Дарвинизм в XX веке

Прогресс в живой природе

С тех пор как люди стали классифицировать объекты, они пытались разделить их на простые и сложные, более или менее совершенные, менее эволюционно продвинутые и прогрессивные. В XVIII веке большим успехом пользовалась система Шарля Боннэ — так называемая лестница Боннэ, на нижних ступенях которой находились камни, дальше шли кораллы, затем растения, животные, человек, ангелы и архангелы. Идея прямолинейного прогресса — от булыжника к архангелу — привлекала многих.

Вряд ли, однако, стоит придавать лестнице Боннэ эволюционный смысл. Скорее она напоминает феодальный табель о рангах с верховным сюзереном на вершине. Король мог пожаловать дворянство или повысить дворянина в титуле — как и господь бог, который, сотворив Адама из глины, одним скачком поднял его с самых нижних ступеней лестницы к высшим. Да так ли новы эти построения? Низами ас-Самарканди — ученик Омара Хайяма помещал между минералами и растениями кораллы, а между растениями и животными — финиковую пальму (единственное растение, о котором знали тогда, что оно размножается половым путем). Расстояние от Низами до Боннэ — шесть веков, однако заметного прогресса явно не наблюдается.

К тому же невозможно в одну шеренгу, в одномерную последовательность уложить все многообразие форм живой природы. Это понимал и Ламарк, признававший несколько линий прогрессивного развития. Он же знал, что эволюционная теория не может пройти мимо явления прогрессивной эволюции. Прогресс должен быть так же объяснен, как и целесообразность, — и основатель одной из первых эволюционных гипотез считал, что смог его объяснить своим законом градаций (от латинского градус — ступень).

Закон градаций, по Ламарку, заключается в том, что движущая сила эволюции — «постоянное стремление природы к постепенному усложнению видоизменений в строении организма», «стремление природы к прогрессу». От условий среды этот процесс не зависит. Наоборот, внешние условия, предъявляя свои требования, нарушают градации. Организмы вынуждены к условиям приспосабливаться, целесообразно реагируя на них. Прогресс и приспособление, по Ламарку, не только взаимосвязаны, но и противоречат друг другу.

Нетрудно видеть, что это не объяснение, а в лучшем случае констатация факта. Прогрессивная эволюция объясняется стремлением природы к прогрессу — теорема, требующая доказательства, возводится в ранг аксиомы. При этом возникают и свои трудности. Почему, например, сосуществуют в природе высшие и низшие формы жизни? Ламарк толковал это так: процесс самозарождения жизни идет и сейчас, поэтому низшие формы жизни еще не успели подняться до уровня высших.

Такая трактовка была бы удовлетворительной для XVIII столетия («Философия зоологии» Ламарка опубликована в 1809 году, но все мировоззрение автора — продукт предшествующего века). Однако с тех пор, как великий Луи Пастер окончательно доказал невозможность самозарождения жизни, по крайней мере в настоящее время, такое толкование не может быть принято.

Отношение Дарвина к объяснению прогресса Ламарком ясно из эпиграфа к этой главе. Теория Дарвина решает проблему просто: виды прогрессивно эволюционируют лишь тогда, когда им это выгодно, когда высокая организация сможет обеспечить успех в жизненной борьбе. Бактерия, инфузория и дождевой червь обитают в условиях, когда высокая организация попросту не нужна. Прогрессивное развитие не может считаться обязательным законом жизни, оно неразрывно связано с приспособлением. Такая трактовка выглядит более обоснованной, чем концепция Ламарка. Однако о путях, способах и причинах прогрессивной эволюции, да и о существовании самого прогресса ведутся споры и в наше время. Главным образом это объясняется отсутствием взаимопонимания в самом главном: что такое прогресс? Интуитивно все понимают, что подразумевается под данным словом. Но что считать более, а что менее прогрессивным? Каковы критерии прогрессивного развития? О некоторых сторонах этого донельзя запутанного вопроса мы поговорим в следующих разделах.

В самом деле, почему мы говорим, что этот вид более прогрессивен, чем другой? Дарвин высказывался по этому поводу противоречиво. По его словам, одним из критериев прогрессивности может быть сложность организации. Действительно, бактерия, амеба, даже червь устроены как будто проще позвоночного животного. Но ведь челюсть крокодила устроена сложнее челюсти человека. Сравните цветы магнолии или водяной лилии с цветами вьюнка или колокольчика. Первые как будто сложнее вторых: в них больше лепестков, больше тычинок. Однако вторые прошли значительно больший эволюционный путь. И не всякая сложность может быть критерием прогресса. От просто сложности к сложной простоте — вот генеральная линия эволюции. Здесь нетрудно и ошибиться. Щеголю времен Людовика XIV наш костюм спортивного покроя показался бы до убожества примитивным.

Но, может быть, лучшая приспособленность, обеспечивающая успех в борьбе за существование, и есть мерило прогресса? Дарвин высказывал и такое соображение. Против него можно возразить так: поскольку все ныне существующие организмы не уничтожены отбором — значит, все они прогрессивны, и туберкулезная палочка в той же мере прогрессивна, что и человек. Как писал Н. К. Кольцов, «оценить количественно приспособленность не менее трудно, чем морфофизиологическую сложность». В ряде случаев это сделать, впрочем, легко. Всем известны примеры, когда один вид вытесняет другой с жизненной арены: рыжий таракан — черного, серая крыса — черную. А как сопоставить степень прогрессивности форм, обитающих в разных нишах и друг друга не задевающих? Кто прогрессивнее: осьминог или пчела, обезьяна или дельфин? Видите, и этот критерий натыкается на подводные камни. Как говорил Поток — богатырь из стихотворения А. К. Толстого: «Много разных бывает на свете чудес, я не знаю, что значит какой-то прогресс».

Первый шаг к наведению ясности в этом вопросе сделал один из крупнейших наших эволюционистов А. Н. Северцов. Он разделил несколько расплывчатое дарвиновское понятие «прогресс» на два — биологический и морфофизиологический.

Биологический прогресс трудно назвать прогрессом в нашем человеческом понимании. Скорее, это то, что американцы называют просперити — процветание. Если вид бурно размножается, широко распространяется в биосфере, отпочковывая новые формы и виды, он, несомненно, биологически прогрессивен, хотя при этом может быть весьма примитивным с точки зрения морфологии и физиологии. Естественно, не всякое увеличение численности можно считать проявлением биологического прогресса. Комнатная муха, сопутствуя человеку, завоевала весь земной шар и скоро проникнет в космос, однако в данном случае прогрессировала не она, а человек.

Более удачный критерий биологического прогресса — скорость, с которой идет отпочкование видов. Мы знаем, что такие группы, как грызуны, окунеобразные рыбы, двукрылые насекомые, находятся в стадии биологического прогресса. Они заполнили мир разнообразнейшими представителями, приспосабливающимися к любым мало-мальски пригодным для жизни условиям среды (грызуны, например, расселились от арктических тундр до самых жарких пустынь и тропических лесов). Но все это рационализаторы, а не изобретатели, они щедры на разнообразие в малом, но не способны нарушить его в большом.

С другой стороны, биологический прогресс оказывается следствием прогресса морфофизиологического. Именно продвинувшиеся вперед в своем строении организмы становятся доминирующими формами современной им эпохи. Анализируя восстановленную по палеонтологической летописи историю жизни на нашей планете, мы ясно видим, что фауны и флоры, состоявшие из примитивных представителей, в процессе эволюции сменялись все более прогрессивными. За «веком рыб» (силурийский и девонский периоды) наступает «век амфибий» (каменноугольный и пермский), далее идут «века пресмыкающихся» (мезозойская эра) и млекопитающих и птиц (кайнозойская эра). Ясно, что млекопитающие прогрессивнее рыб. Но каковы критерии прогресса? Северцов писал, что морфофизиологический прогресс обусловливается крупными изменениями в плане строения — ароморфозами. Ароморфоз — это такое изменение, которое повышает энергию жизнедеятельности. Смутно мы как будто представляем, что такое энергия жизнедеятельности, но никто, кажется, не истолковал этого термина и не предлагал способа ее измерить.

Для млекопитающих ароморфозом (или, как теперь предпочитают говорить, арогенезом — термин советского ботаника А. Л. Тахтаджяна) были теплокровность, развитие центральной нервной системы, живородность и вскармливание потомства молоком, для насекомых — твердый хитиновый покров, предохраняющий от высыхания, и способность к полету. Число подобных примеров можно многократно увеличить, однако ясно, что понятие ароморфоза несколько условно и то, что для одной группы ароморфоз, для другой — им не является.

Признаки, которыми мы характеризуем класс млекопитающих, неоднократно формировались у разных групп. Высокая и постоянная температура тела возникла по меньшей мере дважды, независимо у млекопитающих и птиц. Была она, очевидно, и у летающих ящеров — птеродактилей. Один из описанных недавно летающих ящеров из юрских отложений Кара-Тау получил название сордус пилозус — нечисть волосатая. На его останках сохранилась мягкая шерсть — ясно, что холоднокровному животному шерстный покров ни к чему. Пустой сейф не запирают. К тому же крупному зверю с низкой температурой тела летать трудно, если не невозможно. Недаром у крупных бабочек температура тела в полете поднимается до 30° и выше.

Этого мало. В последнее время накапливаются данные, что динозавры — владыки Земли в мезозойскую эру — были теплокровными. Об этом свидетельствует отношение хищных и растительноядных форм в отложениях. Аппетиты холоднокровных ниже, чем теплокровных, поэтому хищников-рептилий при одной и той же кормовой базе может прокормиться больше, чем млекопитающих. Соотношение хищников и жертв в мезозое как будто указывает, что все эти гигантские тиранозавры и карнозавры обладали постоянной температурой тела.

Улей и муравейник в период развития яиц, личинок и куколок также имеют почти постоянную температуру, так что развитие молоди идет в стабильных условиях.

Живорождение для природы тоже не диковинка. Известны живородящие рыбы и пресмыкающиеся. У акул возникает нечто вроде плаценты, и развивающаяся молодь получает питательные вещества от матери.

Наконец, если можно так выразиться, «млекопитание» — отнюдь не исключение, характерное лишь для того класса, к которому принадлежим мы с вами. «Птичье молоко» — не только название популярных конфет. Голуби, например, вскармливают только что вылупившихся из яиц птенцов срыгиваемой жидкостью, по составу близкой к молоку. Но этот принцип возник много раньше. У красивой аквариумной рыбы из семейства цихлид — симфизодона — мальки держатся первое время буквально на поверхности самца, питаясь его кожными выделениями. Так что единственным действительно новым признаком млекопитающих явилось прогрессивное развитие нервной системы. Именно оно, по-видимому, в сочетании с другими усовершенствованиями, и послужило причиной расцвета млекопитающих и птиц в кайнозое.

Надеюсь, эти примеры могут свидетельствовать о том, что понятие ароморфоза относительно, как и все в сложном мире эволюции. До наших дней сохранил силу критерий прогресса, предложенный великим эмбриологом Карлом фон Бэром: дифференциация частей организма и специализация их для разных функций. Примитивные ракообразные имеют простейшие листовидные конечности, выполняющие все функции одинаково хорошо (или одинаково плохо). У высших ракообразных, например у речного рака, одни конечности приспособлены для осязания, другие — для захвата пищи и обороны, третьи — для пережевывания, четвертые — для хождения, пятые — для спаривания, шестые — для плавания. Человеческое общество в развитии также проходило подобные стадии — от примитивного натурального хозяйства, где каждый обеспечивает себя сам, до современного высокоразвитого, с появлением профессий, с разделением функций. Из этой аналогии ясно, что одной дифференциации мало. Параллельно с ней должна идти интеграция. Чем более специализированы части организма, тем точнее они должны быть согласованы друг с другом. Подобно тому как современное высокоразвитое общество не может существовать без сложных, порой дублирующих друг друга каналов информации, так и высокоразвитый организм нуждается в весьма сложных системах регуляции: внутриклеточной и межклеточной, межтканевой, гормональной и нервной. Дифференциация и интеграция — это две стороны одной медали, знаменующей прогресс.

Есть еще один важный критерий прогресса — уход организмов от прямой власти внешних условий и создание своей собственной внутренней среды. Говоря языком кибернетики, это увеличение стабильности — гомеостаза в ходе эволюции. В истории любой группы организмов, в эволюции каждой системы органов, каждой функции можно проследить действие этого принципа.

У примитивных водных организмов, например, широко распространено наружное оплодотворение, когда гаметы выделяются в воду и встреча их зависит от случая. При этом, естественно, большая часть их гибнет, подвергаясь неизбирательному истреблению. Но уже у части рыб, начиная с акул, появляется оплодотворение внутреннее, менее зависящее от внешних случайностей. Свободноплавающие яйца и личинки заменяются крупными, богатыми желтком яйцеклетками, из которых выходит уже достаточно развитое молодое животное. Наконец, яйца развиваются в организме самки (в редких оригинальных случаях — самца, как у рыбы морского конька), возникает живорождение.

Тот же процесс наблюдается и у растений. Если гаметы водорослей сливаются в воде, и даже половым клеткам папоротников — антеридиям и архегониям требуется хотя бы капелька воды, чтобы оплодотворение произошло, то цветковые растения обходятся без воды.

Подчеркнем, что этот принцип широко распространен, но не обязателен. Сосна, рассеивающая пыльцевые зерна так, что вода в окрестных лужах покрывается желтым налетом, может быть лучше адаптирована, чем какая-нибудь редкая орхидея со сверхсложным цветком, приспособленным к абсолютно гарантированному опылению строго определенным видом насекомого. Да и треска, выметывающая миллионы свободноплавающих икринок, чаще встречается, чем оригинальный сом, у которого икринки развиваются в его собственном желудке. Это, впрочем, лишний раз доказывает, что приспособленность может развиваться разными путями, в том числе и прогрессом.

Однако принцип усиления гомеостаза крайне важен. Меня, например, давно занимал парадокс: почему быстрее всего эволюционировали крупные животные с медленной сменой поколений (слоны, лошади, хищники). Казалось бы, должно быть наоборот: чем быстрее сменяются поколения, тем чаще рекомбинации генов, больше материала для отбора, попросту больше времени для эволюции! Ведь время, отпущенное на эволюцию, измеряется не годами, а поколениями, вечное существо, если бы таковое существовало, эволюционировать вообще бы не могло. И тем не менее все обстоит иначе. Практически в любой группе самые мелкие формы — самые примитивные (исключая те случаи, когда отбор шел на измельчание).

Наиболее четкий ответ на этот вопрос я нашел в недавно опубликованных рукописях Шмальгаузена. Крупные формы лучше защищены от помех, от неизбирательного истребления (особенно на ранних стадиях жизни), у них успех в борьбе за жизнь определяется свойствами особей и лишь во вторую очередь — случайными факторами. Идея очень многообещающая. Как жаль, что Шмальгаузен не успел написать эту работу и приходится удовлетворяться его краткими, написанными для себя конспектами.

Идея автономизации видов в процессе эволюции не столь уж нова. П. В. Серебровский еще в 1930 году писал: «…если ход эволюции есть постепенное освобождение из-под власти среды, то, идя вверх, мы должны ожидать перехода этой независимости во власть над природой. Человек и осуществляет этот финал. Наоборот, спускаясь в глубь времен, мы видим все большую и большую зависимость от власти среды». В то же время Дж. Хаксли выступил с теорией «неограниченного прогресса», согласно которой все линии эволюции оказываются в конце концов тупиками, кроме той, которая ведет к человеку. Она-то и называется линией неограниченного прогресса.

Можно ли с такой концепцией согласиться? Кольцов резко возражал против нее, называя ее «ненаучным предрассудком»: «Всегда человеку кажется, что он является венцом прогресса, и ему отводится самая высшая ступень биологической лестницы».

Трудно ответить на этот вопрос однозначно. Парадоксально, что линией «неограниченного прогресса» именуется единственная линия, границу которой мы можем проследить, ибо сами являемся ею. Иные ветви называть тупиковыми не возбраняется, но это недоказуемо, потому что о судьбах их можно будет что-нибудь утверждать в столь далеком будущем, что никто из нас не доживет до этого. С другой стороны, не смешиваем ли мы вещи в принципе несравнимые? Да, человек сейчас ступил на поверхность Луны, опустился на дно океана, переделал всю планету и может уничтожить всю жизнь на ней, включая самого себя. Но с той поры как он создал мало-мальски пригодный каменный топор, он принципиально не изменился. Всемогущим его сделали не факторы эволюции, а факторы иные — развитие рассудочной деятельности, создание общества, труд, накопление знаний. Голый человек на голой земле отнюдь не всемогущ, он слабее любого зверя, и от автономности его ничего не остается. А все атрибуты его всемогущества, от каменного топора до лазера, от меховой одежды до космического скафандра, теории эволюции «неподсудны», они лежат просто в другой плоскости. Конечно, линия, ведущая к человеку, — факт несомненный, но вот можно ли ее назвать неограниченным прогрессом.

В каком смысле прогресс следует считать неограниченным — с точки зрения развития возможностей человека (что верно) или его дальнейшей эволюции (что уже сомнительно)?

Рассмотрим еще одну сторону проблемы: какими путями среда определяет прогресс?

Популяция в ходе своей эволюции все время сталкивается с действием факторов внешней среды. Несколько условно их разделяют на абиотические (факторы неживой природы — такие, как температура и освещенность, влажность для наземных животных и ионный состав среды для водных) и биотические (действие на популяцию сосуществующих с ней животных и растений, среди которых могут быть хищники и паразиты, кормовые объекты и комменсалы-нахлебники, пищевые конкуренты и живущие с данным видом в симбиозе).

Действие факторов в течение жизни популяции способно колебаться, поэтому один и тот же фактор может оказаться благоприятным и неблагоприятным (температура может быть выше и ниже оптимума, лесным животным и растениям одинаково неудобны для жизни как пустыня, так и болото). Нет факторов всегда неблагоприятных. Даже хищники, прямо уничтожающие членов популяции, в умеренном количестве для нее полезны. Они истребляют в первую очередь больных, ослабленных и уже старых животных, а также неудачно, с точки зрения внешней среды, генетически изменившихся. Это мощный фактор стабилизирующего отбора.

Печальные истории — вариации на тему басни «Пустынник и медведь» — о том, какую роль сыграло истребление волков, хищных птиц и т. д. в ряде стран — общеизвестны. Желая помочь куропаткам (вернее, сохранить их для себя), люди уничтожали ястребов, а куропатки гибли от эпидемий.

Факторы в своем действии могут колебаться случайно, но могут изменяться направленно (длящееся веками потепление и похолодание, возрастающая сухость пустынных зон и постепенное осолонение замкнутых водоемов). Читатели без труда вспомнят много подобных примеров.

Если популяция с честью выдерживает действие всей совокупности внешних факторов, поддерживая свою численность на прежнем уровне, можно сказать, что в этой игре с природой она «остается при своих». Популяция, увеличивающая численность и ареал, выигрывает; наконец, часты и случаи проигрыша — численность популяции падает, вид становится все реже и в данной местности исчезает.

Эти процессы в принципе можно описать, пользуясь аппаратом новой отрасли математики — теории игр. Игры в ней понимаются в широком смысле — от карточных до ядерной войны.

На изменение внешних условий (изменение стратегии игрока — Среды) популяция может ответить изменением своего генного состава. Ставшие неприспособительными в данных условиях комбинации генов уничтожаются отбором, и тот же отбор делает весьма вероятным появление новых сочетаний. В целом популяция изменяется, стараясь не отстать от стратегии Среды (разумеется, не следует эти слова понимать буквально).

Рассмотрим данное положение на нескольких примерах. Один из них приводит Кольцов — это параллельная эволюция хищников и жертв — мезозойских динозавров. На протяжении многих миллионов лет триасового, юрского и мелового периодов среди травоядных ящеров шел жесткий отбор на увеличение размеров, ускорение роста. Более быстрорастущие и достигающие больших размеров ящеры быстрее выходили из-под «пресса хищников» (само слово «пресс» здесь не совсем удачно, действие хищников на популяции можно сравнить скорее с насосом). Однако и среди хищников шел параллельный отбор на возрастание размеров и мощи. Травоядные динозавры «ответили» освоением новых зон обитания — широкой адаптивной радиацией, переходом к земноводному образу жизни, а оставшиеся на суше развили сложные и мощные оборонные структуры. К концу мелового периода эти тенденции достигли предела. Появились настоящие «живые танки» — анкилозавры — огромные и неповоротливые, требующие массу пищи и покрытые сплошной костяной броней. У других динозавров — цератопсид возникли мощные многометровые рога. Хищники также достигли своего предела — появились гигантские тиранозавры и карнозавры, ходившие на двух ногах, напоминавших ноги чудовищной хищной птицы, череп их неимоверно увеличился. Огромные зубы-кинжалы могли закалывать жертву любых размеров. Многие из этих «конструктивных решений» носили характер явной спешки, несогласованности. Передние лапы тиранозавра превратились, например, в крошечные бесполезные для добычи пищи придатки, которыми нельзя было даже поковырять в зубах.

Эта система находилась в явно неустойчивом равновесии. Сравнительно небольшое похолодание, изменившее характер растительности, привело к гибели от голода травоядных ящеров. За ними последовали не нашедшие пищи хищники, и освободившуюся от динозавров Землю стали быстро заселять державшиеся до того в тени млекопитающие — мелкие ночные зверьки, которых гигантские ящеры даже не замечали.

А вот второй пример, так сказать, обратный по знаку. Принято считать, что мелкие размеры большинства грызунов — следствие перехода к подземному образу жизни в хорошо защищенных от хищников норах. Сопряженной, согласованной с изменениями своих жертв эволюции подвергся и самый мелкий хищник нашей фауны — ласка, которая может преследовать мышей в норах.

Иногда стратегия в игре «Вид против Среды» настолько прямолинейна, что эволюция выглядит неким направленным процессом — ортогенезом. Так пытались трактовать эволюцию современной лошади. Ее предок — эогиппус жил в условиях мягкого влажного климата эоценового периода, был четырехпалым, и его зубы были хорошо приспособлены к пережевыванию лесной и болотной растительности. Современная лошадь много крупнее эогиппуса, ее однопалые конечности приспособлены к быстрому продолжительному бегу, а зубы — к жесткой траве сухих степей. Построив ряд предков лошади во времени (нечто вроде родословной), мы наблюдаем направленные изменения конечностей, зубов и размеров тела. Однако, как оказалось, древние лошади развивались не по одному, а по нескольким направлениям, параллельными стволами и целыми букетами видов и форм. Все эти стратегии оказались неудачными, кроме одной, — той, которая привела к современной лошади И родословное древо ее меньше всего напоминает телеграфный столб, как полагают ортогенетики.

Какое значение имеет игра между популяцией и средой для прогресса? Самое прямое: чем сложнее среда, чем больше других видов организмов воздействуют на вид, тем более сложными становятся условия существования вида, поэтому он должен усложниться или вымереть.

Некоторую аналогию можно найти в эволюции оружия. Ясно, что самый лучший воин, типа д'Артаньяна, вооруженный шпагой, кремневым пистолетом и мушкетом, не выдержал бы поединка против любого новобранца современной армии с пистолет-пулеметом. Современный автомат намного сложнее мушкета, но отнюдь не потому, что конструкторы оружия любят сложность ради сложности.

Доказательство этого принципа можно найти от обратного, как говорят математики. В условиях упрощения среды потребности в прогрессивной эволюции уменьшаются. Именно поэтому мы находим на островах, даже таких больших, как Австралия или Южная Америка (которая долго была островом), весьма примитивные формы животных и растений.

Для того чтобы познакомиться с «живым ископаемым», не обязательно ездить в Австралию. В весенних лужах под Москвой можно увидеть довольно крупного рачка щитня. От его облика веет какой-то подчеркнутой архаичностью, и это не удивительно. Щитень древнее многих динозавров, он существует с триасового периода без изменений, именно потому он обитает в пересыхающих, временных водоемах, где кроме него никто не может жить, разве только личинки двукрылых. Практически не имея врагов и конкурентов и обладая такой завидной адаптацией, как яйца, покрытые прочной оболочкой, переживающие сухой сезон в земле, щитень не «испытывал» никакой «потребности» к прогрессу.

Еще Дарвин указывал, что пресные, материковые воды — убежище многих архаичных организмов — «живых ископаемых». Причина этого в первую очередь — обедненность водных биоценозов — сообществ животных и растений.

В этом правиле есть, как будто бы, противоречие. Все мы знаем, хотя бы из описания, как исключительно богата флора и фауна тропиков, особенно тропических лесов. Казалось бы, вот где богатство биоценотических связей, наиболее сложные биоценозы! И однако мы находим в тропиках древние формы, давно вымершие в умеренной зоне. Оттуда описаны невзрачные растеньица, во многом аналогичные псилофитам — первым растениям, вышедшим на сушу в кембрийском периоде, а также саговники, гинкго и древовидные папоротники, под сенью которых в свое время прогуливались динозавры; самые примитивные пресмыкающиеся (крокодилы и гаттерия); примитивные лемуры и полуобезьяны — список этот можно увеличить.

Это кажущееся противоречие разрешил Шмальгаузен, указав, что каждое из «живых ископаемых» занимает весьма узкую экологическую нишу с весьма стабильными условиями, обладая к тому же каким-либо уникальным приспособлением, которое позволяет ему с успехом противостоять высшим, прогрессивным формам. Это специализация, благодаря которой «живые ископаемые» и могут процветать в узкоспециализированных условиях, подобно тому, как холодный сапожник выдерживает конкуренцию с мощными комбинатами бытового обслуживания.

Но среда может упрощаться и дальше. Выпадает внешний фактор — и отпадает нужда в органе. Что из этого следует? Среда уже не ведет отбор по развитию этого органа. В геноме начинают накапливаться неконтролируемые средой мутации, ведущие к дисгармонии развития, недоразвитию органа и, наконец, к полной его редукции.

Так потеряли способность к полету (а порой и сами крылья) многие птицы на островах без хищников, глаза — пещерные и подземные животные. Китообразные в начале третичного периода перешли в море, где органом движения у них стал мощный хвост. В таких условиях задние конечности не нужны, даже вредны, так как увеличивают сопротивление воды. Итогом явилась потеря задних конечностей, «ног». Передние остались, но приобрели функцию рулей. Тем не менее, в среднем каждый десятитысячный кашалот рождается с зачаточными задними ногами. А это может означать одно — в генотипе китообразных еще остались гены, ответственные за построение задних конечностей. Поэтому следует очень осторожно относиться к утверждению, что такая-то ветвь — тупиковая, она не сможет приспособиться к новой среде и ничего нового не даст. Чтобы установить наличие тупика, нужно уткнуться в стену — а стена где-то в отдаленном будущем.

Единственное, что можно утверждать: в настоящее время, в данных конкретных условиях эти группы, или же (что вернее) такие-то органы у них регрессируют, а сами они находятся в стадии морфофизиологического регресса, что, впрочем, не исключает их биологического прогресса, процветания.

До крайних пределов регресса доходят паразиты. Анализируя их эволюционные ряды, можно видеть, как они постепенно теряют органы чувств, хорошо развитую нервную систему, пищеварительную систему. В конце концов от них остается мешок, заполненный половыми продуктами. Таков, например, паразит крабов — ракообразное саккулина, паразитические моллюски, самцы некоторых видов, живущие в половых протоках самок. Венец регресса — встроенные в геном хозяина вирусы.

Может ли регресс идти дальше? Видимо, нет — организм уподобится чеширскому коту из детской английской сказки «Алиса в стране чудес», от которого оставалась одна улыбка.

Широкое распространение регрессивной эволюции в природе явно говорит против ламаркова «врожденного стремления к прогрессу». Если же мы учтем известное замечание Ф. Энгельса о том, что прогресс в органическом развитии в то же время и регресс, так как ограничивает возможности к развитию в других направлениях, нам станет ясно, что Ламарк ошибался. Виды прогрессируют, усложняя свою структуру и совершенствуя функции тех или иных организмов, только когда им выгодно (то есть пока в этом направлении действует естественный отбор).

В главе, посвященной прогрессу, нам, как ни странно, нужно рассмотреть еще вопрос о втором начале термодинамики и применимости его к живой природе. Сам по себе вопрос довольно сложен, к тому же вокруг него скопилось столько спорных и попросту неверных мнений, что автор приступает к нему с некоторым опасением, — удастся ли изложить его достаточно ясно и убедить всех без исключения читателей. Да еще надо постараться обойтись без формул!

Первое начало термодинамики знают все — это закон сохранения энергии, и смирились с ним почти все, кроме немногочисленных теперь изобретателей вечного двигателя. Да и те сейчас — компетенция скорее клиники, чем физики.

Иное дело — второе начало. Хотя на нем, вкупе с первым, построено все величественное здание современной физики, противников у него и сейчас столько, что становится ясным — оно затрагивает какие-то жизненные интересы людей, пресекает самые сокровенные их мечтания.

А какое самое сокровенное мечтание у человека? Может быть, бессмертие? Не постулирует ли второе начало неизбежность смерти?..

В самом общем виде второе начало можно выразить так: все процессы в природе протекают в сторону увеличения вероятности состояния, в сторону увеличения энтропии. Энтропия — омертвленная энергия, понизить запасы которой в системе можно лишь потратив еще большее количество энергии (ибо нет систем со 100 % коэффициентом полезного действия). Она может только увеличиваться, так же как и время может идти только вперед.

Чем менее равновесна система, тем менее вероятность ее пребывания в этом состоянии. Примеры неравновесных систем — стакан горячего чая на столе или палочка эскимо в летнюю жару. Не нужно быть пророком, чтобы предсказать, что рано или поздно стакан остынет, а эскимо растает. Они уравновесят свою температуру с окружающей средой, и энтропия возрастет. Чтобы ее понизить, нужно снова вскипятить чай и заморозить эскимо, но при этом мы всегда потратим больше энергии, чем потеряли. Как остроумно заметил известный биохимик, писатель-фантаст и популяризатор науки Айзек Азимов, первое начало гласит, что в игре с природой нельзя выиграть, а второе, — что нельзя даже остаться при своих.

А вот и другие примеры. Груда кирпичей — более вероятна, чем выстроенный из них с затратой энергии дом. Железная руда более вероятна, чем выплавленное из нее железо. И наконец, живой человек — явление, термодинамически менее вероятное, чем его скелет.

Наверное, последний пример и делает второе начало неприятным для мыслящих существ, знающих, что такое смерть. Эмоциональное неприятие бренности всего сущего и породило гипотезу о том, что для живой природы второе начало недействительно. Живая материя борется с энтропией, снижая ее количество во Вселенной, и достигает венца в разумной деятельности человека.

Как будто похоже на правду. Зеленые растения превращают воду и углекислый газ в углеводы, которые можно съесть или сжечь (каменный уголь!) и тем самым получить энергию. Животные растут, размножаются, увеличивают массу. Наконец, сам человек — не он ли возводит величественные города, строит железные дороги и космические корабли, борется с болезнями и продлевает свое существование.

Получается красивая картина — мир неживой природы пассивно плывет вниз по течению, к водопаду Энтропии; лишь живая природа (или только человечество — в зависимости от оптимизма авторов) плывет вверх, преодолевая поток.

Это возвышает и ободряет — но, увы, так же, как идея бессмертной души, воспаряющей в рай. Красиво, но неверно.

Вернемся к примеру с потоком. Что нужно для того, чтобы, скажем, не продвигаться вверх, но хотя бы удерживаться на одном месте, в обычном водяном потоке вроде быстрой реки? Еще Ньютон знал, что для этого нужно отбросить вниз по течению n-ное количество воды, а в результате скорость течения позади все увеличивается.

То же самое и с термодинамическим потоком, по которому плывем все мы, делая попытки затормозить свой снос. Растения синтезируют низкоэнтропийные вещества из высокоэнтропийных. Это правда, но за счет энергии Солнца, которую они утилизируют отнюдь не со 100 % КПД. Животные поедают растения или других животных, а ведь есть такое понятие — кормовой коэффициент, означающее, сколько нужно единиц пищи для достижения единицы веса (у разных животных он колеблется от 7 до 10). Венца производство энтропии достигает в разумной деятельности человека. Недаром в последнее время температура поверхности Земли повышается за счет безудержного роста потребления энергии.

Поэтому нужно оставить высокопарные бредни о космической роли Жизни, спасающей Вселенную от энтропии, и запомнить, что живое вещество (включая человека), снижая энтропию в себе и вокруг себя, в той же мере борется с энтропией Солнечной системы, в какой карманный воришка повышает национальный доход Сказано, может быть, резко, но без недомолвок.

Итак, как писал Шмальгаузен, в индивидуальной жизни все организмы поддерживают свою упорядоченность, сохраняют до поры свой уровень энтропии тем, что непрерывно повышают ту же энтропию в окружающей среде. Способность к упорядочению какой-нибудь части внешней среды у животных ничтожна (гнезда птиц, коры роющих грызунов, плотины бобров). Только человек активно и в небывалых доселе масштабах повышает упорядоченность своего окружения с тех пор, как построил первую хижину. Зато и свободной энергии он тратит, обращая в энтропию, намного больше, чем любое животное.

А как же быть с явлением прогрессивной эволюции — ведь это несомненное снижение энтропии?

В термодинамике есть парадокс, именуемый парадоксом Максвелла. Максвелл предложил поставить умственный эксперимент: представить некое микроскопических размеров существо или устройство, способное каким-нибудь образом различать быстро и медленно движущиеся молекулы в окружающей его среде. Находясь у микроскопической двери, соединяющей две части системы, это существо (условно названное «демоном») могло бы открывать дверь перед быстро движущимися молекулами и закрывать перед медленными. В результате подобной деятельности «демона» температура в одной части системы могла бы повыситься, а в другой понизиться. Такой «демон» мог бы вскипятить воду в стакане на столе без затраты энергии — иными словами, понизить энтропию.

Увы, «демон» Максвелла невозможен. Известный физик Л. Бриллюэн четко показал, что, для того чтобы отличить быстрые молекулы от медленных («горячих» от «холодных»), «демон» должен оценивать энергию молекул, хотя бы освещая их. Расход на получение такой информации с лихвой компенсирует ожидаемое снижение энтропии.

Но в эволюции такой «демон» существует. Это естественный отбор — «демон Дарвина», как удачно его назвал А. Азимов. Именно отбор, сохраняя жизнь более сложным организмам, если они более приспособлены, и создает прогресс.

Исчезни отбор — и бесконтрольно накапливаемые в генотипах видов мутации быстро поведут к дезорганизации всех связей внутри организмов — к регрессу, к повышению энтропии. По словам Шмальгаузена, «в эволюции организмы снижают энтропию, то есть увеличивают свою упорядоченность естественным отбором особей, наиболее успешно разрушающих внешнюю среду, то есть повышающих ее энтропию». Сам по себе мутационный процесс есть фактор разрушающий, повышающий энтропию. Де Фриз был неправ — одни мутации, без отбора не могут создать виды, ибо они по своей природе не созидают.

С той же позиции Шмальгаузен рассматривает и стабилизирующий отбор, при котором гибнут все особи с менее устойчивой организацией (вспомните воробьев Бампуса!). В любой популяции энтропия возрастает вследствие мутационного процесса — и отбор, отсекая крайние популяции, поддерживает ее на прежнем уровне.

Было бы очень любопытно проанализировать с этой точки зрения многие эволюционные тенденции — например, возникновение теплокровности. У всех без исключения организмов все реакции, идущие в их теле (в основном за счет распада АТФ), завершаются выделением во внешнюю среду высокоэнтропийных веществ — углекислого газа, воды и аммиака. Помимо этого, выделяется большое количество тепла — это тоже, так сказать, отброс производства. У мелких животных выделение «тепловых шлаков» не составляет проблемы, так как у них относительно большая поверхность по сравнению с объемом. Но чем крупнее организм, тем выше опасность перегрева. Поэтому самые крупные пресмыкающиеся, в основном ночные и водные, крайне медлительные животные. Они способны, как крокодилы и змеи, к быстрому, стремительному броску на добычу, но не к продолжительному движению, а медлительность черепах даже вошла в пословицу. Исключение — водяные черепахи, но вода лучший теплопроводник, чем воздух.

Лишь птицы и млекопитающие (а также, если вы помните, летающие ящеры) стали утилизировать эти «тепловые отбросы», задерживая теплообмен между телом и средой теплоизолирующим перьевым или шерстным слоем. Но одной теплоизоляции мало — она увеличивает опасность перегрева. Потребовалось создание весьма сложных систем, регулирующих температуру тела; примером могут быть потовые железы млекопитающих. Результатом явилась стабилизация жизненных процессов, повышение автономности от внешней среды — и успех в жизненной борьбе.

Итак, можно заключить, что все организмы в течение жизни поддерживают энтропию своих тел на низком уровне ценой повышения энтропии окружающей среды, и победа в борьбе за существование достается тем видам, которые наиболее эффективно осуществляют этот процесс.

Остается только вопрос — применимо ли второе начало к индивидуальному организму, иными словами — обязательна ли смерть? Надо помнить, что в клетках нашего тела непрерывно происходят мутации, которые вызывают дисгармонию жизненных процессов (старость — это повышение энтропии). Кроме того, я убежден, что в наших генотипах отбором заложен механизм, постепенно, после 50 лет в среднем, начинающий отключать одну защитную систему за другой. Не будь смены поколений, не было бы и эволюции — зачем дети бессмертному существу? А остановка в эволюции в конце концов будет фатальной. Короче, бессмертие индивидов означает смерть вида. Как писал Ф. Энгельс: «Жить значит умирать».