдельности. Все они эволюционировали параллельно.
Те, кто пытается возродить идеи Пейли, хоть и придерживаются не столь явно теистических взглядов, но признали, что глаз – это особый случай… только более общий смысл, судя по всему, от них ускользнул. Рассуждения Дарвина на эту тему, как и эксперимент Нильсона и Пелгер, касаются не только глаза. Они несут более глубокий посыл. Сталкиваясь со сложным живым «механизмом», не думайте, что он мог эволюционировать не иначе как постепенно – по кусочку, по детали зараз. Увидев часы, не думайте о соединении пружин и шестерней из стандартного комплекта запасных частей. Лучше подумайте о «мягких часах» Сальвадора Дали, которые текут и искажаются, деформируются, разъединяются и соединяются вновь. Подумайте о часах, чьи шестерни меняют форму, отращивают новые зубцы, и чьи валы и крепления эволюционируют вместе с шестернями, благодаря чему подходят друг другу на каждом этапе эволюции. Подумайте о часах, которые, быть может, изначально были канцелярской скрепкой, а затем превратились в ходулю-кузнечика. Не думайте о часах, которые всегда делали одно и то же – показывали время. Подумайте о часах, которые когда-то скрепляли бумагу, умели распрямляться и служить зубочисткой, после чего выяснилось, что с их помощью очень удобно подпрыгивать, а когда кто-то заметил, что их ритмичными движениями можно отмечать секунды, их стали использовать, чтобы измерять время.
13
«Пессимистический расчет времени, необходимого для эволюции глаза» («Труды Лондонского королевского общества», B, том 256 (1994), с. 53–8).