Пути в незнаемое

Академик А. Б. Мигдал Симметрично ли пространство?

Известно, что рецессивная аллель влияет на фенотип, только если генотип гомозиготен. Всякая точка прикосновения фильтра Коши есть предел этого фильтра. Непонятно? Первая фраза относится к генетике и определяет различие между безусловно и условно наследуемыми признаками. Второе утверждение взято из топологии (раздел математики).

Я хотел на этих примерах показать, как трудно говорить о науке с неспециалистом. При этом наибольшие трудности вносит не терминология, а непривычные понятия. Какой же выход из этого положения? Мой друг, грузинский физик, объяснил мне, как строятся грузинские тосты, когда за столом пятьдесят человек и тамада почти ничего о них не знает. Нужно говорить не о данном человеке, а по поводу, связанному с этим человеком. Итак, можно говорить не о науке, а по поводу науки. Именно по этому принципу обычно и пишутся популярные статьи.

Я мог бы рассказать о том, как делается физика, или поговорить о психологии научного творчества. Не знаю, удивит читателя или огорчит, но человек, посвятивший себя науке, не должен ставить цель сделать открытие. Им должно руководить желание узнать, как устроена природа, а не стремление совершить переворот в науке.

Эйнштейн говорил, что ему посчастливилось повзрослеть прежде, чем он потерял способность удивляться. Способность удивляться — это качество, которое необходимо физику так же, как художнику или поэту.

Задача научною работника — изучить интересующее его явление. Открытие может возникнуть только как побочный продукт этого изучения. В противном случае начинается подыскивание подтверждающих аргументов, которое очень легко и незаметно приводит к подтасовке фактов. Необходимо придумывать аргументы против собственной точки зрения. Аргументы «за» найдутся сами.

Очень сложный вопрос — сравнение теории с экспериментом. Для меня как для физика-теоретика это очень волнующий вопрос. По этому поводу происходит много споров между физиками-теоретиками и физиками-экспериментаторами. Совпадение теории с опытом не должно быть единственным аргументом в оценке теории. Более того, это не главный аргумент. Хорошая теоретическая работа представляет собой убедительный вывод из предыдущих результатов науки, которые возникли как следствие громадного числа многократно проверенных экспериментов. Поэтому несовпадение хорошей теоретической работы с опытом означает, что следует пересмотреть те предположения, которые положены в основу, то есть результаты ранее накопленные; несовпадение хорошей теории с опытом, как правило, означает, что произошло какое-то малое или большое открытие (или «закрытие»).

И наоборот, совпадение с опытом неправильной теории не делает ее более убедительной. О качестве теории нужно судить по ее внутренней стройности, то есть по тому, насколько убедительно и непротиворечиво она построена.

И еще одна опасность. Как только научный работник начинает работать чужими руками, наступает научная старость, независимо от возраста и чина, теряется способность удивляться и радоваться каждому малому шагу, исчезает желание учиться, появляется важность и стремление решать только мировые проблемы. Как это ни странно, число публикуемых работ при этом увеличивается. Очень легко возникает уверенность в том, что достаточно посидеть десять минут в лаборатории и дать несколько советов, чтобы приобрести право быть соавтором работы. Можно было бы указать и другие подводные камни, лежащие на пути к обнаружению научной истины.

Наконец, можно было бы рассказать о практических следствиях того или иного открытия.

Я хочу поступить иначе, хотя это и потребует от читателя значительно больших усилий. Я попробую, несмотря на все трудности, говорить с науке, а не по поводу науки. И постараюсь показать на одном примере, как извилист путь к научно доказанной истине, как иногда приходится отказываться от утверждений, казалось бы незыблемых, и как внезапно возникают неожиданные связи между совершенно разнородными явлениями. Словом, попытаюсь хоть в малой степени дать представление о красоте науки. Вопрос, о котором пойдет речь, касается самых глубинных свойств вселенной — связи законов природы со свойствами пространства и времени. Чтобы привлечь внимание читателей, скажу, что это один из тех вопросов, которые определяют характер нашего понимания мира. Я расскажу, по возможности, без того обмана, который вызывается чрезмерными упрощениями, об открытиях последнего времени, касающихся одного важнейшего свойства законов природы — свойства симметрии.

Мы убеждены, и опыт всегда подтверждает это убеждение, что любая экспериментальная установка работает совершенно одинаково в разных точках пространства, если нет физических причин, которые отличают эти точки.

Например, часы идут почти одинаково на Земле и на Солнце. Небольшое отличие мы относим за счет различного поля тяготения на поверхности этих небесных тел. Электрическая лампочка одинаково светит, как бы мы ни переносили и как бы мы ни поворачивали всю установку.

То же относится и к сдвигу во времени. Время течет равномерно.

Что же ход времени и что означает его равномерность?

Ход времени определяется относительным ритмом различных процессов в природе. Ход часов можно определить числом периодов колебания света, излучаемого атомом, за время перемещения стрелки на одно деление. Любое измерение интервала времени означает сравнение ритмов разных процессов.

Если бы все явления в природе изменили одинаково свой ритм, то изменился бы только масштаб измерения времени, и этого никак нельзя было бы заметить.

Равномерность хода времени означает, что во всякое время, и сегодня, и завтра, и через год, относительная скорость всех процессов в природе одинакова.

Если какая-либо машина или лабораторная установка в этом году работает не так, как в прошлом, то нам всегда удается это объяснить износом деталей или изменением климата, но не изменением в ходе времени.

Равномерность хода времени установлена с колоссальной точностью на примере излучения атомов. Атомы на звезде, излучают свет такой же длины волны, как и атомы сегодняшнего дня, даже, если — был испущен миллиард лет тому назад.

Все, о чем мы говорим, относится ко всем явлениям в природе, в том числе и биологическим. Таким образом, речь идет о всеобъемлющем свойстве природы. На научном языке это звучит следующим образом: все законы природы инвариантны (неизменны) относительно операций переноса в пространстве и времени и относительно поворота в пространстве. Это обстоятельство и называется симметрией законов природы.

Существует поразительная и вместе с тем естественная связь между свойствами пространства и времени и так называемыми законами сохранения, такими, как закон сохранения энергии или закон сохранения количества движения.

Каждому виду симметрии соответствует свой закон сохранения. Так, например, закон сохранения энергии является следствием симметрии природы относительно сдвигов во времени. Симметрия относительно сдвигов в пространстве приводит к закону сохранения количества движения.

Попробую пояснить, как неравномерность хода времени приводит к несохранению энергии. Допустим, что неравномерность хода времени проявилась в том, что начиная с некоторого момента времени стала периодически изменяться постоянная тяготения при неизменных массах тел. Тогда легко построить машину, которая будет получать энергию из ничего. Для этого нужно поднимать грузы в периоды слабого тяготения и превращать эту энергию в кинетическую, сбрасывая грузы в периоды более сильного тяготения. Вы видите, что неравномерность хода времени, то есть изменение относительного ритма разных процессов, приводит к нарушению закона сохранения энергии.

Теперь не так странно, что закон сохранения энергии выполняется во всех явлениях природы. Ведь он вытекает из общего свойства нашего мира, — равномерность хода времени.

Из сказанного вытекает, что однородность хода времени можно проверять по тому, насколько точно выполняется закон сохранения энергии.

Если бы время (допустим, в новогоднюю ночь) шло быстрее, это означало бы, что в эту ночь свет горел бы ярче, краски были бы интенсивнее, объятия жарче и мысли острее и глубже, чем обычно. Если такие ощущения и возникают, их следует объяснять процессами, происходящими внутри нас, а не истинным уплотнением хода времени — время течет равномерно. И, как это ни удивительно, для доказательства этого достаточно убедиться, что в бездушных машинах энергия с большой точностью сохраняется. И наоборот, только из того факта, что атомы во все времена испускают свет с колоссальной точностью, одной и той же частоты, можно заключить, что с такой же точностью выполняется закон сохранения энергии и что все другие процессы также не изменяют своего ритма без внешнего воздействия.

Красота науки — не только и даже не столько в логической стройности, но в богатстве связей.

Кроме перечисленных видов симметрии (или инвариантности) имеется еще несколько других симметрий. Прежде всего нас будет интересовать зеркальная симметрия законов природы. Эта симметрия означает следующее. Если две экспериментальные установки отличаются только тем, что одна есть зеркальное отражение другой, то такие две установки работают совершенно одинаково (например, часы с правыми и левыми винтами имеют одинаковый ход).

Казалось бы, этот закон нарушается в повседневной жизни. Ведь мы имеем много примеров нарушения зеркальной симметрии в природе. Люди имеют сердце с левой стороны. Для соблюдения зеркальной симметрии должно было быть равное количество левосердечных и правосердечных людей. Однако при более внимательном взгляде противоречие разъясняется. Чтобы в этом разобраться лучше, рассмотрим не такой сложный объект, как человек. Существует, например, два типа кварца, которые по своему молекулярному строению зеркально подобны, как правая и левая рука. Эти два типа кварца встречаются на земле в различных количествах. То же относится и к другим минералам. Поэтому асимметрию в живой природе можно объяснить тем, что пища или «строительный материал», встречающийся в природе, не имеет зеркальной симметрии. Тогда вопрос сводится к гораздо более простому — к нарушению зеркальной симметрии в мертвой природе. В связи с этим следует вспомнить об одном удивительном опыте Пастера, который обнаружил, что могут существовать две зеркально симметричные формы одного и того же вещества. Было известно, что свет, проходя через виннокаменную кислоту, встречающуюся в природе, изменяет направление поляризации (направление поляризации — это направление электрического поля в световой волне).

После того как свойства естественной виннокаменной кислоты были хорошо изучены, химики получили искусственную виннокаменную кислоту. По всем физическим и химическим свойствам она не отличалась от виннокаменной кислоты, встречающейся в природе. К колоссальному удивлению физиков и химиков того времени, когда через синтезированную кислоту пропустили поляризованный свет (свет с постоянным направлением поляризации), то обнаружилось, что, в отличие от естественной кислоты, свет не изменяет направления поляризации.

Пастер сделал предположение, что искусственная кислота представляет собой смесь двух зеркально симметричных форм (таких, как правая и левая рука). Один тип кислоты поворачивает направление поляризации направо, а другой — налево, — в результате направление поляризации не изменяется.

Для доказательства этой гипотезы Пастер вырастил в искусственной кислоте колонию микробов, которые пожирают виннокаменную кислоту. Пастер рассуждал так: микробы приучены к поглощению той кислоты, которая есть в природе, поэтому оставшаяся часть искусственной кислоты будет представлять форму зеркально симметричную естественной кислоте.

Что же обнаружилось? По мере того как микробы размножались в искусственной кислоте, направление плоскости поляризации проходящего света все более и более поворачивалось. Если естественная кислота поворачивала плоскость поляризации направо, то синтезированная кислота после размножения микробов стала поворачивать плоскость поляризации налево. Можно представить себе волнение и радость Пастера, когда его догадка подтвердилась таким удивительным и неожиданным способом. Это, наверное, единственный случай в истории физики, когда физическое открытие было сделано с помощью микробов.

Таким образом, Пастер блестяще доказал свою гипотезу и, кроме того, показал, что уже низшие организмы имеют приспособления, отличающие предмет от его зеркального отражения. Тот факт, что при любом способе искусственного получения вещества обе зеркальные формы появляются в одинаковом количестве, лишний раз подтверждает симметрию законов природы относительно зеркального отражения.

Зеркальную асимметрию в живой природе следует объяснять не нарушением зеркальной симметрии законов природы, а историческими причинами (одна из возможных причин асимметрии — вращение Земли — дает некоторое преимущество одной из зеркальных форм по сравнению с другой, но это преимущество совершенно недостаточно для объяснения наблюдаемого различия).

В той части земли, где впервые возникла жизнь, случайно оказалось больше, скажем, «правого строительного материала», чем «левого», и поэтому возникла одна из зеркальных форм, которая затем наследовалась. Что же касается различия в распространенности правых и левых минералов, то это различие можно объяснить тем, что во время их образования в окружающем веществе были сильные скручивающие напряжения или если это была жидкость, то сильные вихревые движения.

Физики пришли к убеждению, что все законы природы в нашем мире и в мире, зеркально отраженном, будут одинаковы.

Примерно десять лет тому назад начались первые неувязки с этим законом. Была обнаружена частица (К-мезон), которая может распадаться либо на две, либо на три других частицы (пи-мезоны). Анализ этих опытов привел физиков к заключению, что здесь нарушается зеркальная симметрия. Она запрещает К-мезону распадаться обоими способами.

Но самый решительный удар по закону зеркальной симметрии был нанесен блестящим опытом американской исследовательницы By. Она наблюдала радиоактивный распад ядер, помещенных в магнитное поле. При этом из ядер вылетают электроны и антинейтрино или позитроны и нейтрино (позитрон отличается от электрона только знаком заряда. Нейтрино и антинейтрино — нейтральные частицы с массой, равной нулю). Обнаружилось, что электроны вылетают преимущественно под тупыми углами к направлению магнитного поля. Между тем по закону зеркальной симметрии острые и тупые углы должны были бы встречаться одинаково часто. Действительно, посмотрим на отражение этой установки в зеркале. Магнитное поле изменит свое направление на обратное, как винт, который из правого при отражении превращается в левый. Ведь направление магнитного поля определяется из направления тока в катушке, создающей поле как раз по правилу винта. Поэтому тупые углы к направлению магнитного поля в зеркале превратятся в острые. Следовательно, зеркальное изображение опыта выглядит не так, как сам опыт, что прямо противоречит закону зеркальной симметрии. Наступил период смятения. Казалось, что следует отказаться и от других свойств симметрии нашего пространства. Выход из тупика нашли советский физик Ландау и американские физики Ли и Янг. Идея была следующая: при радиоактивном распаде вылетающее одновременно с электроном антинейтрино представляет собой зеркально несимметричную частицу (она летит, вращаясь направо). Теперь при отражении в зеркале вся картина изменится — не только острые углы перейдут в тупые, но и антинейтрино из правого винта превратится в левый. Поскольку в зеркальной картине испускается другая частица, опыт By уже не противоречит зеркальной симметрии пространства.

Дальнейшие опыты подтвердили эту догадку — нейтрино действительно оказалась зеркально несимметричной частицей, — при зеркальном отражении она не переходит сама в себя, подобно тому как шуруп с правой резьбой при зеркальном отражении превращается в шуруп с левой резьбой или как правая рука превращается в левую.

Таким образом, зеркальная симметрия пространства не нарушается. Пространство зеркально симметрично, а зеркальная асимметрия при радиоактивном распаде целиком определяется асимметрией нейтрино.

Радиоактивный распад с вылетом позитрона зеркально симметричен электронному распаду. При распаде с вылетом позитрона вылетает нейтрино, которая в противоположность антинейтрино летит вращаясь налево, поэтому если одновременно с отражением мысленно заменить все заряды на противоположные, то все электроны заменятся на позитроны, а нейтрино — на антинейтрино, и наоборот, и симметрия полностью восстановится.

До этих опытов физики считали, что законы природы не изменятся, если все заряды заменить на обратные. Это свойство законов природы называется зарядовой симметрией. Теперь, для того чтобы включить в рассмотрение и явление радиоактивного распада, закон пришлось уточнить. Природа обладает не зарядовой, а зарядово-зеркальной симметрией. Законы природы не изменятся, если все заряды в мире изменить на обратные и одновременно произвести зеркальное отражение. В таком мире протоны будут иметь отрицательный заряд, а электроны — положительный, в противоположность зарядам в нашем мире. Согласно зарядово-зеркальной симметрии, все уравнения физики допускают наряду с частицами существование античастиц. И такие античастицы действительно были обнаружены. Антиэлектрон, то есть позитрон, был обнаружен еще в 1932 году Андерсеном. Далее были обнаружены антипротон и антинейтрон. Поскольку ядро любого химического элемента состоит из протонов и нейтронов, то из антипротонов и антинейтронов можно составить соответствующий антиэлемент. Если к такому антиядру, заряженному отрицательно, добавить позитроны, то получится антиатом, а из антиатомов можно построить антивещество. Силы между античастицами по закону зарядово-зеркальной симметрии равны силам между частицами, поэтому антивещество будет обладать теми же свойствами, что и вещество.

Существуют ли в нашей вселенной антимиры, то есть области антивещества? Это пока остается без ответа, хотя логически существование антимиров совершенно естественно.

Из сказанного ясно, что антимир отличается от нашего мира не только знаком зарядов. В таком мире изменится понятие правого и левого: антимир — зеркальное отражение нашего мира. Люди этого мира, если бы они проходили ту же историческую эволюцию, что и мы, имели бы сердце с правой стороны. Более сильная рука у них была бы левая. Замечательный американский физик Р. Фейнман в своих лекциях говорит: «Если в космическом пространстве вы встретите корабль, идущий из далекого мира, и космонавт протянет вам левую руку, берегитесь — возможно, он состоит из антивещества!» Закончу тем, что добавлю к непонятным фразам, приведенным вначале, еще одну, как я надеюсь, теперь понятную: «Законы природы инвариантны относительно операции зеркального и зарядового сопряжения».

К сожалению, это красивое утверждение не совсем точно.

В последние годы в опытах по распаду того же злополучного Κ-мезона, который принес первые неприятности с нарушением зеркальной симметрии, было обнаружено небольшое, но колоссально важное с принципиальной точки зрения нарушение закона зарядово-зеркальной симметрии.

Означает ли это, что наше пространство несимметрично? Удастся ли сохранить стройность картины, как в случае нарушения зеркальной симметрии при радиоактивном распаде?

Любое важное открытие сначала нарушает красоту и порядок, но через некоторое время приводит к еще более стройной картине. Поэтому лучше обождать с окончательным ответом на вопрос, поставленный в заглавии этой статьи.

Обычно люди, интересующиеся наукой, начинают с просьбы рассказать, к каким практическим следствиям приводит то или иное открытие. Такое желание безусловно правомерно. Хотя на этот вопрос иногда трудно ответить, любое открытие рано или поздно, прямо или косвенно приводит к изменению нашей жизни.

Удалось ли мне показать и другую сторону науки, сторону поэтическую, мужество отхода от привычного, внезапные скачки догадок, течение глубоких мыслей, радость познания?

P. Л. Берг, ^{доктор биологических наук} Закономерна ли эволюция, или Почему курица не ревнует

Эволюция закономерна. Эволюция поведения животных и роль поведения в эволюции самые актуальные, самые животрепещущие проблемы современной биологии — теория и практика сегодняшнего дня.

Повадки животных сочетаются с технологией жизни вида, с его строением, его жизненным строем. Они предопределяют его эволюцию, составляют элемент эволюционной программы вида. Таков смысл двух первых очерков. Они озаглавлены вопросами. В первом из них — «Почему курица не ревнует?» — показано, что у курицы нет экономического обоснования для ревности. Во втором — я демонстрирую, как тесно связана технология добычи пищи со множеством черт в строении и поведении кошки, с ее ролью в судьбе человечества. Эволюция — процесс согласования каждого мельчайшего свойства с бесчисленным числом других свойств. Причина грандиозных по значимости следствий лежит порой в неожиданно мелком обстоятельстве. Не пренебрегайте мелочами, вникая в строй природы, пытаясь ее переделать. Эволюция закономерным образом, тысячами способов создала связи, и природа мстит за их разрушение. В ответ на грубое вмешательство она либо возвращает все в исходное состояние, сводя на нет усилия человека, либо гибнет. Тема обоих очерков — апофеоз мелочей.

Два других очерка посвящены наследственной изменчивости — сырому материалу эволюции. Не здесь ли царство случайного? Я пытаюсь показать, что печать закона лежит на самой изменчивости. В соревнование вступают не только индивиды, но сплоченные множества индивидов — группы. Оценке подлежат не отдельные наследственные изменения мутации, а мутационные процессы, не действие одного гена, а способность группы индивидов извлечь пользу из всей совокупности возникающих мутаций, поставить их себе на службу. Сам материал эволюции становится объектом отбора. Отбор групп контролирует не только изменчивость. Ему подчинен отсев измененных. Вырабатываются новые и новые испытания пригодности, негодные сита устраняются, заменяются другими, на пути к размножению как будто искусственно воздвигаются преграды. Во имя будущего групповым отбором диктуется мера отбору индивидуальному. Случайный поиск теряет свой случайный характер, игра использованных шансов осуществляется по строго заданным правилам. Ход эволюции с течением времени становится все более закономерным. Сами законы эволюции меняются: отбор — испытующее начало — становится испытуемым. Происходит отбор отборов.

Технический прогресс превращает человека из тягловой силы в водителя. Но управлять — тяжкий труд. Самоуправление, автоматическая регуляция, самонастройка — цель дальнейшего усовершенствования машин… и сортов. Сорт должен взять на себя выполнение плана повышения своего урожая. Это задача отдаленного будущего. Нас удовлетворило бы создание сортов, не подверженных вырождению. Нужно познать закономерные сочетания механизмов, ведающих эволюцией, и других механизмов, обеспечивающих устойчивость, и поставить их на службу селекционеру. Ради этого стоит считать мух. Оба очерка, третий и четвертый, посвящены результатам многолетних исследований естественных поселений плодовых мух — дрозофил.

В очерке «Тридцать лет и три года» описана связь космических сил с поступательным ходом развития органических форм. Она выявилась неожиданно в синхронном возникновении одних и тех же наследственных изменений — мутаций — в географически разобщенных поселениях плодовых мух.

Случайные события, подчиненные явлениям общеземного масштаба. Не снимается ли с них тем самым элемент случайности?

В 1937 году с невиданной частотой повсеместно среди мушек, окрашенных в цвет гречишного меда, стали возникать золотисто-желтые. Плодовая муха у нас на глазах воспроизвела в естественных условиях многоочаговую эпидемию. Она преподала нам урок, и оставалось только внести полученную информацию в арсенал наших знаний. Сделать это было не так уж трудно. Нужны были воля и время. Они были у автора этих строк — маниакальная страсть считать мух и время — вся жизнь — тридцать лет и три года.

Мухи вели к человеку. Последовал статистический анализ сотен тысяч историй болезни. Его проводили десятки врачей, вовлеченных в работу и увлеченных ею. Обнаружилось, что глобальный процесс повышения частоты возникновения наследственных болезней коснулся и человека. Число наследственно отягощенных младенцев среди родившихся в предвоенное пятилетие по сравнению с предыдущим пятилетием удвоилось. Но пострадали не только те, кому злой рок, случай назначил уделом — наследственный недуг. Весь род человеческий оказался под угрозой эпидемий, вызванных наследственно измененными микробами. Пандемия краснухи охватила Европу. Не очень опасная болезнь, но если ею болеет беременная женщина, ее младенец рискует родиться глухим. Грипп, новая для того времени форма, полиомиелит, вирусный гепатит уносили жизни.

Связать воедино, охватить одним взглядом как единую проблему популяционной генетики наследственные болезни человека, вспышки вирулентности болезнетворных вирусов, подъемы численности вредителей сельского хозяйства и судьбу видов, нападающих на самого человека, считать, сопоставлять, размышлять, создавать меры борьбы и обороняться призывает этот очерк.

Когда-то А. Л. Чижевский страстно ратовал за изучение связи между событиями, происходящими в космосе, и состоянием здоровья людей. Периодически возникающие эпидемии наряду со многим другим привлекли его внимание. Ему не верили. Нужно знать механизм возникновения эпидемий, чтобы идея связи между болезнями и событиями в космосе овладела умами.

Независимое возникновение мутаций у географически разобщенных возбудителей болезни, а не разнос инфекции по всему миру из одного очага — так должен был быть поставлен вопрос с самого начала. О мутациях знали слишком мало. Вопрос не был поставлен должным образом.

Чтобы обосновать независимое синхронное повсеместное возникновение сходных наследственных изменений у возбудителей болезней человека, нужны были мухи, и не любые, а дрозофила. Только она одна. Ибо в то время, когда мутационный процесс в географически удаленных местах земного шара оказался в фокусе внимания, дрозофила была единственным существом, для которого с чисто инженерной изобретательностью создателем радиационной генетики Г. Дж. Меллером были разработаны методы количественного учета мутаций, возникших в течение жизни одного поколения мух. Его методами и добыты результаты, о которых идет речь в очерках, посвященных мухам. Идеи А. Л. Чижевского получили поддержку со стороны генетики.

Очерки вырвались из-под моего пера отчасти случайно. Не ставилась и цель объединить их единой мыслью. То, что они все оказались в русле одной идеи о закономерном ходе органической эволюции, определяется строем мысли автора.

Если я над чем-нибудь думаю, меня интересует не только сам предмет, но и мнения людей о нем. Я биолог. А думаю я о жизни и смерти: и почему они есть, и как бы это могло быть, и почему все так, а не иначе, и нельзя ли исправить то, что устроено явно плохо, и не будет ли от этих исправлений какой беды. Но сейчас меня интересует вот этот самый вопрос — почему курица не ревнует? И я спрашиваю у самых разных людей.

«А почему?» — таков самый частый ответ. Многие спрашивают: «А кто ревнует?» Для вывода им нужен сравнительный материал. А один молодой, совсем молодой физик-теоретик сказал: «Я не знаю, почему люди ревнуют, не то что курица». Все это не конструктивные ответы. А вот один раз спрашиваю: почему курица не ревнует? «А что значит ревность?» — спрашивает собеседник. «Ревность — это разновидность агрессивного поведения, направленная на представителя своего вида и своего пола, претендующего на место в семье, занятое ревнивцем». — «А что такое семья?» — спрашивает. «Семья, — говорю, — объединение представителей одного вида с целью совместного порождения и, главное, выращивания потомства». — «А разве курица с кем-нибудь объединяется, чтобы вырастить свое потомство?» — «Нет, не объединяется». — «Ну вот, потому она и не ревнует», — говорит он.

Мой собеседник — математик.

Вы чувствуете — у него есть ключ к решению проблем. Он не просто спрашивает — спрашивая, он мыслит. Подтекст его вопросов таков: в природе царит целесообразность, каждый орган, каждое проявление жизнедеятельности имеют свое назначение. Назначение это состоит в поддержании своего рода. Все, что понижало шансы оставить потомство, сгинуло с лица земли вместе с незадачливыми обладателями пагубных свойств. Ревность — это охрана партнера по выращиванию потомства от посягательств. Раз курица не ревнует, значит, ревность не дала бы ей ни малейшего преимущества в выращивании цыплят. Ревновать некого — партнера нет.

Все так. Но почему же именно курица не ревнует, почему именно она не нуждается ни в чьей помощи для выращивания своего потомства? Такого разговора у меня еще ни с кем не было. Буду говорить с вами.

С курицей все обстоит очень просто — дети ее всеядны, их корм не портативен, его не натаскаешься. Никаких усилий не хватило бы, хоть таскай с утра до ночи вместе с петухом, чтобы выкормить выводок. Птенцов много — 10–20, они большие. Вот и пусть едят сами с самого первого дня жизни. Дело матери — повести цыплят к корму, подать им пример, как рыться в земле, что есть, а чем пренебречь. А это можно сделать и одной, петух тут совсем не нужен — пусть резвится на здоровье и вообще как хочет, так пусть и живет. Она не ревнива, да и где ей — детей нужно не только водить, но и охранять. Она неразлучна с ними и бесстрашна в борьбе за их жизнь. Не то что вороне — орлу и то есть чего опасаться, когда она бросается на защиту цыпленка.

Технология выкармливания налагает глубокий отпечаток на весь семейный строй вида, на поведение детей и взрослых. Будь пища детей портативна, все было бы иначе. Курица не упустила бы своего супруга: умеешь кататься, умей и саночки возить. Породил потомство — теперь таскай корм, вместе обзавелись семьей, вместе будем и детей выкармливать. Так рассуждала бы эта курица, и тут уж сопернице несдобровать — жизнь детей требует, чтобы отец участвовал в их выкармливании наравне с матерью, а не смотрел бы на сторону. Будь корм детей портативен — она была бы ревнива. Но ревнивая курица уже не курица: назовите любую птицу, таскающую корм своим птенцам, — это синица, ласточка, пеночка — кто хотите, но только не курица.

Почему? Что значит ответить на вопрос «почему»? Это значит вскрыть причину явления. Но причина ревности или отсутствия ее лежит в семейном строе, семейный строй зависит от способа выращивания потомства, способ выращивания зависит от портативности корма.

Чтобы дать полный ответ на вопрос «почему», нужно обрисовать тот комплекс свойств, ту плеяду признаков, которая закономерным образом включает интересующее нас свойство. Причина каждого признака коренится в другом. И только мы начнем распутывать клубок причин и следствий, как плеяда взаимосвязанных признаков начинает расти, как снежный ком, в оттепель катящийся по склону холма. Ничтожная причина порождает грандиозные следствия. Казалось бы, не все ли равно, поведет ли мать детей к корму или принесет им корм? Такая малость. А вот следствия.

Первый вариант.

Корм портативен. Доставка его детенышам или птенцам рентабельна. Участие отца в выращивании детей — не роскошь, а насущная потребность.

Семья носит серьезный и устойчивый характер. Самец и самка внешне не отличимы друг от друга, часто только поведение в брачный период позволяет различить их. Вместе они строят гнездо, вместе ухаживают за детьми. Их взаимные отношения строятся по принципу — «не по хорошему мил, а по милу хорош». Самка нежна, она сама ухаживает за самцом, и он ласков и внимателен к ней. Ухаживая друг за другом, птицы разыгрывают пьесу заботы о потомстве. Ритуальная постройка гнезда, ритуальное взаимное кормление. Особенно изощряется самец, доказывая свою приверженность к еще несуществующему потомству.

Брак строго моногамен.

Супруги добры только друг к другу, да и то только когда привыкнут, а прежде дело доходит чуть не до драк. Пришельцу же несдобровать. Его отгоняют совместными усилиями. И опять-таки повадки кормления детей повинны во всем. Портативна-то она портативна, эта детская пища, но таскать ее издалека занятие невеселое, да и неэкономично, и каждая семья оптимизирует задачу снабжения потомков и для этого обеспечивает себе охотничью территорию. Уж лучше загодя подраться, чем потом маяться с доставкой. «Вся живность, выводящаяся в окрестностях моего гнезда, — моя, а кто посягнет на моих козявок, будет иметь дело со мной». Таков истинный смысл соловьиной песни, что бы ни говорили о ней поэты, как бы сладостно она ни звучала.

Самка ревнива. Она нежна и ревнива. Самец нуждается в стимуляции со стороны самки, темперамент его не очень бурный, — однако достаточный, чтобы породить одного-двух, самое большее десять птенцов. Но самка на него не в обиде. Отцовская заботливость с лихвой компенсирует малое число рожденных. Еще неизвестно, кто окажется в выигрыше — обладатель многочисленных детей, лишенных отцовской заботы, или заботливый папаша, кладущий пищу в раскрытые рты своих скудных по числу отпрысков.

Боев среди самцов за самок нет. Борьба идет не за партнера, а за охотничью территорию, и в этой борьбе принимают участие и самки. Побежденного не убивают, его изгоняют. Птенцы рождаются беспомощными, голыми, движения их некоординированы. Разинуть клюв во всю ивановскую — на большее они не способны. Они совсем не вундеркинды. Но из них вырастут гении. Потому что надо быть гением, чтобы построить и устлать мягкой подстилкой гнездо, заботиться о его чистоте, вывести детей и выкормить их подходящей пищей. Условнорефлекторный компонент поведения у взрослых резко преобладает над безусловнорефлекторным.

Они умненькие — те, кто носит корм в гнездо, кто моногамен, хотя не так уж темпераментен. Они умны, сентиментальны и злы — по отношению к представителям своего вида они агрессивны. Что поделаешь? Таким делает живое существо охрана собственности в условиях избытка претендентов на одно и то же место под солнцем.

Вариант второй.

Корм не портативен. С этим свойством сопряжен совсем другой комплекс свойств. Участие отца в выращивании детей теряет всякий смысл. Он не кормилец. В лучшем случае он защитник, а то и вовсе бесполезный элемент. Чаще всего семьи нет, и самка одна несет все тяготы заботы о потомстве. Если семейные отношения все же у того или иного вида имеются, то брак полигамен. Боев за охотничью территорию, как и самой охотничьей территории, нет. Бой идет за обладание гаремом. Он не кровопролитен, этот бой. Побежденный в одном бою может стать победителем в схватке с другим самцом. Этот турнир, где каждому предоставляется возможность померяться силами со множеством соперников, дает преимущество виду, так как победителями окажутся действительно наиболее полноценные самцы. Сегодня отогнал соперника — завтра защитил гарем и детенышей от нападения хищника. Виды, у которых бой был кровопролитный, где сильнейший убивал сильного, давно вытеснены теми, у кого преобладал рыцарский стиль столкновений и у кого без гаремов оставались действительно слабейшие.

Ухаживание носит односторонний характер. Самец старается привлечь внимание самки. В буквальном смысле слова он распускает перед ней хвост. Он заговаривает ей зубы. Она холодна. Она делает вид, что не слышит и не видит усилий претендента. Она горда и неприступна. Но она не ревнива. Она горячая мать. Гнезда или норы у нее нет. Она сама для своих детей и инкубатор и брундер. Охраняет она своих детей куда ревнивее, чем мать и отец — моногамы. Те по большей части вдали от гнезда гоняются за этим самым кормом, правда портативным, но и способным улизнуть. Чересчур ревностная охрана выводка со стороны моногамов нерентабельна. Моногамы, если потревожить гнездо, могут бросить его и построить новое. Самка полигамного вида так не поступает. Она жертвует ради выводка жизнью.

Самец полигамного вида окрашен, украшен, безумен, страдает манией самоуничтожения. Его яркое оперение, крики, повадки делают его удобной мишенью. Самки одеты в одежды защитного цвета, без толку не кричат, не делают лишних движений. Вид бережет их. Самцов он бросает в пасть отбору. Они предназначены для того, чтобы на себя отвлечь паразитов, хищников. Если уж кому суждено погибнуть, то пусть это будет самец. И овцы целы, и волки сыты, но только за счет баранов.

Итак, самки полигамов горды и неревнивы, самцы темпераментны — десятки потомков в сезон — и драчливы. Они само олицетворение ревности. Ревнивцы-агрессоры оставляли потомство, благородные альтруисты умирали бездетными. Так-то это так, да не совсем. Доцент кафедры генетики Ленинградского университета Л. З. Кайданов показал, что наибольшим успехом у кур пользуются самые драчливые петухи, победители в боях, и тихони — те, что не ввязываются в драки, берегут силы и потихоньку ухаживают за самками. Вот уж поистине — горе побежденным.

А дети полигамов? О, дети очень развиты уже при рождении. Они вундеркинды, те самые вундеркинды, из которых не вырастает ничего особенно выдающегося. Безусловнорефлекторный элемент в поведении полигамов преобладает над условнорефлекторным. Они не такие уж большие интеллектуалы, эти травоядные паши, но именно их образ жизни порождает стадные инстинкты, ведет их по пути группового объединения и способствует прогрессу. Совместная оборона делает, в конце концов, жертву неуязвимой, и именно жертвы оказываются победителями в жизненном соревновании видов. Бизоны оказались в этом положении. Грозные хищники несли при них в конце концов лишь санитарную службу.

Мы подошли к концу нашего разговора. Вы знаете теперь, почему курица и все самки полигамных видов вместе с нею не ревнивы, в какой комплекс свойств входит отсутствие ревности, и почему петухи, хотя и не все, ревнивы, и почему петух отличается от курицы по повадкам, строению, окраскам, а самец ласточки так похож на свою подругу. Почему цыплята, чуть вылупившись из яйца, уже становятся на ноги и могут следовать за матерью, а ласточка так беспомощна, — и многое, многое другое. Вот вам и малость — портативность корма для детенышей.

Будь то птицы или млекопитающие, семейный строй приобретает сходные черты у всех видов, имеющих сходную технологию выкармливания молоди. Плотоядны или травоядны детеныши, все равно: родители носят им корм — брак моногамен со всеми вытекающими отсюда последствиями. Мать ведет детей к корму — брак полигамен. У морских котиков котята плотоядны, едят рыбу, как и их папы и мамы, но мать ведет их на охоту, и таких пашей, как котики-секачи, еще поискать надо. Но о котиках потом.

Можно выделить два типа организации семьи — тип курицы и тип ласточки. В одну категорию с курицей попадут олени, жирафы, бизоны, в одну категорию с ласточкой и синицей — волки и лисы. Эти групповые конвергенции (а конвергенцией называется образование в процессе эволюции в сходных условиях существования сходных признаков у неродственных форм) проливают свет на самый способ образования тех комплексов свойств, о которых мы говорили. Они созданы отбором, в данном случае отбором групповым. Каждый признак группы, как бы незначителен он ни был, служит фоном, средой для отбора других признаков, направляет эволюцию по определенному руслу, придает ей закономерный характер. Стоит появиться одному признаку, как другой, сопряженный с ним, возникает с железной необходимостью. Семейный строй слагается шаг за шагом, и если бы курице нужна была ревность, чтобы повысить надежность оставления потомства, — она бы ревновала.

Все сказанное здесь представляет собой грубую схему. В природе есть множество уклонений от обычного порядка вещей. И подчас кажется, что уклонений больше, чем порядка. «Мы еще очень мало знаем о семейном строе животных», — так сказал мне вдумчивый исследователь нравов птиц, автор прекрасного очерка о жизни синиц Е. Панов^[36]. Но мне кажется, что исключения только подтвердят правило: там, где птенцовые птицы окажутся полигамами или выводковые — моногамами, мы найдем такие особенности в сборе и характере корма птенцов, которые объяснят нам странности семейного строя. Так, у тропических птиц — колибри, райской птицы, трупиала — мать одна, без участия отца, строит гнездо и выкармливает детей: корма много, и она справляется сама. В этих условиях для вида выгоднее пропустить самцов сквозь жестокое горнило отбора, сделать их рыцарями, офицерами, а не официантами в своей семье. У куликов брак моногамен, а между тем они птицы выводковые, а не птенцовые. Но они гнездятся у воды и корм добывают из воды, а когда дело касается воды, понятие охотничьей территории либо отпадает, либо резко меняется. Водить детей к корму невозможно, пока они не научатся летать, вот и получается, что без помощи отца в воспитании детей не обойтись, и самцам ведется со стороны самок строгий учет, а где нет свободы, там и ревность…

Иногда роль наседки берет на себя самец. Так обстоит дело у страусов и еще у куличка-плавунчика. У этого куличка самцы одеты в скромный наряд, зато оперение самки отливает всеми цветами радуги. Как обстоит у плавунчиков с ревностью, я не знаю. Согласно теории, самки должны быть ревнивы, а самцам же не до ревности. Они в данном случае как куры.

Но что это я, все говорю и говорю, как будто лекцию в университете читаю. Так не беседуют. Теперь вы спрашивайте, а я буду отвечать.

А зачем нам знать, ревнует курица или не ревнует?

Очень даже важно. Ревность — разновидность агрессии. В Институте цитологии и генетики, в лаборатории эволюционной генетики, член-корреспондент Академии наук СССР Д. К. Беляев поставил перед собой задачу повысить с помощью искусственного отбора плодовитость норки, соболя и серебристой лисицы. Драгоценных этих пушных зверей разводят сейчас в зверосовхозах. Дело не двигалось с мертвой точки, пока не была создана теория связи воспроизводительной способности с агрессией. Тогда выяснилось, что наименее агрессивные лисы дают наибольшее количество потомков. У соболя дело обстоит как раз наоборот — чем злее, тем плодовитей. У норки связи между агрессивностью и плодовитостью не оказалось. Она добывает корм из воды, как кулик, и у нее «все не как у людей». А далее стало понятным, с какими свойствами вида связаны темперамент и плодовитость животных. И тут решающим оказался способ добывания пищи и ее характер. И теперь уже можно предсказывать, какой метод селекции окажется эффективным у того или иного вида — у кого оставлять на племя самых злых, а у кого — более добрых. Добрых, конечно, в этом случае как-то особенно жалко, когда подумаешь, что разводят их ради шкурки. Но вот я опять начинаю думать о жизни и смерти, а надлежит мне думать сейчас о курице и ее эмоциях. Так вот, курица — это только модель.

А человек? Есть индийская легенда о происхождении живых существ на нашей планете. Все сущее произошло от человека. Разные свойства человека стали достоянием разных животных.

Человечество совмещает в себе все — ревнивых и неревнивых, — людей, у которых сердце берет верх над разумом, и таких, для которых свет мысли превыше всего. Сама ревность бесконечно разнообразна. «Люби меня» — это уже ревность. Истинная самоотдача — «люблю».

Среди людей есть строжайшие моногамы, а есть менее верные друг другу супруги, чем ласточки или гуси.

У разных народов — разный семейный строй. Полигамия, моногамия, полиандрия (многомужество), групповой брак — чего-чего только не было у странного этого вида, каким является человек. Понять это былое разнообразие можно. Оно коренится в предыстории человечества. Человек — охотник, пастух и землепашец. У него есть нора — свой дом, своя охотничья территория, как у хищника, но защищает он свою семью, свой клан, как травоядные, как зубр, — коллективно. Волки совместно преследуют добычу. Охраняют свой выводок они в одиночку. Стать человеком — значит объединиться в обороне и в нападении, в строительстве жилищ, в добыче пищи и в доставке ее туда, где притаились беспомощные детеныши. Сколько приобретено на этом пути! Сколько драгоценных свойств утеряно!

Органический мир сплошь состоит из цепей питания. Каждого кто-то ест, и каждое животное ест того, кого положено. Человек вырвался из цепей питания. Не только сбросил с себя цепи пищевой ограниченности, но обезопасил себя от агрессоров, истребив их. Первый раз в истории органического мира жертва стала хищником. Человек всеяден. Он носит корм детенышам, а потом тех же детенышей возьмет за ручку и поведет в лес за ягодами или на рыбную ловлю. Технология добывания пищи стала бесконечно разнообразной. И животные черты, связанные со строгим положением в цепях питания и с единообразием способа добывания пищи, у человека стерлись. Сперва возникло разнообразие семейного строя. Затем уже на новой, духовной, основе возникло единообразие.

Эволюция человечества, как показал Энгельс, идет в сторону моногамии. Истинно человеческое выражается в индивидуальной любви. Гаремная психология нигде не котируется в качестве образца. Примечательно, что об индивидуальной любви повествует Шахерезада. Идеал, идущий вразрез с правами, предвосхищающий будущее. Мечта.

И все же есть среди людей представители преимущественно полигамного и преимущественно моногамного типа. И при вступлении в брак так важно, чтобы нежные умные ласточки и достойные, чистые, неревнивые куры, чадолюбивые соловьи и галантные фазаны выбрали себе партнеров одного с ними типа. Скольких драм можно было бы избежать!

Этот вопрос исходил, наверно, от каких-либо очень серьезных людей — логиков, кибернетиков — и поставлен был, надо думать, с серьезной целью: опознание образа, определение понятий или что-нибудь еще более глубокомысленное. Широкие массы сделали из него забаву. Спрашивающий подразумевал, что дать на вопрос однозначный ответ невозможно. Ни одного признака, при всех обстоятельствах отличающего кошку от собаки и неотъемлемого от обоих животных, нет и быть не может. Требовалось, чтобы отвечающий методом проб и ошибок сам убедился в этом.

Спрашивает этакий кибернетический юнец у своей мамы: «Чем кошка отличается от собаки?» Мама говорит: «У кошки усы большие, торчащие, а у собаки маленькие и прилежащие». — «А если усы отрезать, так ты кошку от собаки не отличишь?» Мама отвечает: «У кошки зрачок суживается в щель, а у собаки, суживаясь, остается круглым». — «Значит, спящую кошку нельзя отличить от собаки?»

Турнир продолжается. «У собаки когти не втягиваются, и, когда она бежит по полу, слышно, а кошка бежит бесшумно». — «Значит, стоит кошке показать когти, и тебе покажется, что перед тобой собака?» — «У кошек уши торчат, а у щенков всех пород уши висячие», — говорит мама, которая не просто дело знает, а и в тонкости входит. Ответ незамедлителен: «Так. Щенка овчарки ты принимаешь за собаку, а взрослую овчарку относишь уже к кошкам».

Мама от отдельных животных переходит к их множествам. «Все взрослые кошки примерно одинакового размера, а собаки — разные», — говорит она. Она права. Еще Чарльз Дарвин обращал внимание на малое число пород кошек по сравнению с превеликим межпородным разнообразием собак. Он усматривал причину различия в трудности поставить под контроль человека кошачьи браки — в отличие от браков собачьих. А подбор пар — основа выведения пород.

Но сын этой мамы не зря кибернетик. «Значит, его такс — это кошки?» — спрашивает он с невинным видом. Мама сдается. Отличить кошку от собаки ей не дано.

Известному писателю и драматургу Евгению Львовичу Шварцу этот вопрос был задан в очень деликатной форме. «Скажите, Евгений Львович, почему собака — животное для человека не менее полезное, чем кошка, — терпит и голод, и холод, живет в будке во дворе и ее на цепи держат, а кошка — сытая, пьяная, нос в табаке — спит на постели хозяина?» — «Кошка умеет себя поставить», — сказал Евгений Львович.

Есть ли в действительности отличие — одно-единственное, первопричина всех остальных, тот аргумент, по отношению к которому все остальное выступает как функция, как производное?

В поисках решения этой задачи мы будем рассматривать собаку как представителя определенного типа. И точно так же будем рассматривать кошку — как представителя другого типа. Под типом мы подразумеваем множество, и всем представителям его присущ комплекс свойств. Эти свойства закономерно сочетаются друг с другом, компенсируют друг друга и порознь не существуют.

Великим мастером очерчивать круг таких взаимозависимых признаков был в прошлом веке знаменитый палеонтолог Жорж Кювье. «Дайте мне зуб животного, и я восстановлю его облик вплоть до волоска на кончике его хвоста». Таков приблизительно был девиз этого реставратора ископаемых чудовищ. Мог бы он указать на фундаментальное различие собаки и кошки?

Исходя из двух своих великих принципов — принципа корреляций (соответствий) и принципа условий существования, Кювье ответил бы: кошка — подстерегающий хищник, собака добывает пищу, преследуя жертву. Технология добычи пищи — аргумент, все остальное — функция.

Действительно, характер пищи и способ ловли — цель и способ ее достижения — налагает отпечаток на весь жизненный строй вида, на облик каждого представителя вида, предопределяет черты его характера, его взаимоотношения с животными своего вида и других видов.

Подкарауливая, кошка затаивается. Выключение любой сигнализации — залог успеха. Жертва не должна видеть, слышать, обонять притаившегося убийцу. Внезапность нападения — главный стратегический козырь кошки. Прицел и нападение ведется с короткой дистанции. Прыжок должен быть сильным и верным.

Расцветка шкуры всех кошачьих имитирует игру света и тени. Для зорких глаз кошки и в тени света достаточно. А на свету света слишком много, и кошка щурится. Кошка лишена запаха, движения ее беззвучны. Пахнущая кошка, кошка, стучащая когтями, умерла бы с голоду. Запах для нее — непозволительная роскошь. Целый ритуал умывания, строжайшая чистоплотность избавляют кошку от голодной смерти.

Совершая свои отправления, кошка действует тщательно и аккуратно. Собака в той же ситуации поступает иначе. Два-три небрежных движения задними ногами, как будто на пожар спешит. Обернуться собака не дает себе труда. Ритуал совершается чисто формально, можно сказать — бюрократически.

Но и кошка действует не из врожденной стыдливости. Она преследует свои чисто корыстные цели. Охотничья территория не должна выдавать присутствия зверя. Своей охотничьей территорией кошка владеет единолично. Она — кошка, которая ходит сама по себе.

Но те самые свойства, которые нужны кошке, чтобы усыпить бдительность жертвы, открывают ей доступ в покои хозяев. Кошка лежит на постели хозяина, потому что она подстерегающий хищник.

Собака — преследующий хищник. Собаки объединяются в стаи для совместной охоты. Общительность их нрава, привязчивость коренятся в совместной охоте. Кошка привязана главным образом к охотничьей территории, к дому, а собака — к самому человеку. Затаиваться, чтобы быть сытой, собаке в ее исконном состоянии не приходилось. Вонь, шум — ей все нипочем. Чистоплотность собаки весьма относительна. Поэт, у которого бесенок говорит:

ошибался: запах псины и вылизывание шерсти «две вещи несовместные», одна — собачья, другая — кошачья. Тот, кто соблюдает ритуал умывания, — не пахнет ничем, иначе зачем бы он стал стараться?

Собака лает — ветер носит. Кошка — за вычетом кошачьих концертов — слова на ветер не бросит. Истошные крики мартовских котов — приглашение к бою, пережиток старины, реликт заявки на охотничью территорию. Звучат они тогда, когда не до еды. Пропади они пропадом, все мыши и крысы всего мира. Пусть слышат. Идет крупная игра. Самая последняя ставка — жизнь.

Собака поддается влиянию человека. Кошка всегда остается сама собой. В человеческих распрях она не участник.

Хорошо, говорите вы, мой читатель, мой воображаемый собеседник, там у вас проскользнула — в вопросе, обращенном к Евгению Шварцу, — такая мысль, что собака не меньше принесла человечеству пользы, чем кошка. Собака ведь сторож, пастух, охотник. Именно из-за необходимости общаться с себе подобными в процессе добывания пищи собака легко входит в контакт с человеком, и человек возлагает на нее множество обязанностей. А кошка ловит мышей — только и всего.

Да, вы правы, роль собаки в жизни человека очень велика. Вы забыли еще упомянуть ездовых собак. Знаменитый исследователь Камчатки Крашенинников описывает, как в его время на Камчатке зимой лошадей на собаках возили.

Кошка же ловит мышей. Но, ловя их и не возлагая на себя больше никаких обязанностей, кошка сыграла в жизни человечества великую роль, намного превосходящую все вместе взятое, сделанное для человека собакой. Без кошки человечество никогда не достигло бы высокой численности.

Есть виды растений и виды животных, занимающие особое место в человеческой истории. В той роли, которую они играют в жизни человека, они не заменимы никаким другим видом животного и растения. К таким видам относится кошка.

Чем была бы Греция без оливкового дерева? Можно с уверенностью сказать, что прекрасные амфоры предназначались главным образом для хранения оливкового масла — калорийного, хранимого, портативного продукта. В полумраке трюмов греческих судов я вижу сдвоенные ряды сосудов. Остроконечные днища каждого ряда входят в промежутки между остроконечными днищами другого ряда, не оставляя ни малейшего просвета. Ни виноградники, ни отары овец не были для Греции тем, чем были масличные рощи. Лишь рыболовство, добыча даров моря может сравниться в экономике Древней Греции с добычей оливкового масла.

Не только расцвет культур связан с каким-либо животным или растением. Разрушение цивилизаций зависело чаще всего от военной мощи пришельцев, а в иных случаях эта мощь создавалась не без участия животных.

Для древних монголов и арабов, повинных в разрушении огромного количества культурных ценностей, таким животным была лошадь.

Лошадь — это средство передвижения и источник питания, корабль, способный питаться и воспроизводить себя в пути, поставлять еду и материал для изготовления обуви и для строительства жилищ, питье и материал для изготовления тех сосудов, в которых оно будет храниться. Лошадь — это корабль, на котором можно ездить и из которого изготовляются седла — снасти, необходимые, чтобы ездить было удобней. Бурдюк, изготовленный из лошадиной шкуры, монголы наполняли кобыльим молоком, и оно превращалось в великолепный, слегка пьянящий напиток — кумыс. Осуществляя нашествие на Русь, монголы переправляли скарб, женщин и детей на плотах, положенных на бурдюки, надутые воздухом. Плоты тянули вплавь лошади. Нагайки, которыми подгоняли лошадей, были сделаны из их же кожи. Вот уж поистине как в средневековой армянской басне: когда пришли люди, чтобы спилить кипарисовую рощу, кипарисы говорили — смотрите, ручки того, чем нас пилят, из нас же. Но вернемся от этих печальных мыслей к той благородной роли, которую играли растения и животные в человеческой истории.

Чем был бы Древний Египет времен своего расцвета без возделываемых растений и зернохранилищ? Тут мы дошли до кошки. Когда зерно собрано, найдется немало претендентов питаться им помимо человека. В конкуренцию за обладание богатейшим скоплением пищи вступают мыши. Они размножаются в гигантских количествах. Возрастание их численности не связано теперь с периодичностью урожая. Человек снабжает их круглый год. Хорошо бы заставить работать этого снабженца на себя и одновременно сдерживать его численность, не давая ему размножаться в нежелательных пределах. Так рассуждали бы мыши, доведись им рассуждать. Мыши, не рассуждая, начали со своим благодетелем и конкурентом бактериальную войну. Иммунные по отношению к чуме, способные культивировать в своей крови возбудителя болезни, не заболевая, мыши вместе с блохами чуть было не сделались регуляторами численности человека. На стороне человека выступила кошка. Можно сказать, что египетская культура покоится на разливах Нила, на зернохранилищах и кошках.

Египтяне сделали кошку священным животным. Мумию ее клали рядом с мумией фараона в его усыпальницу. Считалось, что и в загробной жизни без кошки не обойтись.

Кроме кошки, мышей уничтожали совы, змеи, и им египтяне воздавали почести, но мумий змей и сов не делали. Кошка и тут сумела себя поставить.

Кошки — потомки дикого египетского кота — были завезены затем в Южную Европу. В Северной Европе была приручена дикая европейская кошка. Затем домашние кошки слились в единый вид, и только наличие короткохвостых, коротколапых красавцев, с маленькими ушами, ведущих свое начало от европейской кошки, наряду с длиннохвостыми, лопоухими, длинноногими потомками египетского кота указывают на происхождение домашней кошки от разных видов. Но мой читатель не дремлет. Ехидный вопрос: а крокодилы? Почему египтяне причисляли к лику священных животных крокодила, заботились о его бессмертии наравне с бессмертием фараона и в усыпальницы клали мумии крокодилов?

Я имею на этот счет мнение, хотя и боюсь, что его не разделят специалисты-историки. Однако рискнем. Крокодилы делали то же, что и кошки. Только уничтожали они не мышей, а несли санитарную службу, уничтожая в первую очередь заболевших людей и препятствуя распространению инфекций. Те поселения, которые истребляли крокодилов или основывались вдали от их лежбищ, оказались в худшем положении перед лицом инфекций, чем те, у кого крокодилы были на вооружении как гигиеническое средство. На мой взгляд, таковы объективные причины обожествления крокодила и кошки. Субъективные причины могли быть совсем иными. Как бы то ни было, мумии фараона приходилось делиться маслом плодов ливанского кедра не только с кошкой, но и с крокодилом. Мирное сосуществование человека, кошки и крокодила в загробном царстве, которое предполагалось блюстителями традиций, остается для меня непонятным. Будь я фараоном, верь я в загробную жизнь, протест против соседства в усыпальнице с крокодилом был бы заявлен заблаговременно.

И еще одно отличие собаки от кошки. Все, что делает собака, может делать и сам человек.

Евгений Львович Шварц выманил при мне свою собаку из комнаты конфетой. «Променять Шварца на конфету! Непостижимо», — говорю я. «Вы идеализируете млекопитающих», — сказал Шварц.

Передают, что Шварц однажды сказал: «Знаете, почему кошка скребется в закрытую дверь? Она думает, что люди запираются и потихоньку от нее едят мышей». Евгений Львович хотел сказать, что кошка идеализирует млекопитающих. Истреблять мышей без помощи кошки человек не может.

Мыши вырабатывают в процессе смены поколений в результате выживания наиболее устойчивых невосприимчивость к ядам, которыми их травят. Среди них сохраняются те, кто способен не попадаться в мышеловку. Мыши остаются грозным врагом человека. Они разносят возбудителя инфекционной желтухи. В этом случае мыши обходятся без блох. Кошка желтухой не болеет. Съест зараженную жертву, и ничего. Кошка незаменима.

Тем, кто любит кошек, нечего стыдиться, как бы ни подтрунивали над ними окружающие.

Любители кошек воздают им ту дань благодарности, которую кошки заслужили от человечества.

Молчалин не упал и не разбился. Злая доля миновала его. Мух он не считал.

Я позволю себе высказать мысль, что считать мух не такое уж бесполезное дело, как это рисовалось полтора столетия назад полковнику Скалозубу.

Перед моими глазами прошли миллионы мух. Не этих противных комнатных мух, — которые кажутся мне огромными, как артисты кукольного театра, когда они сперва заставили нас поверить в реальность кукольного мира, а потом вышли раскланиваться, держа умолкнувших малышей, — а миллионы маленьких очень красивых созданий, особенно красивых, когда смотришь на них в бинокулярный микроскоп в падающем сверху пучке света. Знаменитая дрозофила… Да, да, та самая. О ней много писали.

Миллионы моих мух составлены из сотен тысяч, выловленных на винных и консервных заводах, и из сотен тысяч их потомков, выведенных в лаборатории.

Мухи гигантского ереванского винного завода «Арарат», крошечных домашних виноделен Дилижана, мухи заводов фруктовых вин Умани. Мухи, пойманные в погребах и в бродильных цехах завода «Магарач» на Южном берегу Крыма, на винодельнях и консервных заводах Тирасполя, Алма-Аты, Фрунзе, Кутаиси, Пятигорска, Иноземцева, Ленкорани, на заводе фруктовых вод Серпухова, в хранилищах фруктов Каширы. Мухи фруктовых садов и виноградников Кара-Калы. Такова пространственная характеристика опыта по изучению мушиных поселений. Время опыта: с 1937 по 1941 год, с 1944 по 1946 год и с 1957 по 1969 год — 21 год из тридцати трех. Некоторые поселения, например изолированные в горной долине мухи Дилижана, исследованы в течение 10 лет, иные только в течение одного года. 15 популяций. 45 экспедиций…

Тема по-ученому называется «Анализ фенотипического и генотипического разнообразия в популяциях дрозофилы». Три термина: 1. Популяция — замкнутое поселение представителей одного вида. 2. Фенотип — совокупность признаков организма и, значит, фенотипическое разнообразие — это разнообразие особей по признакам. 3. Генотип — совокупность генов, наследственных задатков в организме, а генотипическое разнообразие — сумма наследственных различий между представителями популяции. Генотип включает в себя и скрытые, не реализованные в фенотипе задатки. Генотипическое разнообразие всегда больше фенотипического. Еще один термин — мутация. Это наследственное изменение организма. Мутант — носитель мутации.

Если уж считать мух, находясь при этом на государственном обеспечении, нужно делать это хорошо. Нужно вылавливать много мух, тщательно регистрировать, где и когда они собраны, следить, чтобы ни одна из них не погибла до того, как вы начали просмотр. Регистрация всевозможных уклонений от нормы производится при двадцатикратном увеличении под бинокулярным микроскопом в падающем сверху свете. Мухи спят под легким эфирным наркозом. Это великолепное зрелище — спящие мухи, уложенные в ряд. Пинцетом вы раздвигаете крылья, чтобы посмотреть, нет ли ненормальностей в числе, размерах, расположении жилок, перевертываете муху с одного бока на другой. Жилки, щетинки, крылья, глаза, расположение фасеток, конечности, сегменты брюшка, окраска… В журнал вносится число нормальных мух (самки и самцы отдельно), число ненормальных, их описание. Далее следует скрещивание только что отловленных новичков с мухами лабораторных, исследованных линий. Наконец, просмотр под бинокуляром детей, внуков, правнуков от сотен таких скрещиваний, регистрация всех потомков, уклоняющихся от нормы. Это большая работа. Проделав ее, вы узнаете, с какой частотой встречается каждое уклонение от нормы, как оно наследуется (конечно, если это мутация), с какой частотой оно возникает. Сравните по журналу вероятность встретить мутацию среди мух, выловленных в разных условиях, в разное время года, среди мух, пойманных в местах их выплода и там, куда они налетают, но где они не выводятся. Вы составите представление о том, вредны или полезны уклонения от нормы их обладателям. Вы узнаете, нарастает или убывает количество мутантов со временем и каковы причины этих колебаний. Вы проникнете в жизнь множества, поймете, как действуют и что могут основные факторы эволюции — мутационный процесс и отбор.

Мутационный процесс и естественный отбор — могучие силы. От них зависит все разнообразие органического мира, будь то различия между бактерией и слоном или отличительные черты ближайших родственников.

Мутация — возникновение нового. Отбор слагает эти новшества, накапливает их, сохраняет. Он творит, как ваятель, — берет глыбу и удаляет все лишнее. При скрещиваниях мутации комбинируются, вступают в разные сочетания: ребенок получает от каждого из родителей лишь половину своих задатков. Он наследует сами задатки, но не их сочетания, комбинации возникают заново при каждом слиянии половых клеток родителей. Сочетания оцениваются отбором, полезные фиксируются, вредные отбор удаляет. Разнообразие огромно. Нет двух представителей вида у существ, размножающихся половым путем, а к ним относятся муха и человек, которые были бы похожи друг на друга. Главная и непосредственная причина разнообразия — возникновение новых сочетаний наследственных задатков. Я не потому отличаюсь от моего брата по многим признакам, включая пол, что у моих родителей возникли мутации, одни из которых достались брату, а другие мне, хотя это и не исключено, а потому, что он унаследовал одну комбинацию наследственных задатков от наших родителей, а я — другую.

Изначальный и единственный источник разнообразия органических форм, само собой разумеется, не комбинативная изменчивость, а мутационный процесс. Мутационный процесс у ученых все время на подозрении. Стабильность гена, его равнодушие к окружающей его среде, к фенотипу, подобное равнодушию атома к своему пребыванию в составе молекулы, действует гипнотически на тех, кто размышляет над эволюцией. Кажется, что мутации так редко возникают, что на их основе эволюция неосуществима. Мысль устремляется на поиски других — помимо отбора и мутационного процесса, — более могучих факторов эволюции. Это заблуждение.

Стабильность гена — факт несомненный. Он остается самим собой вне зависимости от того, выполнил он свою функцию или нет, участвовал в формировании какого бы то ни было признака или его команды были заглушены другими генами.

Структура гена не зависит от сочетаний наследственных задатков, в которые он входит, точно так же, как не зависит структура атома от соседства с другими атомами, объединенными с ним в одну молекулу. Ген — элементарная ячейка видовой памяти, хранящий информацию миллионы лет, лишен памяти о том, что было сегодня, вчера… Он глух и слеп по отношению к событиям, разыгрывающимся вокруг него.

Тысячи раз ген строит свою копию, неизменно повторяя себя. Очень редко, один раз на сто тысяч безупречных (самовоспроизведений, он допускает ошибку. Возникает мутация — химическое изменение в самом хранилище информации.

Ген стабилен. Но генов много. Хранилище информации дрозофилы содержит их десятки тысяч. У человека их миллионы. Сто тысяч представителей вида, имеющих по сто тысяч генов каждый, при условии, что ген, воспроизводя себя, ошибается в среднем один раз на сто тысяч, имеют в каждом поколении сто тысяч новых мутаций.

Мутация возникает редко. Возникающих мутаций превеликое множество. Слепая разрушительная сила мутационного процесса могла бы вдребезги разнести течение жизни. Могла бы — если бы ей не противостояла такая же мощная сила — естественный отбор.

Отбор не создатель нового, он в равной мере восприемник и могильщик. Но он единственная сила, которая придает изменчивости направленный характер. Он ведет виды живых существ разными путями, там увеличивая сходство, тут нагромождая различия. Он усложняет одних, открывая перед ними широкие горизонты прогресса, других — в их же интересах — он обрекает на дегенерацию. Его избранники размножаются. Тем, кто отстранен, в лучшем случае предоставлена возможность способствовать размножению других представителей своего вида. Из случайного по отношению к приспособлению материала отбор творит закономерный ход эволюции, конструируя не просто устройства, а приспособления. С могучей силой нужно считаться, и поэтому следует ее изучать. Считайте мух.

Два совершенно неожиданных явления были обнаружены при просмотре мух и регистрации мутаций. Все мутации совершенно условно можно подразделить на сверхредкие, редкие, частые и сверхчастые. Сверхредкие встречаются в популяции с частотой одна на десятки тысяч, редкие — не более пяти на тысячу, вероятность встретить частую 2 раза на 100 мух, сверхчастую — еще больше.

Оба неожиданных явления, которые мы обнаружили, считая мух, заключались в переходе мутаций из одной категории в другую буквально у нас на глазах. Не следует, конечно, забывать, что с некоторыми перерывами наш взгляд был направлен на мух на протяжении тридцати трех лет — срока, сближающего нас с пушкинским рыбаком. Где ты, моя золотая рыбка? Даже золотисто-желтых мух не увидишь теперь, пусть хоть сто тысяч окажется перед глазами. Не то было в старые добрые времена. Об этом и пойдет речь.

Первое удивительное явление — переход сверхредких мутаций в категорию редких и обратно. В 1937 году — это было в Умани — на каждую тысячу самцов попадалось два-три желтых. Эти самцы несли мутацию, меняющую золотисто-серый цвет мухи на золотисто-желтый. Мутация «желтая» претерпела головокружительный взлет и падение. Я имею в виду ее численность в популяции. Н. П. Дубинин и его сотрудники, изучая южные популяции дрозофил, выловили в течение пяти лет — последний из них был 1936 год — 128 тысяч мух, около 64 тысяч самцов. Один из них был желтый. Начиная с 1937 по 1940 год я изловила 28 тысяч самцов, 50 из них были желтыми. Это был взлет. Из сверхредких мутация желтая перешла в категорию редких. Причина перехода предельно ясна. Повысилась частота ее возникновения. Желтые самцы попадались еще и в 1946 году. Но видно было, что взлету пришел конец. Частота возникновения мутации понизилась: с 1946 по 1966 год среди 586 тысяч самцов найдено 16 желтых — по два с половиной на каждую сотню тысяч. Из популяций желтые мухи исчезли. Это было падение. Мутация желтая вернулась в свою прежнюю категорию сверхредких. Это очень удивительное явление, но отнюдь не самое удивительное из того, что раскрыл анализ популяций.

События, описанные здесь, совершались одновременно в популяциях, отстоящих друг от друга на тысячи километров, — на Украине, в Крыму, в Закавказье и в Подмосковье. Очевидно, причина повышения мутабильности была общеземная. Интенсивность действия какого-то фактора, способного вызывать мутации, сперва возросла, затем уменьшилась. Фактор действовал на весь генотип, заставляя меняться многие гены, но на фоне общего изменения судьба отдельных мутаций отличалась самобытностью. Взлет и падения претерпела вместе с мутацией «желтой» другая мутация — «вильчатые щетинки». Мутация «миниатюрные крылья» не поддалась общему веянию. Пик ее численности не совпадал с пиком других мутаций. Ее время наступило в 1958 году. Начиная с этого года по 1963-й во всех изученных тогда популяциях были найдены мухи с миниатюрными крыльями. Потом время «миниатюрных крыльев» прошло. В 1961 и 1962 годах в Алма-Ате, в Дилижане, в Тирасполе были обнаружены мухи с вырезками на самом кончике крыла. Затем миновало и их время.

Много раз мне доводилось докладывать собраниям ученых об этих удивительных результатах. Всякий раз меня спрашивают — что это за таинственный фактор? Космические лучи, корпускулярные излучения Солнца, усиливающиеся, когда возрастает солнечная активность?

Да, отвечаю я, общеземной характер наводит на мысль о лучевой природе причины. Солнечная активность исключается. Столетний пик солнечной активности зарегистрирован в 1956 и 1957 годах. Он не совпал с пиком наибольшей частоты возникновения мутаций. За одиннадцать лет Солнце проделывает цикл — высокая частота держалась десять лет, через одиннадцать лет после спада она не была обнаружена вновь. Космические лучи? Но изменение их интенсивности составляют доли процента от фона. А по моим наблюдениям частота возникновения мутаций изменилась в среднем по всем генам в 5–10 раз. Космические ливни? Быть может.

Какова бы ни была природа фактора, ответственного за повышение, он не мог действовать прямо на мушиные гены. Чтобы повысить частоту возникновения мутаций у мух хотя бы вдвое, нужно повысить естественный фон радиации в сотни раз. Известно, что только одна из 700 мутаций у дрозофилы обязана своим возникновением излучениям. Но если в сотни раз повысится фон радиации, мухи останутся жить, а мы с вами погибнем от лучевой болезни, и не только мы, а все млекопитающие и птицы и множество других незащищенных наружными скелетами тварей. Мы живы, и того повышения интенсивности радиации, которое могло бы удвоить частоту возникновения мутаций у мух, заведомо не было.

Долгие годы накапливался материал, все четче обрисовывалось явление, которому, казалось, нет объяснения и нет надежды когда-либо найти его. Время, когда мутации возникали часто, уходило все дальше в прошлое. И вопрос о причине того, что давно миновало, повисал в воздухе, звучание вопрошающего голоса принимало все более трагический оттенок.

Казалось, никогда не предоставится возможность согласовать наблюдения с современным миропониманием. Открытия в совсем другой области генетики в самые последние годы позволили построить разумную гипотезу. Выяснилось, что микроорганизмы способны внедряться в клетки других организмов и вызывать у них наследственные изменения.

Мысль настойчиво возвращается к лучевому воздействию. Не сработал ли в биосфере — в геологической оболочке Земли, включающей жизнь, в этой большой системе — усилитель? Очень маленькое повышение интенсивности коротковолновых излучений могло повысить частоту возникновения мутаций у микроорганизмов. А дальше включился усилитель-отбор. Он подхватил мутантные формы микроорганизмов, и они усилили свои атаки на многоклеточные существа. Они получили преимущество. Они внедрялись в клетки других организмов и вызывали в них мутации. Какая бы то ни было пропорциональность между дозой лучевого воздействия и частотой возникновения мутаций у мух нарушилась. Мутационный процесс у микроорганизмов вклинился между космосом и мухами, и малая доза облучения стала сильным мутагенным фактором. Гипотеза, которую можно подвергнуть экспериментальной проверке, есть. Теперь легче.

И еще одно обстоятельство. Люди, которые родились в те ушедшие годы, живы, и на них можно проверить, была ли дрозофила единственным существом, подпавшим под воздействие лучей и микробов. И эта проверка сделана… Но здесь речь пока только о мухах.

В 1968 году было обнаружено второе неожиданное явление. На арену жизненной борьбы вышла мутация «ненормальное брюшко». В 1967 году она относилась к категории редких, встречалась не чаще, чем один раз на тысячу. В 1968 году в тех же популяциях она стала попадаться один-два раза на сотню мух и превратилась в частую. В 1969 году она стала сверхчастой. У каждого седьмого самца и каждой четвертой самки брюшко было ненормальным. Сотни скрещиваний показали, как передается по наследству уродство.

Событие произошло в географически разобщенных популяциях — во Фрунзе, Ереване, Дилижане, в Крыму на заводе «Магарач». И на этот раз сходные мутации возникли в разных концах света. Это было дело мутационного процесса. Но не он вызвал переход мутации «ненормальное брюшко» из категории редких в категорию сверхчастых. В дело вступил отбор.

Отношение отбора, выражаясь фигурально, к «желтым», «вильчатым», «вырезанным», «миниатюрным» мухам не менялось. Приспособительное или, вернее, неприспособительное значение мутаций, носителями которых они были, оставалось неизменным. Отбор с неизменным упорством выметал их из популяций. Численность всецело определялась частотой возникновения и строго следовала за ее изменениями.

К «ненормальному брюшку» отношение отбора было иным. Уроды стали избранниками. Ничего удивительного. Попал же в число привилегированных перед лицом отбора вредоносный ген серповидно-клеточной анемии, повышающий сопротивляемость человека к малярии. Раз болезнь может дать защиту против атак микромира человеку, она может дать ее и мухам.

У мух возникла настоящая «наследственная эпидемия». Она вспыхнула в разобщенных поселениях мух. Болезнь мух не заразна. От братьев к сестрам она не передается. Но родители передают ее своим детям, а те — своим.

Что за жалкое зрелище — эти мутанты. Брюшко у них ненормальное, куски хитинового покрова как будто выгрызены кем-то, брюшко бывает уменьшено, искривлено. Проявление мутации сильно меняется, но сама она для популяции в целом стала нормой.

Может, не будь таких мутаций — и вид перестал бы существовать. Есть нечто весьма парадоксальное и тем самым привлекательное в утверждении, что генератор новшеств — мутационный процесс — необходим не только для преобразования вида, но и для поддержания его устойчивости в системе высшего порядка — в биоценозе. Не получается ли порой так, что, меняя организм в каких-то частностях и тем самым отвечая на воздействие внешней среды, мутации тем самым сохраняют общую стабильность организма: стабильность более высокого порядка, чем частные перемены?

Не спасла ли мутация «ненормальное брюшко» популяции дрозофил от гибели?

Мухи завода «Магарач», расположенного между Ялтой и Никитским ботаническим садом, на Южном берегу Крыма, с 1965 по 1967 год массами гибли от какого-то грибкового заболевания. Начиная с 1968 года среди них начала распространяться мутация «ненормальное брюшко».

В 1969 году численность популяции резко сократилась, но и эпидемия прекратилась. Кажется вероятным, что именно «наследственная эпидемия» справилась с эпидемией обычного типа. Если бы мы ничего не знали о мутации «ненормальное брюшко», а наблюдали, как мухи сперва во множестве гибли от какого-то заболевания, а потом перестали, мы сказали бы, что эпидемия прекратилась сама собой. Повышение численности мутантов с ненормальным брюшком наводит на мысль, что продуцентом лекарства оказался ген вредоносный в другом отношении.

Предположим, вы — селекционер, создатель новых сортов пород, штаммов, или работаете на поприще защиты растений. Не забывайте, что законы эволюции одни и те же для всего органического мира.

Если мутационный процесс и отбор способны с такой грандиозной скоростью перестраивать генотип популяции дрозофилы, нужно с этим считаться, с каким бы видом живых существ вы ни работали.

Вы создаете сорт растений, несъедобных для вредителя, устойчивый к инфекции. Вы ведете отбор в условиях заражения. Вы достигли успеха. Самые неприхотливые возбудители болезни отказываются от вашего питомца. Не обольщайтесь. Возбудители болезни не оставляют надежду на победу. Их оружие — мутационный процесс и отбор. Среди множества возникающих мутантов рано или поздно окажутся такие, для которых ваше подзащитное растение будет столь же съедобным, как и исходная форма. Часть возбудителей болезни или просто пожирателей умрет с голоду. Выживут те, кому яд, выработанный растением в качестве защиты, будет сладок и приятен. Они размножатся, и ваших успехов — как не бывало. Не слагайте оружия. Заставьте растение заранее вырабатывать иммунитет не только к нормальным представителям вражеских сил, но и к мутантам. Действуйте целенаправленно. Введите предвидимое будущее в программу эксперимента. Предвидимое будущее это многообразие форм, создаваемое мутационным процессом и отбором у вида возбудителя болезни. Создайте его сами. Вы заражаете растения, чтобы отобрать среди них тех, кто устоял, не поддался. Заражайте их облученными микробами. Выживут растения, способные отражать удары, наносимые обладателями и старого и нового оружия. А это как раз то, к чему вы стремитесь.

Но есть ситуации, в которых радиационный мутагенез не применим.

Вы уничтожаете вредное насекомое новейшим из новейших способов. Вы блокируете его размножение, заставляя самок скрещиваться с самцами, которых вы вывели в производственных условиях, затем с помощью коротковолнового облучения сделали бесплодными и выпустили искать подруг. Вы делаете ставку на высокую мораль самок и на бурный темперамент самцов. Это верный расчет. Самки многих видов насекомых после спаривания остаются верны своему партнеру навеки. Если объект первой любви оказался бесплодным, он обрекает на бездетность свою избранницу. Известно, что этим способом на одном из островов Тихого океана в течение трех лет удалось полностью уничтожить мясную муху. Вид пал жертвой исключительной нравственности своих самок.

Будьте бдительны и на этот раз. Бойтесь врожденного легкомыслия. Среди множества нравственных найдутся безнравственные — они восстановят численность своего поселения, и тем вернее, чем успешнее были ваши действия по искоренению зла. Вы сами устранили целомудренных конкурентов и стали на сторону порочных в борьбе за жизнь. Справиться с аморальными тем методом, который так успешно действовал против моральных, вам уже не удастся. Их нашествие потребует других — старых — методов борьбы. Размножаясь беспрепятственно, они пользуются теми силами, которым мы обязаны всем пленительным разнообразием органического мира, — мутационным процессом и отбором.

Но шутки в сторону. Порой может оказаться бессильным и радиационный мутагенез — могучее средство в создании иммунных форм полезных человеку животных и растений и в преодолении иммунитета у вредных. Что же делать?

Соблюдайте правило, которое необходимо соблюдать при любом методе борьбы с вредителем. Тех, кто подлежит уничтожению, старайтесь уничтожить полностью и по возможности с первого раза.

Не менее важные следствия проистекают из мушиных «наследственных эпидемий».

Независимое возникновение мутаций в разных поселениях и возрастание их числа под действием отбора произошло у мух. Но какое нам дело до этих мушиных наследственных болезней? Пусть мухи болеют.

Но представим себе на миг, что возрастание числа мутаций произошло не у мухи, а у патогенного микроорганизма — у вируса, возбудителя гриппа, или полиомиелита, или у холерного вибриона — и что мутации эти дали их носителям преимущество в борьбе за жизнь. Тогда становится ясным, что на мухах удалось наблюдать явление, имеющее непосредственное отношение к человеку. Не является ли внезапное возникновение сходных друг с другом форм в географически разобщенных популяциях плодовых мух моделью тех внезапных эпидемий у человека, когда, казалось бы, исчезнувший возбудитель болезни внезапно повышает свою вирулентность, а заболевание возобновляется через многие десятки лет и эпидемия вспыхивает одновременно в разных местах земного шара? Не удастся ли со временем прогнозировать на основе опытов с плодовыми мушками такие вспышки эпидемий у человека? Сейчас уже есть первые наблюдения, отмечающие параллели в появлении определенных мутаций у дрозофилы и некоторых тяжелых наследственных поражений у человека. Быть может, «наследственные эпидемии» мух послужат предвестниками вспышек мутаций у бактерий и вирусов. Это явление нужно изучать.

Назрела необходимость наладить регулярные исследования частоты возникновения мутаций у человека и микроорганизмов. Объектом наблюдений должна служить и дрозофила. Необходимо организовать Службу мутабильности. Страна, которая сделает это, окажет всему человечеству неоценимую услугу.

Спросит меня золотая рыбка: «Чего тебе надобно, старче?» — «Службу мутабильности», — скажу я.

Цветет сосна. Тучи пыльцы летят над Финским заливом. Пылинки тонут, бледно-желтая волнистая полоса окаймляет воду и уходит вдаль. Черные тучи мальков караулят гибнущие зародыши чужой жизни. Для них это ценная пища.

И это еще хорошо: живое не уходит из сферы живого. Низшее становится достоянием высшего.

Но вот ветер метет по асфальту серебряный пух тополей, и семена, которые родители с такой заботой снабдили парусом-парашютом из пушинок, гибнут в астрономических количествах. Гибнут без всякой пользы, лишь вызывая досаду у тех, кому вверена забота о чистоте улиц. Только и толку, что поэт скажет: «Снег идет!»

Жизнь — это борьба с разрушением. Хаос подкарауливает организованность и готов поглотить ее, стоит лишь ей оступиться. А оступиться так легко. Опасности грозят извне — мороз и жара, потоп и безводье и прежде всего голод, голод, голод. Великие трудности стоят на пути рождения, охраны, выкармливания потомства. Тьмы жизней гибнут по воле слепого случая.

Но источники разрушения лежат не только вовне. Опасности грозят и изнутри.

Породить живое существо — значит отделить от себя такой кусочек организованной материи, который способен со временем развиться и начать самостоятельно поддерживать свое существование. Эту маленькую порцию родители наделяют особыми структурами.

Тонкие, видимые только в электронный микроскоп нити — молекулы нуклеиновой кислоты — во всем органическом мире осуществляют запись наследственной информации. Нити содержатся в ядре клетки и составляют главную часть хромосом. Хромосомы первой клетки, из которой разовьется организм, — это носители наследственных задатков. Они хранят информацию о будущих свойствах организма, они выдают ее в должное время и в должном месте, они воспроизводят себя и передаются от клетки к клетке при клеточных делениях.

Под их управлением зародыш растет, переходит из одной стадии развития в другую, возникают различия между его частями, меняются его взаимоотношения со средой. От хромосом получен сигнал — и личинка шелкопряда выпускает шелковую нить, а ее головка начинает вертеться, закручивая нить в кокон. Сигнал — и сочный плод персика окрашивается в коричнево-красный цвет, приобретающий в тени тот густо-лиловый оттенок, который так радует глаз на полотнах старых мастеров.

Будут у ребенка голубые глаза или карие, завьются его волосы в локоны или нет, появятся или не появятся у него веснушки под действием солнечных лучей, потянется он к клавишам рояля сам или придется силой и лаской принуждать его готовить заданный урок — все это зависит от команд, материализованных в живой клетке: в том первом комочке живой материи, которым наделили его родители.

Хромосомы надежно обеспечивают развитие признаков, дающих живому существу победу в борьбе с разрушением. Наследственные структуры чрезвычайно устойчивы, они копируют себя с величайшей точностью. Но их устойчивость не беспредельна. Будь она беспредельна, вы не читали бы сегодня, а я не писала бы месяц назад эту статью. И вы, и я пребывали бы на стадии биополимеров, способных только копировать самих себя, и мы не имели бы ни знаний, ни сил для тех интеллектуальных занятий, которым с большим или меньшим успехом предаемся сейчас.

Нуклеиновая кислота, несущая наследственную информацию, — соединение необычное: она может изменяться, оставаясь сама собой. Но измененная нуклеиновая кислота вместе с прежними командами подает и новые. Подчиняясь им, организм приобретает новые, необычные качества, отличающие его от собратьев. Химическое изменение в нуклеиновой кислоте — это мутация, а организм, который по своим наследственным задаткам отличается от собратьев, — мутант. Если это шелкопряды, то собратья выделяют белую шелковую нить, а мутант, к примеру, оранжевую. Если это плодовые мушки, у них прямые крылья, а у мутанта — закрученные в виде локона. Если это мыши, у них серые шкурки, а у него — желтая. Если это арбузы, у них красная мякоть, а у него — белая.

Нити нуклеиновой кислоты — это главная часть хромосом. Отрезки нити, которые управляют развитием определенных признаков, — гены. И, значит, мутация — изменение гена, а вслед за ним и признака.

Вы уже поняли, какие опасности грозят организму изнутри? Вы правы, это — мутации.

Что произойдет с вновь возникшей мутацией: исчезнет ли она или широко распространится, — это зависит от того, увеличит или уменьшит новый признак, порожденный мутацией, шансы его обладателя в борьбе за жизнь. Взаимоотношения со средой — сложные, порой благоприятные, порой роковые — вносят элемент неопределенности, непредсказуемости в исход борьбы. Эту неопределенность мы и называем случаем, а исход борьбы — отбором.

Во всех этих процессах накапливаются мутации, а там, где есть запас мутаций, — там живые существа обладают пластичностью. Обратите внимание на это слово! Оно очень важно для нашего разговора. Гибкость, приспособляемость, пластичность позволяют выстоять, когда меняются условия жизни.

Мутация может дать ее будущему обладателю новое средство в борьбе с разрушением. Она сделает его родоначальником неизвестного прежде прекрасного сорта гиацинта или новой породы кур. Мутация заставит людей с новой энергией копать землю, выращивать невиданные гиацинты или увеличить количество инкубаторов для особо рентабельной породы кур. Так мутация может быть благом. Но она может быть и великим злом.

Организм унаследовал от своих родителей измененную программу. Изменение возникло в половых клетках родителей. Сами они благоденствовали, и только в одной из множества их клеток произошло роковое событие. Все команды, подаваемые хромосомами, за исключением одной, означают — жизнь. Одна команда стала звучать по-новому. Это звучание означает смерть.

Такая мутация называется летальной: смертоносной. Хромосома, несущая летальную мутацию, не потеряла способности к самовоспроизведению, но организм, унаследовав ее, утратил способность жить.

Новые мутации — новые возможности для их обладателей: выгодные взаимоотношения со средой, спасительные убежища, недоступная прежде пища. Но чем больше мутаций, тем больше шансов, что одна из них окажется летальной: тем больше угроза гибели.

Извечный конфликт вреда и пользы, устойчивости наследственной информации и пластичности! Извечный камень на распутье дорог с грозной надписью, сулящей беду при любом повороте. Либо тебя обгонят в соревновании за приспособляемость более пластичные собратья, и ты сгинешь с лица земли, либо часть твоей рати умрет, унаследовав гибельную мутацию от своих пластичных предков, — так гласит надпись на глыбе гранита, и жизнь стоит у развилки дорог с поникшей головой.

Но так ли безнадежен конфликт? Нужен компромисс, и в лице всех видов, устоявших перед испытаниями эволюции, жизнь находит выход.

Выход этот таков: пусть мутаций будет много. Можно сочетать высокую пластичность организма с устойчивостью его наследственной информации, если обезвредить вредные мутации, а полезные сделать еще более полезными. Что же, возможно это? Оказывается, да.

Мутация действует наподобие яда. Но разбавленный яд — стрихнин, мышьяк и какой там еще — врачи дают в качестве лекарства при упадке сил.

Как превратить летальную мутацию из орудия смерти в тонизирующее средство? Нужно разбавить ее яд, подавить ее вредное действие и дать выявиться ее полезным проявлениям. Для этого организмы прибегли к удвоению хромосом. Одиночный набор хромосом (вместе с учеными всего мира мы будем называть его гаплиодным) несет всю наследственную программу. Многие одноклеточные: сине-зеленые водоросли, бактерии — все те, кто размножается бесполым путем, — имеют гаплоидный набор хромосом.

Для одноклеточных гибель одного из ратников в битве с хаосом с лихвой перекрывается скоростью размножения всей рати. Летальная мутация убивает ту самую особь, у которой она возникла, передана потомству такая мутация быть не может.

У организмов, тело которых состоит из множества клеток, дело обстоит совершенно иначе. Вероятность гибели возрастает пропорционально числу клеток, входящих в состав многоклеточного организма. Многоклеточный организм с гаплоидным (одиночным) числом хромосом в каждой клетке не мог бы существовать… Гаплоидность и многоклеточность не уживаются друг с другом: они несовместимы, так как не могут сочетать устойчивость наследственной информации и пластичность.

Этого сочетания смогли достигнуть только существа с двойным набором хромосом. (Опять же вместе с учеными всего мира двойной набор хромосом мы будем называть диплоидным, а если наборов окажется больше, чем два, мы будем говорить о триплоидном, тетраплоидном и, наконец, полиплоидном наборах.)

Переход от одиночного к двойному набору мог произойти по-разному: либо два гаплоидных одноклеточных организма слились и стали воспроизводить себя как одна клетка, либо гаплоидное ядро клетки разделилось на два, а клетка сама не разделилась.

Преимущества двойного набора должны были сказаться немедленно. Действие мутации в одной из пары одинаковых хромосом (мы назовем их гомологичными) теперь может быть ослаблено или полностью подавлено неизменившимся геном в другой хромосоме. Нормальный ген — буфер, нейтрализующий яд или превращающий яд в тонизирующее средство^[38].

Опасность вредных мутаций для многоклеточного организма теперь резко упала: ведь ничтожно мала вероятность того, что оба гена в парных хромосомах окажутся измененными — одинаково и в один и тот же момент.

Хорошо? Хорошо, да не очень. Снизить опасность от мутации — значит подавить ее действие, как бы выключить ее из жизни клетки. Но с этим связан и вред: испытание, опробование новых мутаций теперь невозможно, и вместе с вредными мутациями могут быть подавлены и полезные. Эволюционная пластичность у организмов с двумя наборами хромосом уменьшилась.

Тогда возникла новая уловка, она позволила испытывать комбинации вновь возникающих мутаций. Эта уловка — пол.

Новое существо стало развиваться из клетки, которая сама была продуктом слияния двух клеток — мужской и женской. Каждая из этих клеток содержала одиночный набор хромосом.

Сперва мужские и женские клетки ничем не различались, их отличала только способность сливаться с другой клеткой: клетки А с клеткой В, а клетки В — с клеткой А. Затем преимущество получили организмы, которые производили половые клетки двух сортов — неподвижные женские, снабженные горючим для будущего зародыша; и мужские — подвижные, легкие, несущие одну только программу развития будущего организма.

Теперь вид — могучая когорта существ, сходных в своих главных чертах, — обрел новые возможности. Благодаря скрещиваниям он смог использовать не только отдельные мутации, но и их комбинации, подавлять вредные, усиливать пользу полезных: при огромном количестве организмов — участников скрещивания — такие удачные комбинации возникали случайно. Но они сразу же давали о себе знать, повышая жизнеспособность, и закреплялись в следующих поколениях.

Стоп! Очень совершенные приспособления — двойной набор хромосом и половое размножение — снова привели к чему-то опасному. Красный свет зажжен!

Если смертоносный ген был лишь в одной из парных хромосом, он не выявляет своего действия — он притаился и ждет, когда его носители размножатся в нисходящем ряду поколений, вступят в брак друг с другом. Тогда он бьет без промаха: четверть потомков от таких браков обречены на верную смерть (у них летальный ген оказывается в обеих хромосомах), а половина потомков передает смертоносное начало своим детям, и оно еще шире распространяется в следующих поколениях. Какой именно организм погибнет или затаит в своих хромосомах смерть — это определяется случайным сочетанием родительских генов.

Наиболее коварную услугу могучей когорте — виду живых существ — оказывает сверхдоминирование. Сверхдоминирование — оборотень наследственности. Смертоносный эффект гена, несомого одной из парных хромосом, подавлен. Но ген не полностью выключен из действия. Он действует и дает преимущество в борьбе за жизнь. Но благодаря этому смертоносный ген распространяется все шире, и среди потомков возрастает количество смертей. Благоденствие одних обеспечивается гибелью других! Дорогая цена! Органический мир полон таких сомнительных компромиссов. Их не избежал и человек. В малярийных районах Африки, на юге Европы, в широком поясе, охватывающем побережье Индийского океана, включая его острова, свирепствует опасная болезнь крови — серповидная анемия. Это наследственная болезнь. Больные рождаются от двух здоровых, нет, что я говорю — от двух обязательно сверхздоровых родителей. Ген серповидной анемии убивает организм, если содержится в обеих парных хромосомах. Но если он есть только в одной хромосоме, то он защищает от заболевания малярией. В малярийных районах такие организмы получают преимущество, а в результате вредоносный ген распространяется, унося тысячи жизней.

Как бороться с летальными мутациями? Оказывается, животные и растения умеют противостоять им. Решение задачи часто представляет собой дурно урегулированный конфликт — выбор наименьшего из зол.

Вот примеры нескольких таких сомнительных компромиссов.

Не мешая накоплению вредных мутаций, можно использовать их на благо своего вида.

Зародышей, гибнущих от летальных мутаций, можно скормить другим зародышам своего же вида. Так поступает водяной червь линеус рубер, в кладках которого гибнет 90 процентов зародышей. Выжившие пожирают погибших. Они не каннибалы, они не убивают, они некрофаги: трупоеды. Двух летальных мутаций достаточно, чтобы из поколения в поколение передавалось ужасное приспособление, варварский способ выкармливать немногих ценою гибели большинства. Этому большинству жизнь дается на время, вместо соли — чтобы не протухли. И вид выигрывает: линеус рубер вытесняет своего конкурента — вид линеус ессерензис, у которого зародыши гибнут в небольшом числе. Везде, где только эти виды встречаются, побеждает вид-трупоед. Из самого накопления смертоносных мутаций линеус рубер сделал орудие борьбы с конкурентом.

Другой путь — своевременный отсев: такое устройство наследственного аппарата, которое не позволяет передавать потомкам испорченные программы.

В зрелых половых клетках позвоночных животных, в том числе млекопитающих, включая и человека, содержится одиночный набор хромосом — каждый ген в них не замаскирован своим собратом; поэтому гибельная мутация может убить яйцеклетку. Будущие поколения окажутся избавленными от нее.

Мы начинаем существовать как одноклеточные организмы, перешагивая в нашем развитии через пропасти, отделяющие друг от друга типы животного царства. Но еще до того как стать одноклеточными, мы гаплоиды, и активность генов в материнской клетке, давшей нам начало, грозит нашему существованию, если клетка эта содержала летальную мутацию.

Человек, по крайней мере, ограничивается гаплоидностью своих зрелых половых клеток. Многие животные идут гораздо дальше. Например, пчелы. Их самцы-трутни развиваются из неоплодотворенных яиц, и каждый трутень начинает свою жизнь как гаплоид. Правда, одиночный набор хромосом у него сохраняется недолго. Первое деление ядра той клетки, из которой развивается трутень, делает набор двойным. Природа как будто начинает свой путь сначала. Хромосомы удваиваются, а клетка не делится. Только вторичное удвоение хромосом ведет к делению клетки.

Каждая мутация, переданная по наследству, окажется у трутня в обеих хромосомах и, если это леталь, убьет его. Но такие события случаются чрезвычайно редко: сортирующий механизм работает бесперебойно в каждом поколении. Громадное количество трутней производится колонией ради того только, чтобы было из кого выбирать. К размножению трутень приступит, лишь пройдя через испытание: брачный полет, когда его зрение и обоняние, его летные и волевые качества будут проверены на своего рода воздушном дерби, где конкурировать с ним будут сотни, если не тысячи крылатых коней.

Почему пчелы выработали такой путь самоочищения? Колоссальные усилия, которые тратит колония на постройку восковых ячеек-инкубаторов, на обогрев улья, на кормление личинок и уход за ними, вынудили пчел сделать это. В семье не без урода, — гласит пословица. Пчелиной семье выращивание уродов обходится слишком дорого. Их рождение предотвращено строгой браковкой производителей.

Не одни пчелы освобождаются от вредных мутаций, подставляя под удар самцов. Так же поступают и многие другие насекомые: наездники, роющие осы, коккциды. С. М. Гершензон доказал, что хромосомы у самок наездников действительно свободны от летальных мутаций: за счет самцов и их отбора.

Еще одна возможность: при помощи смертоносных мутаций регулировать численность вида.

Для некоторых видов бабочек большая численность таит в себе угрозу вымирания. Это — виды-подражатели, имитирующие насекомое, защищенное от нападения птиц. На горьком опыте птицы учатся отличать съедобных насекомых от несъедобных. Но для жертвы — съедобна она или нет — проба кончается всегда одинаково: смертью. Бабочка-имитатор увеличивает число жертв, и если их будет очень много, то все выгоды от сходства пропадут. Модель будет уничтожена вместе с лакомым подражателем. Только малочисленность позволяет подражателю извлечь выгоду из сходства с защищенной моделью.

И бабочки прибегают к уловкам. Например, у вида папилио политес три сорта самок — они отличаются по окраске крыльев и подражают трем видам противных на вкус бабочек. Самцы же все одинаковы: они никому не подражают. Каждая самка рождает все четыре сорта потомков — разнообразных дочерей и одинаковых сыновей. Самец, точно так же как его родные сестры, унаследовал защитную окраску от своих родителей. Генам, вызывающим сходство с омерзительными для птиц бабочками, стоит только проявиться, и самец спасен. Не тут-то было. Каждый самец может оплодотворить много самок. Самцов избыток, а раз так, пусть докажет сперва свою способность активно избегать опасности, пусть привлечет внимание преследователя и ускользнет от него, а тогда уже породит потомство. И проявление спасительных генов заблокировано. Беречь своих самцов вид не намерен. Кто берег — сгинул. Но виды-подражатели не церемонятся и с самками. Летальные мутации поддерживают их разнообразие. Часть жизней они уносят, но за счет гибели несчастных гомозигот, унаследовавших мутацию от обоих родителей, процветают гетерозиготы — те, у кого смертоносный ген оказался в единственном числе. Смертоносное начало и придает этим съедобным счастливцам, нет, счастливицам сходство с несъедобными бабочками других видов. А самцы? Самцы гибнут от летальных мутаций так же, как самки. Вредоносный эффект гена проявляется у них в полной мере, защитный — ни в малейшей степени. Таковы дела…

И вот тут позвольте сделать отступление — добавку к очерку, написанному в 1966 году. Бабочка папилио политес привлекала внимание исследователей с той самой поры, когда в 1865 году Уоллес — один из двух великих создателей теории естественного отбора, а вторым был, как вам известно, не кто иной, как Дарвин, — описал на ее примере мимикрию. Через сто лет после великого натуралиста бабочкой заинтересовался физик Кларк. Он разводил бабочек просто для забавы, держал их в качестве домашних животных, как держат попугайчиков, канареек или кошек. Трагическая участь самцов не могла не привлечь его внимания. Проблема группового отбора не интересовала его нисколько.

Почему у самцов гены, дающие о себе знать у самок, не проявляются, а вот у человека доминантный ген резус-плюс проявляется, и весьма нежелательным образом? — думал он. Ген резус-плюс обуславливает свойства крови человека. 85 процентов европейцев и выходцев из Европы резус-положительны, 15 процентов отличаются от них по свойствам крови. Они резус-отрицательны. Ген резус-плюс доминирует над своим партнером. Резус-минус рецессивен. Это нераспознаваемое иначе как лабораторными анализами разнообразие дорого обходится человечеству. Резус-положительному младенцу, развивающемуся в утробе резус-отрицательной матери, грозит смертельная опасность. Ген, унаследованный от отца, делает кровь младенца несовместимой с кровью его собственной матери. Различие наследственных задатков матери и плода — дело обычное, несовместимость тоже не редкое явление, и тесный контакт наш с нашими зародышами имеет меру. Между кровью младенца и кровью матери воздвигнут барьер. Он работает, но не всегда срабатывает. Стоит только кровяным тельцам резус-положительного зародыша проникнуть в кровяное русло резус-отрицательной матери, и у нее начинают вырабатываться вещества — антитела, разрушающие кровь младенца. Младенец родится с тяжкой болезнью. Родится, чтобы в некоторых случаях тут же умереть. Чтобы спасти его, нужно выцедить из него всю его кровь, удалить разрушающее начало, которым наделила его мать, и заменить его кровь новой кровью. Это тяжкая и не всегда эффективная операция.

Если природа воспрепятствовала проявлению полезных генов у самцов моих любимых бабочек, нельзя ли извлечь у нее урок и воспрепятствовать гибельному проявлению резус-положительного гена у младенца, который имел несчастие оказаться в утробе резус-отрицательной матери? — снова и снова задавал вопрос физик. Ответа не было.

Идея осенила не самого любителя бабочек, а его жену. Она разбудила мирно почивавшего мужа ночью и сказала ему: «Дай им антитела». Он был взбешен: «Будить человека ради такого абсурда! Это как раз то, от чего их надо избавить!» — воскликнул он, и разговор иссяк. Утром он вспомнил об инциденте, и слова жены не показались ему столь уж абсурдными. Нужно ввести в кровь беременной женщины вещества, способные разрушить чужеродную кровь ребенка до того, как эти вещества начнут в избытке вырабатываться у нее самой. Цель — подавить защитные реакции матери, направленные против собственного дитяти. Дать им антитела. Но откуда их взять? Ответ, казалось бы, лежит на поверхности. Добыть антитела можно из крови резус-отрицательных женщин-доноров, которые вынашивали не совместимого с ними младенца. Это не сразу пришло в голову физику, и жена не подсказала на этот раз разумное решение. Была сделана модель беременной резус-отрицательной женщины, вынашивающей резус-положительный плод. Мужчинам-донорам впрыскивали резус-положительную кровь. Конечно, только тем, кто был резус-отрицательным. Защитная реакция срабатывала у них безотказно. Источник антител был найден. Затем мужчины в качестве спасителей от гемолитической желтухи новорожденных — а так называется болезнь, вызванная несовместимостью крови матери и ребенка, — были оттеснены женщинами. Антитела стали добывать из их крови. Тысячи иммунизаций женщин спасли жизнь и обеспечили здоровье тысячам их младенцев. Вот вам значение модельного объекта в руках любителя-дилетанта!

Почему сохраняется в таком огромном количестве резус-минус ген у человека, остается загадкой. Компромисс, наверное. Но между чем и чем? Никто не знает.

У природы летальные мутации на вооружении. Нельзя ли обернуть их на пользу человеку? Смерть — налог на приспособляемость. Лишим их приспособляемости, оставим им одну смерть. Летальные мутации губят. Так пусть губят вредителей сельского хозяйства. Мысль эта пришла в голову молодого сотрудника Института цитологии и генетики Сибирского отделения Академии наук СССР, ныне директора одного из институтов Дальневосточного центра академии Н. Н. Воронцова. Есть над чем подумать! Если вредитель бабочка, нужно вывести и выпустить самцов, несущих в своих двух половых хромосомах по летальной мутации в каждой. Такие дигетерозиготные самцы передадут губительное начало своим дочерям. Это уже обреченные. Они погибнут. Сыновья снова передадут мутации, но на этот раз только половине своих дочерей, и эта половина погибнет. Мутации будут выбрасываться в каждом поколении. Весь вопрос в том, что произойдет раньше — гибель вида в результате снижения его численности, или исчезновение вредоносных мутантных генов. Выпущенные самцы вредителя — что-то вроде прививки, сделанной человеком природе.

С мутациями — беда, без мутаций — еще того хуже. Так жизнь и лавирует между Сциллой и Харибдой — между опасностью мутаций и угрозой гибели от потери приспособляемости. Жизнь готова пожертвовать даже устойчивостью наследственной информации, лишь бы одолеть хаос и разрушение, лишь бы сохранить самое себя. Эту тайну живого удалось изучить на знаменитых плодовых мушках — дрозофилах. И теперь я перейду к мухам; к рассказу о своей собственной работе с ними.

С дрозофилами, на которых Томас Гент Морган и его сотрудники Меллер, Бриджес и Стертевант построили хромосомную теорию наследственности, известную всему миру, мне пришлось повозиться.

Работаю я с популяциями плодовых мушек, а популяция — это группа организмов одного вида, населяющая замкнутую территорию. Живут мухи на винных и консервных заводах. Здесь они выводятся на виноградных выжимках, на яблочной, грушевой мязге и на прочих отходах виноделия. Там я их и ловлю с помощью ловчего аппарата.

С тех пор как в 1937 году мы с нашими молодыми помощниками, такими же молодыми, как и их руководитель, теперь убеленный сединами, начали впервые изучать популяции плодовых мушек, прошло 33 года. Это маленький срок, если измерять его длительностью человеческой жизни. Это очень большой срок в масштабе десятидневного цикла мушиной жизни. Столько времени в пересчете на человека, сколько прошло со времени Древнего царства в Египте, когда были сооружены первые ступенчатые пирамиды, — 300 поколений. Мои помощники В. Т. Александрийская и К. Ф. Галковская здравствуют ныне в чине кандидатов биологических наук и успешно занимаются наукой, а самый младший член нашей группы Э. Б. Бриссенден, шестнадцатилетняя школьница, вместе с матерью погибла в 1941 году в блокадном Ленинграде.

Одиннадцать популяций были изучены до 1964 года. Частота изменений в наследственных программах, действие нормальных и измененных генов, распространение и концентрация мутаций в различных местах жизни дрозофил. Десятки тысяч хромосом, изученных, чтобы найти летальные мутации. В некоторых опытах материал превысил 800 000 штук одних только самцов.

Хромосомный набор дрозофилы меланогастер, с которой мы работаем, состоит из двух пар больших хромосом, из одной пары палочкообразных хромосом и из одной пары точкообразных хромосом. Самец отличается от самки. В паре половых хромосом у него одна — палочкообразная, другая же — в виде крючочка, этакая большая с виду, а по содержанию довольно пустая хромосома.

Дрозофила диплоид, но клетки многих тканей ее тела (слюнные железы личинок, мальпигиевы сосуды) полиплоидны, причем число наборов хромосом в них может превысить тысячу. Поэтому от вредного действия мутаций, возникающих в клетках тела, мухи защищены надежно, хотя далеко не полностью. Летали у них возникают и накапливаются порой в огромных количествах. Впервые летальные мутации в популяциях дрозофил были обнаружены Н. П. Дубининым в 1932 году.

Мои исследования дрозофилы начались в 1937 году в Умани, затем последовали дрозофилы Крыма. Мухи были собраны на маленькой винодельне Никитского сада и на большом винном заводе «Магарач». Мух было видимо-невидимо и в Умани, и в Крыму: популяции, без преувеличения, насчитывали миллионы особей.

Много ли в этих популяциях было смертоносных мутаций? Очень много! В Умани более половины всех мух, а в Никитском саду каждые 8 из 16 несли летальную мутацию в одной из своих больших хромосом.

Тогда возник второй вопрос: а как часто эти мутации заново возникают у диких мух?

В то время это еще не было известно. Наши исследования в Никитском саду в 1937 и в 1938 годах показали: процент возникающих леталей был очень высоким — в пять раз больше, чем у лабораторных мух.

Мы решили, что это характерно для диких мух вообще.

Дикие мухи пластичны, — думали мы, — а лабораторные утратили пластичность, десятки лет пребывая в строгой изоляции. Там, на воле, каждый винный завод — мушиная цитадель. Жизнь в такой цитадели — непрерывная оборона. На мух нападают клещи, грибки, бактерии. Их истребляют зимний холод и бескормица. И если популяция гибнет, опустевший очаг заселяется пришельцами извне.

Не в силу ли своей большей приспособляемости, большей мутабильности (то есть частоты возникновения мутаций) одерживают победу пришельцы? Ведь и тогда, когда не было ни винных заводов, ни самих виноделов, групповое соревнование шло. Везде, кроме тропических лесов с их консервативными формами, живые существа одного вида не распределяются равномерно по земной поверхности, а живут более или менее замкнутыми поселениями, своего рода колониями. В страхе перед разрушением, в смене дня и ночи, зимы и лета свой жмется к своему, усилия в борьбе за жизнь объединяются, и уже не так страшно, и уже осмелели, а дальше — врозь скучно, вместе тесно, и внутри групп, и между группами затевается борьба, и тут уже — не зевай.

Миллионы лет этого соревнования обитателей мушиных цитаделей по пластичности — состязаний целых поселений друг с другом — поддерживали на высоком уровне частоту возникновения мутаций. А раз частота высока, она и создает большую концентрацию смертоносных генов.

Чтобы проверить эти выводы, надо было изучить ситуацию, в которой все обстоит как раз наоборот. Для сравнения с огромными поселениями мух нам нужен был изолят с ничтожной численностью, где мутации возникали бы редко. В таком изоляте, думали мы, концентрация мутаций будет низкой. Так мы думали. И как мы были далеки от истины!

Найти дрозофил не составляло труда. Годились все лабораторные линии, ведущие свое начало от первых мушек, введенных в 1912 году Томасом Гентом Морганом в культуру. Количество мух в таких линиях ничтожно — жалкие деревеньки по сравнению с популяциями Умани или Никитского сада, этими мушиными метрополиями. Пробирки населены потомками немногих дрозофил, которых поместила туда священная особа каждой генетической лаборатории: своего рода директор мушиного зоосада, хранитель генов — джинкипер, чаще всего прелестная молодая девушка.

Аристократы и греческие мудрецы звались по месту своего происхождения. Лабораторная линия, взятая нами для анализа, называлась «Флорида».

Первый же опыт показал: наши рассуждения ничего общего с действительностью не имеют. Смертоносных мутации в хромосомах «Флориды» оказалось ничуть не меньше, чем в хромосомах гигантских мушиных столиц. Не меньше!

Вы понимаете, в чем неожиданность нашего наблюдения? У дрозофил на воле очень часто возникают изменения в наследственных программах. И это понятно: мушки ведут отчаянную битву за жизнь; словно приток свежих сил им нужны мутации, чтобы на высоком уровне поддерживать свою пластичность. А где не оберешься мутаций, там много и летальных генов — и, значит, высока их концентрация в мушиных поколениях.

В пробирках не так. У дрозофил здесь нет ни борьбы, ни отбора: их холит и лелеет джинкипер, всемогущая и заботливая правительница. Изменения в хромосомах редки. А вот концентрация их — велика. Как у мух на воле. И это непонятно!

Как объяснить такую странность? И зачем она?

Объяснение нашлось, и притом очень интересное. Помните, говорилось: если один ген подавляет другой, то это называется доминантностью, доминированием? Так вот, у мух в неволе нормальные гены действуют очень сильно, подавляя гены измененные, мутантные. Прикрываясь этими сильными генами, в хромосомах постепенно накапливаются мутации: ведь подавленные, они не могут проявить себя и, значит, не могут ни ослабить, ни убить организм — их словно и нет до тех пор, пока они не окажутся в обеих парных хромосомах.

А у диких мух все как раз наоборот. Мутации у них появляются часто, но нормальные гены действуют слабо (уровень их доминирования низок). Нормальные гены не способны удержать мутации в узде. Поэтому мутации проявляют себя, а как только они проявят себя, так, чаще всего, — либо убьют организм, их несущий, либо ослабят его жизнеспособность до крайности. А вместе с погибшим организмом из игры выбывает и его убийца — мутация: концентрация мутаций снижается. Так действующие слабо гены, позволяя мутациям обнаруживать себя, тем самым очищают от них мушиное племя.

Обнаружив эту неожиданную закономерность, мы сформулировали некое новое для науки обобщение. Существует общий уровень мутабильности и общий уровень доминирования нормальных генов. Уровни эти обнаруживают отрицательную связь: там, где высок один, другой низок.

Значит, мутации, например, у диких дрозофил возникают часто, и это хорошо — вдруг какая-то из них окажется полезной? Но они не обременяют мушиной наследственности: их удаляет отбор, от которого их не могут защитить слабые гены.

Вот тут вновь — сомнительный компромисс. Межгрупповое соревнование, — думали мы, и, как кажется, на этот раз правильно, — увеличивает склонность к возникновению мутаций и снижает защищенность организма, ослабляя действие нормальных генов. Часть рати гибнет от множества мутаций. Но зато вся рать достигает высокой эволюционной пластичности. Иначе — при смене условий жизни рать погибла бы целиком.

Теперь природе был задан еще один вопрос. Как накапливаются смертоносные гены не в мушином зоосаде, а в природных изолятах — в горах, на островах?

Для сравнения с «Флоридой» был избран «Дилижан». Дилижан — это маленький городок в Армении. Бинокуляр для просмотра пойманных мух был установлен на балконе двухэтажного домика по улице Калинина, где жили старики — Александр и Варсеник Ананяны. Городок расположен на высоте 1400 метров над уровнем моря. Виноград там не растет, но на всю Армению Дилижан славится своими грушами, яблоками, сливами. В особенности хороши яблоки — ароматные, стойкие в лежке зимние сорта. Из них изготовляют домашнее вино. Мух в Дилижане мало. В сезон виноделия популяция насчитывает тысячи особей. О миллионах, которые теснятся в Умани и в Крыму, не может быть и речи.

На кого окажется похожа популяция мушек Дилижана? Будучи дикой, обнаружит ли она свойства диких поселений или, будучи изолятом, — свойства лабораторного изолята?

Она оказалась сходной с лабораторной линией, а не со своими дикими сородичами!

Частота изменения наследственных программ, сила действия нормальных генов, размер поселения, условия жизни меняются от популяции к популяции. А концентрация летальных мутаций поразительно одинакова. Она не зависит ни от одной причины порознь. Только совместное действие всех сил, от которых зависит, включить в состав популяции или выключить из него вредоносное начало, определяет концентрацию летальных мутаций. Это совместное действие таково, что хромосомы, несущие скрытую смерть, встречаются во всех популяциях приблизительно одинаково часто.

Мы приоткрыли завесу, за которой с бесконечной серьезностью маленькие артисты, подобно Свифтовым лилипутам, разыгрывают полную драматизма пьесу — пьесу жизни. За завесой проглянул гигантский кордебалет существ, где слаженность действий решает успех.

В течение эволюции в результате межгруппового отбора мушки выработали способность регулировать свойства группы. Межгрупповой отбор сохранял те поселения, которые лучше других сопротивлялись натиску разрушающих сил, уменьшали бедствия, заставляя многих нести тяжесть, непосильную для одного, или, в худшем случае, жертвуя одними на благо других.

Мушиные поселения служат нам моделями популяций, населяющих поля, скотные дворы и фермы: пшеницы, ячменя, льна или коров, свиней, овец. Не сможем ли мы когда-нибудь с помощью искусственного межгруппового отбора направить эволюцию культурных растений и домашних животных по нужному нам руслу, заставив ее течь саму, создать сорта и породы, способные не только сохранять нужные нам свойства, но и улучшать их?

И не поможет ли нам идея межгруппового отбора по-новому осветить многие события в истории эволюции — непонятные, если смотреть на них сквозь призму индивидуального отбора, борьбы всех против всех?

А теперь от популяций перейдем к хромосомам. Зададимся вопросом: отчего это так получается, что гены, в которых изменения происходят редко, проявляют свое действие сильнее — у них выше уровень доминирования? И наоборот: почему среди слабодействующих генов мутации часты? Тогда, в 1937 году, это было совсем непонятно. Факт оставался фактом, его последствия для судьбы вредоносных генов постепенно раскрылись, но объяснить его не удалось. Сейчас мы можем высказать предположение о том, почему так происходит. Нас навели на эту мысль опыты В. В. Сахарова и его сотрудницы Р. Н. Платоновой, которые изучали, как часто мутации возникают у диплоидных и полиплоидных растений. (Помните: диплоидные — с двойным набором хромосом, а полиплоидные — с многими наборами.)

Нормальные гены у полиплоидов действуют очень сильно. Совместное действие многих нормальных генов больше, чем если бы ген один на один противостоял своему партнеру. Вред легче подавить, действуя совместно. Но и сама частота возникновения вредоносных генов у полиплоидов снижена. По-видимому, многим генам вместе не только легче подавить вредную мутацию, когда она возникла, но и предотвратить ее появление.

Отсюда — по аналогии — новый шаг мысли. Всякая хромосома — это пучок молекул: множество параллельных нитей. Живые существа объединяются в поселения в борьбе с превратностями бытия. Не могут ли в их клетках гигантские молекулы, хранящие наследственную информацию, совместно противостоять разрушению?

Не отличаются ли хромосомы разных популяций числом нитей? Быть может, хромосомы у мух «Дилижана» или «Флориды» содержат больше нитей, чем у мух Умани и Никитского сада. Будущее покажет, так это или не так. Пока что техника не позволяет просто рассмотреть хромосомы: расслоить их, например, вдоль нитей и сосчитать, сколько нитей там окажется.

Борьба со смертоносным действием мутации начинается в первой клетке, из которой разовьется организм.

Каждый вид и каждая популяция выходят из положения по-своему. Разнообразие способов, при помощи которых они решают свои задачи, — это и есть разнообразие видов. Прибегая к всевозможным уловкам, жизнь с лукавой улыбкой идет, балансируя по краю пропасти, играя со смертью. Все, кто попадаются нам на пути, — участники этой игры, длящейся миллионы лет. И каждый встречный — победитель, ибо он жив.