Сліпий годинникар: як еволюція доводить відсутність задуму у Всесвіті

Розділ 7. Конструктивна еволюція

Люди іноді вважають, що природний відбір є виключно негативною силою, здатною лише викорінювати різні дивацтва й невдачі, але неспроможною створити щось складне, гарне й ефективно задумане. Чи ж він не просто віднімає від того, що вже є, і чи не повинен по-справжньому творчий процес щось іще й додавати? Певною мірою відповісти на це запитання можна, взявши за приклад мармурову статую. До брили мармуру нічого не додається. Скульптор лише віднімає, але попри це в результаті його дій виникає гарна статуя. Однак ця метафора може збивати з пантелику, бо деякі люди одразу ж хапаються за її неправильну частину — факт, що скульптор є свідомим творцем, випускаючи з уваги важливий момент — той факт, що скульптор діє шляхом віднімання, а не додавання. Щоправда, навіть на цю частину метафори не слід надто вже покладатися. Природний відбір спроможний лише віднімати, але мутація здатна додавати. Існують способи, якими мутація та природний відбір разом здатні привести через довгий період геологічного часу до створення чогось складного, що має більше спільного з додаванням, аніж із відніманням. Таке творення може здійснюватися двома основними способами. Перший із них —спосіб «коадаптованих генотипів», а другий називається «гонитвою озброєнь». На перший погляд ці два способи доволі суттєво відрізняються один від одного, але обидва можна віднести до рубрик «Коеволюція» та «Гени як навколишнє середовище один одного».

Спочатку розглянемо ідею «коадаптованих генотипів». Ген має конкретний вплив, який він здійснює лише завдяки вже наявній структурі, над якою можна попрацювати. Ген не може впливати на схему з’єднань мозку, якщо не існує ніякого мозку зі схемою з’єднань. Його й не буде, якщо немає повноцінного ембріона, що розвивається. А повноцінного ембріона, що розвивається, не буде без цілої програми хімічних і клітинних подій, що відбуваються під впливом дуже багатьох інших генів і дуже багатьох інших, негенетичних, причинно-наслідкових впливів. Конкретні ефекти, які справляють гени, не є характерними властивостями цих генів. Вони є властивостями ембріологічних процесів, що вже існують, деталі яких можуть змінюватися генами, що діють у конкретних місцях і в конкретні моменти часу протягом ембріонального розвитку. Цю ідею я вже ілюстрував в елементарній формі — як розвиток комп’ютерних біоморфів.

У певному сенсі весь процес ембріонального розвитку можна розглядати як діяльність спільного підприємства, якою солідарно керують тисячі генів. Створення ембріонів є результатом співпраці всіх робочих генів організму, що розвивається. А тепер на сцені з’являється ключ до розуміння того, як виникає така співпраця. У процесі природного відбору гени завжди відбираються на основі їхньої здатності чудово почуватися в тому середовищі, в якому вони опиняються. Ми часто уявляємо собі це середовище як зовнішній світ — світ хижаків та кліматичних умов. Однак з погляду кожного гена, мабуть, найважливішою частиною його навколишнього середовища є всі інші гени, з якими він стикається. А де ж ген «стикається» з іншими генами? Здебільшого в клітинах послідовної низки тіл індивідів, усередині яких він опиняється. Кожен ген відбирається з огляду на його здатність до успішної співпраці з популяцією інших генів, які він імовірно зустріне всередині цих тіл.

Справжня популяція генів, які складають робоче навколишнє середовище будь-якого конкретного гена, є не просто якоюсь тимчасовою добіркою, що випадково зібралася в клітинах тіла будь-якого конкретного індивіда. Принаймні у видів зі статевим розмноженням вона являє собою набір усіх генів популяції індивідів, що схрещуються між собою, — так званий генофонд. У будь-який конкретний момент часу будь-яка конкретна копія гена (в сенсі конкретного набору атомів) має сидіти в одній клітині одного індивіда. Але набір атомів, що є якоюсь копією якогось гена, не є об’єктом постійного інтересу. Середня тривалість його життя вимірюється лише кількома місяцями. Як ми вже бачили, довговічний ген як еволюційна одиниця є не якоюсь конкретною фізичною структурою, а текстовою архівною інформацією, що копіюється й поширюється в процесі зміни поколінь. Цей текстовий реплікатор характеризується розподіленим існуванням. Він широко розподілений у просторі серед різних індивідів і в часі серед багатьох поколінь. Якщо подивитися на нього в такому розподіленому ключі, то можна сказати, що будь-який окремо взятий ген «зустрічається» з іншим, коли вони опиняються в одному тілі. Можна «очікувати», що в інших тілах в інший час його розподіленого існування, а також на шляху крізь геологічний час він зустрінеться з розмаїттям інших генів. Успішним геном стане той, який добре почуватиметься в умовах навколишнього середовища, забезпечених цими іншими генами, з якими він імовірно зустрінеться в багатьох різних тілах. «Добре почуватися» в таких умовах навколишнього середовища означатиме щось на кшталт «співпрацювати» з цими іншими генами. Найбільш безпосередньо це спостерігається на прикладі біохімічних ланцюжків.

Біохімічні ланцюжки є послідовностями хімічних речовин, що являють собою послідовні стадії якогось корисного процесу на кшталт вивільнення енергії або синтезу якоїсь важливої речовини. Кожна ланка такого ланцюжка потребує ферменту — однієї з тих великих молекул, призначення яких подібне до функції машин на хімзаводі. Для різних ланок хімічного ланцюжка потрібні різні ферменти. Іноді до однієї корисної мети ведуть два альтернативних хімічних ланцюжки чи більше. Хоча кінцевою метою обох ланцюжків є ідентичний корисний результат, вони мають різні проміжні стадії, що ведуть до цієї мети, і зазвичай різні відправні точки. Зі своєю роботою впорається будь-який із двох альтернативних ланцюжків, і який саме використовується, не має великого значення. Важливо тільки, щоб будь-яка конкретна тварина не намагалася задіяти обидва зразу, бо це може призвести до хімічної плутанини та неефективності.

Тепер припустімо, що аби синтезувати бажану хімічну речовину D, для першого ланцюжка потрібна послідовність ферментів A1, B1 і C1, тоді як для другого, щоб вийти на той самий бажаний кінцевий продукт, потрібні ферменти A2, B2 та C2. Кожен фермент створюється конкретним геном. Відповідно, для появи збирального конвеєра першого ланцюжка той чи інший вид потребує спільної коеволюції генів, які кодують ферменти A1, B1 і C1. Для появи ж альтернативного збирального конвеєра другого ланцюжка виду знадобилася б одночасна коеволюція генів, які кодують ферменти A2, B2 та C2. Вибір між цими двома коеволюціями здійснюється не шляхом завчасного планування. Він відбувається шляхом простого відбору кожного гена на основі його сумісності з іншими генами, що вже випадковим чином домінують у популяції. Якщо популяція випадковим чином уже багата генами ферментів B1 та C1, це створить сприятливий клімат для гена ферменту A1, а не A2. І навпаки, якщо популяція вже багата генами ферментів B2 та C2, це створить клімат, у якому відбір сприятиме гену ферменту A2, а не A1.

Насправді все відбуватиметься не зовсім так просто, але основне ви зрозуміли: одним із найважливіших аспектів «клімату», в якому відбір сприяє або не сприяє якомусь гену, є інші гени, яких уже багато в популяції, а отже, ті, з якими йому ймовірно доведеться ділити організми. Оскільки те саме явно буде справедливим і для самих цих «інших» генів, ми маємо тут картину команд генів, які еволюціонують у напрямку спільного розв’язання проблем. Окремо гени не еволюціонують — вони лише виживають або не виживають у генофонді. Еволюціонує тільки «команда». Інші команди могли б виконувати роботу не гірше, а то й краще. Але щойно одна команда починає домінувати в генофонді виду, вона автоматично здобуває перевагу. Команді, що опиняється в меншості, прорватися складно, навіть якби за великим рахунком вона працювала ефективніше. Команда, що опиняється в більшості, автоматично отримує стійкість до витіснення просто через свою приналежність до більшості. Це ще не означає, що її взагалі не можна витіснити. Якби це було так, еволюція з часом геть зупинилася б. Але це означає, що існує певна вбудована інерція.

Очевидно, що такий аргумент не обмежується біохімією. Ми могли б навести такий самий приклад для кластерів сумісних генів, що створюють різні частини очей, вух, носів, кінцівок тварин — усіх частин тіла, що взаємодіють. Генам створення зубів, придатних для пережовування м’яса, зазвичай сприяє «клімат», у якому домінують гени кишок, придатних для перетравлювання м’яса. Натомість генам створення зубів, придатних для перетирання рослин, зазвичай сприяє «клімат», де домінують гени кишок, придатних для перетравлювання рослин. І навпаки. Ця залежність справедлива в обох випадках. Команди «м’ясоїдних» і «травоїдних» генів зазвичай еволюціонують разом. Насправді в певному сенсі можна сказати, що більшість робочих генів організму співпрацюють як одна команда, бо впродовж еволюційного процесу кожен із них (тобто з їхніх предкових копій) був частиною навколишнього середовища, в якому природний відбір впливав на інших. Якщо ми спитаємо, чому предки левів стали м’ясоїдними, тоді як предки антилоп — травоїдними, відповідь могла би полягати в тому, що спочатку був випадок. Випадок у тому сенсі, що предки левів могли б стати травоїдними, а предки антилоп — м’ясоїдними. Але після того, як одна спадкова лінія почала створювати команду генів для харчування м’ясом, а не травою, процес став самопідкріплюваним. А після того, як друга спадкова лінія почала створювати команду генів для харчування травою, а не м’ясом, цей процес став самопідкріплюваним в іншому напрямку.

Однією з головних подій, що, мабуть, сталися на початку еволюції живих організмів, стало збільшення числа генів, які беруть участь у такій співпраці. Бактерії сьогодні мають значно менше генів, аніж тварини та рослини. Це збільшення могло відбуватися шляхом різноманітних типів дуплікації генів. Згадайте, що ген є лише послідовністю закодованих символів на кшталт файлу на комп’ютерному диску і гени можуть копіюватися в різні частини хромосом так само, як файли можуть копіюватися в різні частини диска. На жорсткому диску мого комп’ютера, де зберігається цей розділ, формально існують лише три файли. Під словом «формально» я маю на увазі, що операційна система комп’ютера говорить мені, що там є лише три файли. Я можу попросити її прочитати один із цих трьох файлів, і вона представить мені лінійний масив алфавітних символів включно з тими, які ви зараз читаєте. На вигляд усе це дуже охайно й упорядковано. Але фактично на самому диску компоновка тексту є аж ніяк не охайною й не впорядкованою. Це можна побачити, якщо відійти від дисципліни формальної операційної системи комп’ютера та написати свої власні приватні програми для розшифровування того, що насправді записано в кожному секторі диска. Виявляється, що фрагменти кожного з моїх трьох файлів хаотично розкидані, перешаровані між собою та з фрагментами старих неактивних файлів, які я давно вже видалив і забув. Будь-який конкретний фрагмент може виявитись (абсолютно однаковим чи з незначними відмінностями) в півдюжині різних місць по всьому диску.

Причина цього цікава й варта окремого розгляду, бо пропонує гарну генетичну аналогію. Коли ви наказуєте комп’ютеру видалити якийсь файл, здається, що він вас слухається. Але насправді він не стирає текст цього файлу. Він просто вилучає всі вказівники на цей файл. Це так, неначе бібліотекар, якому наказали знищити «Коханця леді Чаттерлей», просто порвав би картку з каталогу, залишивши саму книжку спокійно стояти на полиці. Для комп’ютера це просто ідеально економічний спосіб дій, бо одразу ж після видалення вказівників на старий файл місце, яке раніше займав «видалений», стає автоматично доступним для запису нових файлів. По суті, перейматися тим, щоб заповнити це місце пробілами, було б марнуванням часу. Сам же старий файл не буде втрачений остаточно, допоки все його місце розташування не буде використано для зберігання нових файлів.

Але таке перевикористання місця здійснюється частинами. Нові файли не є точно такими самими за розмірами, як старі. Коли комп’ютер намагається зберегти на диску якийсь новий файл, то шукає перший-ліпший придатний для цього фрагмент, записує туди стільки нового файлу, скільки влізе, потім шукає інший доступний фрагмент, записує ще трохи, і т. д., допоки весь файл не буде записаний десь на диску. У людини складається ілюзорне враження, що файл є цілісним, упорядкованим масивом, лише тому, що комп’ютер акуратно зберігає записи, що «вказують» на адреси всіх розкиданих фрагментів. Ці «вказівники» схожі на рядки внизу газетної шпальти: «Продовження на сторінці такій-то». Причиною того, що на диску можна знайти так багато копій якогось фрагмента тексту, є те, що, якби, подібно до всіх моїх розділів, цей текст редагувався та перередаговувався багато десятків разів, кожне редагування приводило б до нового збереження на диску (майже) такого самого тексту. Зберігатися взагалі може на перший погляд той самий файл. Але як ми вже бачили, фактично текст буде неодноразово розкиданий по доступних «порожніх місцях» на диску. Відповідно, множинні копії конкретного фрагмента тексту можна знайти на всій поверхні диска, причому що старіший диск і що довше він використовується, то їх більше.

Якщо ж брати ДНК якогось виду, то вона має насправді дуже й дуже стару операційну систему, і існують докази того, що в довгостроковій перспективі вона працює трохи подібно до комп’ютера з його файлами на диску. Частина цих доказів походить від захопливого феномену «інтронів» і «екзонів». За останнє десятиліття було відкрито, що будь-який «єдиний» ген (мається на увазі єдиний уривок тексту ДНК, що читається безперервно) не зберігається весь в одному місці. Якщо читати літери коду так, як вони розміщені вздовж хромосоми (тобто якщо зробити щось на кшталт відходу від дисципліни «операційної системи»), можна побачити «змістовні» фрагменти під назвою «екзони», відокремлені ділянками «маячні» під назвою «інтрони». Будь-який «ген» у функціональному сенсі фактично розбитий на послідовність фрагментів (екзонів), відокремлених беззмістовними інтронами. Немов кожен екзон закінчується вказівником: «Продовження на сторінці такій-то». Виходить, що ген складається з усієї низки екзонів, які фактично сходяться разом, лише коли врешті-решт зчитуються «формальною» операційною системою, що «перекладає їх мовою білків».

Подальші докази випливають із того факту, що хромосоми засмічені старим генетичним текстом, який більше не використовується, але зміст якого все ще можна розібрати. Комп’ютерному програмісту схема поширення цих генетичних «викопних» фрагментів надзвичайно нагадує схему тексту на поверхні старого диска, що багато разів редагувався. У деяких тварин велика частина загального числа генів фактично ніколи не «зчитується». Ці гени є або повною маячнею, або застарілими «викопними».

Однак час від часу ці текстові «викопні» вступають у свої права знову, з чим я сам зіткнувся під час написання цієї книжки. Сталася комп’ютерна помилка (хоча, якщо чесно, вона могла бути й людською), через яку я випадково «стер» диск, де був записаний третій розділ. Звісно, сам текст не був стертий у буквальному сенсі. Однозначно стерті були лише вказівники на те, де кожен «екзон» починався й закінчувався. «Формальна» операційна система не могла нічого зчитати, але «неформально» я зумів пограти в генного інженера й дослідити весь текст на диску. Я побачив там заплутану головоломку з текстових фрагментів, одні з яких були зовсім свіжими, а інші — давніми «викопними рештками». Я зібрав разом фрагменти цієї головоломки, і мені вдалося відтворити розділ. Але я здебільшого не знав, які з цих фрагментів були недавніми, а які старими. Це не мало особливого значення, бо, за винятком незначних деталей, що потребували трохи нового редагування, вони були ідентичними. Принайм­ні деякі з «викопних решток», чи то застарілих «інтронів», повернулися до роботи знову. Вони врятували мене від необхідності переписування всього розділу.

Існують докази того, що в живих істот «викопні гени» також час від часу повертають собі свої права й заново використовуються після сплячки, що триває іноді понад мільйон років. Заглиблення в деталі завело б нас геть далеко від основної теми цього розділу, бо, як ви пам’ятаєте, ми вже й без того від неї відхилися. Основна ідея полягала в тому, що загальна генетична ємність видів може збільшуватися за рахунок дуплікації генів. Одним зі способів, якими це може відбуватися, є повторне використання старих «викопних» копій наявних генів. Існують також інші, більш безпосередні, способи, якими гени можуть копіюватися до широко розповсюджених частин хромосом, на кшталт файлів, що дублюються до різних частин диска чи різних дисків.

Люди мають на різних хромосомах вісім окремих генів, які звуться глобіновими і, серед іншого, використовуються для створення гемоглобіну. Здається очевидним, що всі вісім були скопійовані, врешті-решт, з єдиного предкового глобінового гена. Приблизно 1100 мільйонів років тому цей предковий глобіновий ген зазнав дуплікації, утворивши два гени. Датувати цю подію дають змогу незалежні докази щодо швидкості, з якою зазвичай еволюціонують глобіни (див. розділи 5 і 11). З двох генів, породжених цією первинною дуплікацією, один став предком усіх генів, що створюють гемоглобін у хребетних. Другий став предком усіх генів, що створюють міоглобіни — споріднену родину білків, що працюють у м’язах. Різноманітні подальші дуплікації породили так звані альфа-, бета-, гама-, дельта-, епсилон- і зета-глобіни. Цікаво, що можна побудувати повне генеалогічне дерево усіх глобінових генів і навіть проставити дати всіх точок дивергенції (дельта- й бета-глобін, наприклад, розійшлися приблизно 40 мільйонів років тому; епсилон- і гама-глобіни — 100 мільйонів років тому). І всі ці вісім глобінів, породжені давніми розгалуженнями в наших далеких пращурів, усе ще присутні всередині кожного з нас. Вони розійшлися по різних частинах предкових хромосом, і кожен з нас успадкував їх у різних хромосомах. Сьогодні ці молекули ділять одне тіло зі своїми далекими молекулярними родичами. Безумовно, така дуплікація значною мірою відбувалася в усіх хромосомах і впродовж усього геологічного часу. Це є важливим аспектом, у якому реальне життя є складнішим за біоморфи з розділу 3. Усі вони мали лише дев’ять генів. Вони еволюціонували шляхом змін цих дев’яти генів і ніколи шляхом збільшення числа генів до десяти. Навіть у реальних тварин така дуплікація є достатньо рідкісною, аби не заперечувати мого загального твердження, що всі представники виду мають однакову систему «адресації» ДНК.

Дуплікація всередині виду є не єдиним способом, яким число генів, що співпрацюють, збільшилося в процесі еволюції. Ще більш рідкісною, але все ж можливою й дуже важливою подією є випадкове вбудовування гена іншого виду, навіть надзвичайно далекого. Наприклад, гемоглобіни можна виявити в корінні рослин родини бобових. Вони не трап­ляються в жодних інших родинах рослин, і здається майже безумовним, що до родини бобових вони потрапили шляхом перехресного занесення від тварин, посередниками чого могли виступити віруси.

У цьому ключі особливо важливою подією (згідно з дедалі популярнішою теорією американського біолога Лінн Марґуліс) стала поява так званих еукаріотичних клітин. До еукаріотичних належать усі клітини, крім бактеріальних. У своїй основі живий світ поділяється на бактерії та все інше. Ми з вами є частиною цього «іншого» і всі разом називаємось еукаріотами. Ми відрізняємося від бактерій переважно тим, що всередині наших клітин є дискретні маленькі мініклітини. Вони містять у собі ядро, де мешкають хромосоми, крихітні об’єкти у формі бомбочок під назвою «мітохондрії» (з якими ми побіжно зустрічалися на рисунку 1), повні вигадливо складених мембран, а також, в (еукаріотичних) клітинах рослин, хлоропласти. Мітохондрії та хлоропласти мають свою власну ДНК, яка реплікується та поширюється абсолютно незалежно від основної ДНК у хромосомах ядра. Усі мітохондрії у вашому організмі походять від невеличкої популяції мітохондрій, переданої від вашої матері в її яйцеклітині. Сперматозоїди є надто маленькими, щоб містити мітохондрії, тож останні передаються виключно по жіночій лінії, тоді як чоловічі тіла для розмноження мітохондрій не придатні. До речі, це означає, що мітохондрії можна використовувати для відстежування наших пращурів суто по жіночій лінії.

Теорія Лінн Марґуліс полягає в тому, що всі мітохондрії, хлоропласти, а також декілька інших утворень усередині клітин походять від бактерій. Еукаріотична клітина була сформована, можливо, 2 мільярди років тому, коли декілька типів бактерій об’єднали зусилля заради переваг, які кожна з них могла отримати від інших. За багато еонів вони настільки щільно інтегрувались у взаємопов’язану одиницю, що стали еукаріотичною клітиною, де вже майже неможливо виявити той факт (якщо це справді факт), що колись вони були окремими бактеріями.

Схоже, що одразу після «винайдення» еукаріотичної клітини стала можливою ціла низка нових задумів. На наш погляд, найцікавіше, що клітини могли б виробляти великі тіла, які складалися б із багатьох мільярдів клітин. Усі клітини розмножуються шляхом поділу навпіл, причому обидві половини отримують повний набір генів. Як ми вже бачили у випадку бактерій на шпильковій голівці, послідовні поділи навпіл здатні породити дуже велику кількість клітин за доволі короткий час. Усе починається з однієї, яка ділиться надвоє. Потім кожна з двох нових клітин ділиться знову, утворюючи вже чотири. Кожна з чотирьох також ділиться, утворюючи вісім. Кількість клітин зростає шляхом послідовних подвоєнь: з 8 до 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192. Усього лише після 20 подвоєнь, що не вимагають надто багато часу, ми виходимо на мільйони клітин. Лише після 40 подвоєнь кількість клітин перевалює за трильйон. У випадку бактерій величезна кількість клітин, утворених шляхом послідовних подвоєнь, розходиться в різні боки. Те саме справедливо для багатьох еукаріотичних клітин, наприклад найпростіших, таких як амеби. Головний крок в еволюції був зроблений, коли клітини, утворені шляхом послідовних поділів, склеїлися разом, а не розійшлися нарізно. Після цього могла вже виникнути структура вищого порядку — точнісінько так, як це сталося, хоч і у незрівнянно меншому масштабі, під час двостороннього розгалуження комп’ютерних біоморфів.

Відтоді вперше став можливим великий розмір тіла. Людське тіло є по-справжньому колосальною популяцією клітин, які походять від єдиного предка — заплідненої яйцеклітини, а тому всі є кузенами, дітьми, онуками, дядьками тощо інших клітин тіла. 10 трильйонів клітин, з яких складається кожен із нас, є продуктом кількох десятків поколінь клітинного подвоєння. Ці клітини поділяються приблизно на 210 (за смаком) різних типів, створених однаковим набором генів, але за «ввімкнення» різних представників цього набору в різних типах клітин. Як ми вже бачили, саме тому клітини печінки відрізняються від клітин мозку, а кісткові від м’язових.

Впливаючи на органи та схеми поведінки багатоклітинних організмів, гени здатні опанувати методи забезпечення свого відтворення, які не доступні окремим клітинам, що працюють самі по собі. Багатоклітинні організми дають генам можливість управляти світом, використовуючи інструменти, створені в масштабі, що на порядки перевищує масштаб окремих клітин. Вони досягають такого великомасштабного опосередкованого управління шляхом своїх більш безпосередніх впливів у мініатюрному масштабі клітин. Наприклад, вони змінюють форму клітинної мембрани. Після цього клітини взаємодіють одна з одною у величезних популяціях, породжуючи великомасштабні групові ефекти на кшталт руки, ноги чи (більш опосередковано) бобрової греб­лі. Більшість властивостей організму, які ми здатні побачити неозброєним оком, є так званими «непередбаченими властивостями». Навіть комп’ютерні біоморфи з їхніми дев’ятьма генами мали непередбачені властивості. У реальних тварин вони породжуються на рівні всього тіла взаємодіями між клітинами. Організм працює як єдине ціле, а тому можна говорити, що його гени впливають на весь організм, навіть попри те, що кожна копія будь-якого гена виявляє свої безпосередні впливи лише всередині своєї власної клітини.

Ми вже бачили, що дуже важливою частиною умов навколишнього середовища гена є інші гени, з якими він імовірно зустрінеться в послідовності тіл із плином поколінь. Ці гени перетасовуються й комбінуються в межах виду. По суті, вид зі статевим розмноженням можна вважати пристроєм, що переставляє дискретний набір звиклих один до одного генів у різних комбінаціях. Згідно з такою думкою, види безперервно перетасовують набори генів, що зустрічаються між собою всередині одного виду, але ніколи не зустрічаються з генами інших видів. Однак у певному сенсі гени різних видів, навіть якщо вони не перебувають у тісному сусідстві всередині клітин, тим не менш є важливою частиною навколишнього середовища один одного. Відносини між ними часто є ворожими, а не дружніми, але це можна трактувати просто як співпрацю зі знаком «мінус». І тут ми підходимо до другої головної теми цього розділу — «гонитв озброєнь». Існують гонитви озброєнь між хижаками і здобиччю, паразитами й господарями й навіть — хоча це більш тонка думка і я не збираюсь її детально тут розглядати — між самцями й самицями в межах одного виду.

Гонитви озброєнь розгортаються впродовж еволюційного часу, а не в рамках життя окремих особин. Вони складаються з покращення засобів виживання однієї спадкової лінії (скажімо, здобичі) як прямого наслідку вдосконалення засобів еволюції іншої спадкової лінії (скажімо, хижаків). Гонитви озброєнь існують скрізь, де індивіди мають во­рогів, які самі здатні до еволюційного покращення. Я вважаю гонитви озброєнь надзвичайно важливими, бо переважно саме їм еволюція завдячує своєю «прогресивністю». Адже всупереч більш раннім упередженням від природи в еволюції немає нічого прогресивного. Це можна побачити, якщо розглянути, як розвивалися б події, якби перед тваринами стояла лише проблема пристосування до погодних умов та інших аспектів неживого навколишнього середовища.

Після багатьох поколінь накопичувального відбору в конкретному місці місцеві тварини та рослини стають добре пристосованими до умов (наприклад, погодних) у цьому місці. Якщо там холодно, тварини вбираються в товсті шуби з хутра чи пір’я. Якщо сухо, вони виробляють жорстку чи воскову водонепроникну шкіру для збереження того малого обсягу вологи, який мають. Адаптації до умов середовища впливають на всі частини тіла, його форму та колір, внутрішні органи, поведінку, а також на хімію клітин.

Якщо умови, в яких живе спадкова лінія тварин, залишаються незмінними (скажімо, там сухо й спекотно, і так триває без перерви вже впродовж 100 поколінь), еволюція цієї лінії, ймовірно, поступово зупиниться, принаймні в питанні адаптацій до температури та вологості. Тварини стануть максимально пристосованими до місцевих умов існування. Це ще не означає, що вони не зможуть повністю модернізуватися, аби стати ще досконалішими. Насправді це означає, що вони не можуть покращитися на якийсь невеличкий (а тому ймовірний) еволюційний крок: жоден з їхніх безпосередніх сусідів у місцевому еквіваленті «простору біоморфів» не був би хоч трохи кращим.

Еволюція буде «поставлена на паузу», допоки щось в умовах не порушиться: не почнеться льодовиковий період, не зміниться середня кількість опадів на цій території чи переважний напрям вітру. Коли ж ми маємо справу з такою довгою часовою шкалою, як еволюційна, подібні зміни ні-ні та й відбуваються. Унаслідок цього еволюція зазвичай не зупиняється, а постійно «крокує в ногу» зі змінами навколишнього середовища. Якщо на цій території відбувається постійне зменшення середньої температури, що триває впродовж століть, послідовні покоління тварин будуть підштовхуватися постійним відбірковим «тиском» у напрямку, скажімо, відрощування довших і густіших хутряних шуб. Якщо ж після кількох тисяч років зниження температури тенденція радикально зміниться й середні температури поповзуть угору, тварини потраплять під вплив нового відбіркового тиску і знову підштовхуватимуться в напрямку відрощування коротших шуб.

Але поки що ми розглянули лише обмежену частину навколишнього середовища, а саме погодні умови. Вони, звісно, є дуже важливими для тварин і рослин. Їхні схеми змінюються з плином століть, тож вони підтримують еволюцію в постійному русі, коли та крокує в ногу зі змінами. Але схеми погодних умов змінюються безсистемним, непослідовним чином. Інші складові навколишнього середовища тварин змінюються в більш послідовно несприятливих напрямках, і з ними також необхідно крокувати в ногу. Цими складовими навколишнього середовища є самі живі організми. Для хижака, такого як гієна, як мінімум не менш важливою складовою навколишнього середовища, ніж погодні умови, є його здобич — мінливі популяції гну, зебр та антилоп. Для антилоп та інших пасовищних тварин, що блукають рівнинами в пошуку підніжного корму, погодні умови можуть бути важливими, але леви, гієни та інші м’ясоїдні важливі теж. Накопичувальний відбір стежитиме за тим, аби тварини були добре пристосовані тікати від хижаків чи обманювати здобич, не менш ретельно, ніж він стежить за їхнім пристосуванням до панівних погодних умов. І так само, як еволюція крокує в ногу з довгостроковими змінами погодних умов, еволюційні трансформації здобичі співвідноситимуться з довгостроковими змінами звичок чи озброєння хижаків. Ясна річ, і навпаки також.

Інших живих істот, що ускладнюють життя виду, можна назвати загальним терміном «вороги». Леви є ворогами зебр. Зворотне ж твердження, що зебри є ворогами левів, може здатися трохи безсердечним. Зебра в цих відносинах видається надто невинною й потерпілою, щоб заслуговувати слова «ворог». Але окремо взята зебра робить усе, що може, аби не дати левам себе з’їсти, і з погляду левів це ускладнює їм життя. Якби всі зебри та інші пасовищні тварини досягали успіху в своїй меті, леви повимирали б від голоду. Тому за нашим визначенням зебри є ворогами левів. Паразити на кшталт стрічкових червів є ворогами своїх господарів, а господарі, у свою чергу, є ворогами паразитів, бо зазвичай виробляють засоби проти них. Травоїдні є ворогами рослин, а рослини є ворогами травоїдних у тому сенсі, що вони виробляють для свого захисту шипи, а також отруйні чи гидкі на смак хімічні речовини.

У процесі еволюції спадкові лінії тварин і рослин ітимуть у ногу зі змінами своїх ворогів не менш старанно, ніж вони підлаштовуються до зміни погодних умов. З погляду газелей еволюційні покращення озброєння й тактики гепардів подібні до поступового погіршення клімату, і реакція на них має бути відповідною. Але між цими двома явищами є одна надзвичайно важлива відмінність. Погодні умови змінюються впродовж століть, але вони не змінюються якимось навмисно недоброзичливим чином. Вони не мають наміру «дістати» газелей. Середньостатистичний гепард теж змінюється впродовж століть, так само, як і середньорічний рівень опадів. Але тоді як середньорічний рівень опадів коливається вгору і вниз без якогось конкретного ритму чи причини, середньостатистичний гепард із плином століть зазвичай ставатиме краще спорядженим для ловлі газелей, аніж були його предки. Це відбувається тому, що послідовність гепардів, на відміну від послідовності середньорічних погодних умов, сама зазнає накопичувальному відбору. Гепарди вироблятимуть дедалі швидші ноги, пильніші очі, гостріші зуби. Хоч якими б «ворожими» здавалися погодні та інші умови неживої природи, вони не виявляють необхідної тенденції ставати дедалі ворожішими. А от для живих ворогів, якщо дивитися на них за еволюційною часовою шкалою, характерна саме така тенденція.

Якби не було паралельної тенденції здобичі, тенденція хижаків ставати прогресивно «кращими» дуже скоро видихалася б, як це буває з людськими гонитвами озброєнь (які ми з причин економічної доцільності розглянемо нижче). І навпаки. Газелі не менше, ніж гепарди, підвладні накопичувальному відбору, і вони теж із плином поколінь проявлятимуть тенденцію до покращення своєї здатності швидко бігати, миттєво зриватися з місця, ставати невидимими, ховаючись у високій траві. Вони теж здатні еволюціонувати в напрямку перетворення на дедалі досконаліших ворогів, у цьому випадку — ворогів гепардів. З погляду гепардів середньорічна температура з роками не стає систематично кращою чи гіршою, за винятком того, що для добре адаптованої тварини будь-яка зміна буде на гірше. А от середньостатистична газель таки має тенденцію ставати систематично гіршою: її дедалі важче зловити через кращу адаптацію для уникнення гепардів. І знову ж таки, якби не було паралельної тенденції до покращення, демонстрованої хижаками, тенденція до прогресивного покращення в газелей поступово зійшла б нанівець. Одна сторона стає трохи досконалішою, бо такою стає друга. І навпаки. Цей процес відбувається по замкненій спіралі з часовою шкалою в сотні тисяч років.

У світі людських народів з їхньою коротшою часовою шкалою, коли кожен із двох ворогів прогресивно покращує своє озброєння у відповідь на покращення другої сторони, ми говоримо про «гонитву озброєнь». Аналогія з еволюцією тут достатньо близька, щоб виправдати запозичення цього терміна, і я не збираюся вибачатися перед своїми зарозумілими колегами, що прагнуть «очистити» нашу мову від таких яскравих порівнянь. Я тут представив цю ідею на простому прикладі газелей і гепардів. Метою було переконливо пояснити важливу відмінність між живим ворогом, який сам зазнає еволюційних змін, і неживими незлостивими умовами сере­довища на кшталт погоди, що зазнає деяких змін, але не систематичних і не еволюційних. Однак настав час визнати, що у своїх намаганнях пояснити цю цілком обґрунтовану думку я міг збити читача з пантелику іншим чином. Якщо подумати про це, то стає очевидним, що моя схема дедалі досконалішої гонитви озброєнь була надто простою принаймні в одному аспекті. Візьмімо швидкість бігу. В її нинішньому вигляді ідея гонитви озброєнь, схоже, наводить на думку, що гепарди та газелі мають продовжувати, покоління за поколінням, ставати дедалі швидшими, допоки і ті, і другі не почнуть бігати швидше за звук. Але ж цього не сталося й ніколи не станеться. Перш ніж завершити розгляд ідеї гонитв озброєнь, моїм обов’язком є застерегти читачів від можливих непорозумінь.

Перше застереження буде таким. З моїх слів могла скластися картина поступового вдосконалення здібностей гепардів у ловлі здобичі та здібностей газелей в уникненні хижаків. Читач міг прийти до якогось вікторіанського уявлення про невблаганність прогресу, за якого кожне покоління є досконалішим, підтягнутішим і сміливішим, аніж його батьки. Реальний же стан речей у природі зовсім інший. Часова шкала, в межах якої можна виявити суттєві покращення, схоже, в будь-якому разі є значно довшою, ніж за порівняння одного типового покоління з його попередником. Більше того, «покращення» є далеко не безперервним. Ця справа переривчаста й замість твердого поступу «вперед» у напрямку, навіяному ідеєю гонитви озброєнь, має періоди застою, а іноді навіть повернення «назад». З погляду стороннього спостерігача зміни умов середовища (неживих сил, які я об’єднав під загальною назвою «погода») можуть заглушувати повільні й безладні тенденції гонитви озброєнь. У гонитві озброєнь цілком можуть бути довгі відрізки часу, коли взагалі не відбувається жодного «прогресу», а отже, й жодних еволюційних змін. Іноді кульмінацією гонитви озброєнь стає вимирання видів, і тоді нова гонитва озброєнь може початися з нуля. Тим не менш навіть після всіх цих слів ідея гонитви озброєнь залишається значно задовільнішим поясненням існування досконалих і складних механізмів, які мають тварини й рослини. Своєрідне прогресивне «покращення», навіяне образом гонитви озброєнь, все ж відбувається, навіть якщо нерегулярно й переривчасто; навіть якщо загальна швидкість прогресу є надто низькою, аби проявлятися впродовж життя людини чи навіть часового проміжку відомої нам історії.

Друге застереження полягає в тому, що відносини між сторонами, які я називаю «ворогами», є складнішими, ніж просто двосторонні відносини, навіяні розповідями про гепардів і газелей. Однією зі складностей є те, що конкретний вид може мати двох (або більше) ворогів, які є ще запеклішими ворогами один одного. Саме такий принцип стоїть за часто висловлюваною напівправдою, що траві корисно, коли її об’їдають (або косять). Корови їдять траву, а тому можуть вважатися ворогами трави. Але трава має також інших ворогів у рослинному світі — конкурентні бур’яни, які, якщо дозволити їм безконтрольно рости, можуть виявитися ще жорстокішими ворогами трави, ніж корови. При цьому трава потерпає від об’їдання коровами, але конкурентні бур’яни потерпають від нього ще більше. Таким чином, у кінцевому підсумку корови на луках є для трави корисними. У цьому сенсі корови виявляються радше друзями трави, а не ворогами.

Тим не менше корови є ворогами трави в тому сенсі, що окремо взятій трав’янистій рослині все ж буде значно краще, якщо корова її не з’їсть, а будь-яка мутантна рослина, що володіє, скажімо, хімічною зброєю, захищаючись нею від корів, дасть більше насіння (що містить генетичні інструкції для створення хімічної зброї), ніж конкурентні представники її виду, які були апетитнішими. Навіть якщо в якомусь особливому сенсі корови є «друзями» трави, природний відбір не сприяє окремим трав’янистим рослинам, що роб­лять усе можливе, аби корови їх з’їли! Загальний висновок із цього абзацу буде таким. Розмірковувати про гонитву озброєнь між двома спадковими лініями, такими як корови й трава чи газелі й гепарди, може бути зручно, але ніколи не слід випускати з уваги той факт, що обидві сторони мають також інших ворогів, проти яких вони одночасно ведуть інші гонитви озброєнь. Я не заглиблюватимусь тут у деталі цієї думки, але з неї можна вивести одне з пояснень, чому конкретні гонитви озброєнь згасають, а не тривають вічно — не приводять до появи хижаків, що переслідуватимуть свою здобич із подвоєною надзвуковою швидкістю, і т. д.

Третє «застереження» щодо простої гонитви озброєнь є не так застереженням, як просто цікавою думкою з правом на життя. У своєму гіпотетичному розгляді гепардів і газелей я вже говорив, що гепарди, на відміну від погодних умов, мали тенденцію з плином поколінь ставати кращими мисливцями — жорстокішими ворогами, краще спорядженими для вбивства газелей. Однак це не означає, що вони стають успішнішими у вбивстві газелей. Суть ідеї гонитви озброєнь у тому, що обидві сторони покращуються, кожна по-своєму, одночасно ускладнюючи життя другій стороні. Немає жодних конкретних причин (принаймні в тому, що ми вже розглянули) очікувати, що будь-яка зі сторін гонитви озброєнь ставатиме дедалі більш чи менш успішною за іншу. Фактично ідея гонитви озброєнь в її найчистішій формі передбачає наявність абсолютно нульового прогресу показника успіху обох сторін за дуже чіткого прогресу спорядження для успіху. Хижаки стають краще спорядженими для вбивства, але в той же самий час їхні потенційні жертви стають краще спорядженими для уникнення вбивства, тож кінцевим результатом є відсутність будь-яких змін показника успішних вбивств.

Мається на увазі, що якби за допомогою машини часу хижаки з однієї епохи змогли зустрітися зі здобиччю з іншої, то більш пізні «сучасні» тварини (хижаки то будуть чи здобич) завиграшки випереджали би більш ранніх. Довести це експериментально не вдасться, хоча дехто припускає, що певну віддалену й ізольовану фауну, наприклад Австралії та Мадагаскару, можна вважати давньою, немовби подорож до Австралії схожа на подорож у минуле в машині часу. Такі люди вважають, що місцеві австралійські види зазвичай доводяться до винищення конкурентами чи ворогами, що переважають і були завезені з зовнішнього світу, бо ці види є «старішими», «більш застарілими» моделями, що перебувають у такому самому становищі проти агресора, як якийсь військовий корабель Ютландії в бою з атомним підводним човном. Але припущення, що Австралія має «живу викопну» фауну, важко виправдати. Можливо, непогані приклади цього подекуди й трапляються, але вони є рідкісними. Боюся, що це не більше ніж зоологічний еквівалент шовіністичного снобізму, аналогічного ставленню, що розглядає всіх австралійців як неотесаних волоцюг з єдиною думкою — про пиво.

Принцип нульової зміни показника успіху, хоч яким би великим був еволюційний прогрес спорядження, ліг в основу ідеї «ефекту Чорної Королеви», запропонованої американським біологом Лі ван Валеном. Як ви, мабуть, пам’ятаєте, в книжці «Аліса в Задзеркаллі» Чорна Королева схопила Алісу за руку й потягла її за собою, біжучи дедалі швидше, через поля, але хоч яким шаленим був їхній біг, вони весь час залишалися на одному місці. Аліса, яка, зрозуміло, була цим збентежена, зауважила: «У нашій країні, коли ти довго біжиш щодуху, як оце ми зараз, то зазвичай опиняєшся десь іще». «Що за повільна країна! — відповіла Королева. — А тут, бачиш, треба бігти чимдуж, аби тільки залишатися, де був. Якщо ж ти хочеш опинитися десь іще, то мусиш бігти хоча б удвічі швидше!»

Посилання на Чорну Королеву доволі цікаве, але воно може збивати з пантелику (як це іноді й буває), якщо застосовується для позначення чогось математично точного, а саме нульового відносного прогресу. Іншим оманливим моментом є те, що в історії з Алісою твердження Чорної Королеви є абсолютно парадоксальним, несумісним зі здоровим глуздом у реальному фізичному світі. А от еволюційний «ефект Чорної Королеви» ван Валена аж ніяк не парадоксальний. Він повністю відповідає здоровому глузду, якщо застосовувати його з розумом. Тим не менш навіть без парадоксу гонитви озброєнь можуть створювати ситуації, що вражають людину з економічним типом мислення як марнотратні.

Чому, наприклад, дерева в лісах є такими високими? Якщо коротко — тому, що високими є всі інші дерева, тож жодне не може собі дозволити таким не бути. Інакше його б затінили й позбавили сонячного світла. По суті, це правда, але людину з економічним типом мислення вона дратує. Адже це здається їй таким безглуздям, таким марнотратством. Коли всі дерева досягають повної висоти лісового покриву, всі вони приблизно однаково освітлюються сонцем, і жодне не може собі дозволити бути хоч трохи нижчим. Але якби тільки нижчими були всі вони, якби тільки там могла існувати своєрідна «профспілкова угода» про зниження загальноприйнятої висоти лісового покриву, від цього виграли б усі дерева. Вони конкурували б між собою в покриві за точно таке саме сонячне світло, але мусили б «сплачувати» знач­но менші ростові витрати для досягнення висоти цього покриву. Це пішло б на користь економіці всього лісу загалом, а отже, й кожному окремому дереву. На жаль, природному відбору байдуже до загальної економіки, і в ньому немає місця для якихось домовленостей і угод. Свого часу відбувалася гонитва озброєнь, в процесі якої дерева в лісі з плином поколінь ставали дедалі більшими. На кожному етапі цієї гонитви дерева не отримували жодної внутрішньої користі від того, що ставали високими. На кожному етапі цієї гонитви єдиний сенс високого росту полягав у тому, щоб бути вищими за сусідні дерева.

У міру розгортання цієї гонитви озброєнь середня висота дерев у лісовому покриві збільшувалась. Але користь, яку дерева отримували від свого високого росту, аж ніяк не зростала. Насправді вона навіть зменшувалася через дедалі більші витрати на забезпечення росту. Нові покоління дерев ставали дедалі вищими, але в кінцевому рахунку їм у певному сенсі могло бути краще залишатися на тому рівні, з якого вони почали. Ось вам і зв’язок із Алісою та Чорною Королевою, але як ви можете бачити, у випадку дерев жодного парадоксу насправді немає. Загальною характеристикою гонитв озброєнь (включно з людськими) є те, що, хоча всім їхнім учасникам було б краще без жодної ескалації, щойно один із них усе ж почне ескалацію, жоден уже не зможе собі дозволити залишитись осторонь. І знову, до речі, я мушу наголосити, що виклав цю історію надто просто. Я зовсім не хочу сказати, що буквально в кожному поколінні дерева є вищими за свої аналоги в попередньому або що гонитва озброєнь обов’язково триває й досі.

Інша думка, проілюстрована прикладом з деревами, полягає в тому, що гонитви озброєнь не обов’язково мають відбуватися між представниками різних видів. Окремі дерева можуть згубно затінятися представниками свого власного виду не менш імовірно, ніж представниками іншого. По суті, навіть імовірніше, бо всім організмам конкуренція з боку їхнього власного виду загрожує серйозніше, ніж змагання з іншими. Представники одного виду конкурують за ті самі ресурси значно глибшою мірою, ніж представники різних. Усередині одного виду існує також гонитва озброєнь між чоловічими й жіночими ролями та між батьками й діть­ми. Я вже розглядав їх у своїй книжці «Егоїстичний ген» і детальніше тут на них не зупинятимусь.

Історія з деревами дає мені можливість представити важливу загальну відмінність між двома типами гонитви озброєнь, що називаються симетричними й асиметричними. Симетричні гонитви озброєнь відбуваються між конкурентами, які прагнуть приблизно того самого, що й інші. Прикладом є гонитва озброєнь між лісовими деревами, що борються за доступ до світла. Різні види дерев не ведуть однаковий спосіб життя, але коли йдеться про конкретну гонитву, яку ми розглядаємо, — за сонячне світло над лісовим покривом, — вони конкурують за той самий ресурс. Вони беруть участь у гонитві озброєнь, в якій успіх однієї сторони сприймається другою як невдача. А симетричною ця гонитва озброєнь є тому, що природа успіху й невдачі обох сторін є однаковою — отримання сонячного світла й затінення відповідно.

Натомість гонитва озброєнь між гепардами й газелями є асиметричною. Це справжня гонитва озброєнь, в якій успіх будь-якої зі сторін сприймається другою як невдача, але природа успіху й невдачі цих двох сторін дуже різна. Сторони «прагнуть» абсолютно різного. Гепарди прагнуть їсти газелей. Газелі ж не прагнуть їсти гепардів — вони зацікавлені в тому, щоб не бути з’їденими гепардами. З еволюційного погляду асиметричні гонитви озброєнь є цікавішими, оскільки вони імовірніше породжують надзвичайно складні «системи озброєння». Чому це так, можна побачити на прикладах військових технологій у людей.

Я міг би використати як приклад протистояння США й СРСР, але насправді згадувати конкретні держави немає жодної потреби. Зброю, виготовлену компаніями будь-якої розвиненої промислової країни, врешті-решт, може купити хто завгодно й де завгодно. Існування успішного наступального озброєння на кшталт приповерхневих протикорабельних ракет класу «Exocet» зазвичай спонукає до винайдення ефективного контрзасобу, наприклад пристрою створення радіо­перешкод для «заплутування» системи управління ракети. Причому виробляти цей контрзасіб буде радше не ворог, а та ж сама країна, навіть та ж сама компанія! Зрештою, жодна компанія не споряджена для розроблення пристрою створення радіоперешкод для конкретної ракети краще, ніж компанія, що виробляє саму цю ракету. По суті, ніщо не заважає тій самій компанії виробляти обидва засоби і продавати їх протилежним сторонам військового конфлікту. Я достатньо цинічний, аби підозрювати, що це може відбуватися, і це яскраво ілюструє думку про покращення спорядження в той час, як його чиста ефективність залишається незмінною (а вартість зростає).

З мого нинішнього погляду питання про те, ким саме є виробники зброї протилежних сторін людської гонитви озброєнь — ворогами один одного чи однією й тією самою компанією, — не має особливого значення, що й цікаво. Значення має лише те, що незалежно від їхніх виробників самі пристрої є ворогами один одного в тому особливому сенсі, який я визначив у цьому розділі. Ракета і специфічний для неї пристрій створення радіоперешкод є ворогами один одного в тому розумінні, що успіх одного є синонімом невдачі другого. Чи є їхні розробники також ворогами один одного, не має значення, хоча, мабуть, буде простіше припустити, що вони таки ними є.

Досі я розглядав приклад ракети і специфічного для неї контрзасобу, не наголошуючи на еволюційному, прогресивному аспекті, який, зрештою, і є основною причиною введення цього прикладу до розділу. Суть тут полягає в тому, що не лише наявний проект ракети стимулює до створення (чи вимагає) відповідного контрзасобу, скажімо пристрою створення радіоперешкод. Протиракетний пристрій, у свою чергу, спонукає до покращення проекту ракети, яка б специфічним чином протидіяла цьому контрзасобу — протиракетному пристрою. Усе це виглядає приблизно так, немов кожне покращення ракети стимулює наступне покращення її самої, шляхом його впливу на контрзасіб. Покращення спорядження підживлює саме себе. Це й є рецепт вибухової, нестримної еволюції.

Через декілька років таких почергових винаходів і контрвинаходів поточна версія як ракети, так і її контрзасобу набудуть дуже високого рівня досконалості. Однак у той самий час (і тут знову на сцену виходить ефект Чорної Королеви) загалом немає жодних причин очікувати, що одна зі сторін гонитви озброєнь буде хоч трохи успішнішою в реалізації своїх прагнень, аніж вона була на початку. Насправді, якщо і ракета, і її контрзасіб покращувалися в однаковому темпі, можна очікувати, що найостанніші (найдосконаліші й найвитонченіші версії) та найперші (найпримітивніші й найпростіші) будуть абсолютно однаково успішними проти сучасних їм контрзасобів. У проекті прогрес відбувся, але не в кінцевому результаті, зокрема тому, що однаковий прогрес відбувся в проекті обох сторін гонитви озброєнь. Насправді саме те, що відбувся приблизно однаковий прогрес обох сторін, і стало причиною такого великого прогресу рівня досконалості проектів. Якби одна сторона, скажімо протиракетний пристрій створення радіоперешкод, вирвалася надто далеко вперед у гонитві проектів, друга сторона, в цьому випадку ракета, просто перестала би використовуватися й вироблятися — вона б «вимерла». Далеко не парадоксальний, як у прикладі з Алісою, в контексті гонитви озброєнь ефект Чорної Королеви виявляється фундаментальним для самої ідеї прогресивного удосконалення.

Я вже говорив, що асиметричні гонитви озброєнь ймовірніше приводили до цікавих прогресивних покращень, ніж симетричні, і сьогодні ми можемо побачити, чому це так, використовуючи для ілюстрації цієї думки військові технології в людей. Якщо одна держава має 2-мегатонну ядерну бомбу, держава-ворог розробить 5-мегатонну бомбу. Це провокує першу державу на створення 10-мегатонної бомби, що, у свою чергу, провокує другу на створення 20-мегатонної бомби, і т. д. Це й є справжня прогресивна гонитва озброєнь: кожне досягнення однієї сторони провокує контрдосягнення другої, наслідком чого є поступове зростання з плином часу якогось атрибута — в цьому випадку вибухової потужності бомб. Між тим за такої симетричної гонитви озброєнь між проектами немає жодної детальної відповідності за принципом «один до одного», жодного «зчеплення» чи «взаємозалежності» деталей проекту, які спостерігаються у випадку асиметричної гонитви озброєнь на кшталт змагань між ракетою і пристроєм створення радіоперешкод. Протиракетний пристрій задуманий спеціально з метою нейтралізації конкретних характеристик ракети; проектувальник контрзасобу звертає увагу на найменші деталі проекту ракети. Потім, під час розроблення контрзасобу до контрзасобу, проектувальник наступного покоління ракет використовує свої знання про детальний проект контрзасобу до попереднього покоління. Із бомбами ж, потужність яких постійно зростає, справа інша. Безумовно, розробники однієї сторони можуть, діючи піратськими методами, викрадати вдалі ідеї та імітувати характеристики проекту другої. Але навіть якщо так, це не вельми суттєво. Точна відповідність «один до одного» специфічним деталям американської бомби не є необхідною частиною проекту російської бомби. У випадку асиметричної гонитви озброєнь між спадковою лінією зброї й специфічними контрзасобами до неї саме відповідності один до одного після низки послідовних «поколінь» приводять до дедалі більшої досконалості та складності.

У живому світі ми також маємо сподіватися знаходити складний і витончений задум щоразу, коли маємо справу з кінцевими продуктами довгої асиметричної гонитви озброєнь, за якої просування вперед однієї сторони завжди збігалося (за принципом «один до одного», достеменно) з однаково успішними контрзасобами (на відміну від конкурентів) другої. Це явно справедливо для гонитв озброєнь між хижаками і їхньою здобиччю, та, можливо, ще більше — для гонитв озброєнь між паразитами й господарями. Електронні та акустичні системи озброєння кажанів, які ми розглядали в розділі 2, мають усю точно налаштовану досконалість, якої можна очікувати від кінцевих продуктів довгої гонитви озброєнь. Не дивно, що можна простежити ту саму гонитву озброєнь з іншого боку. Комахи, на яких полюють кажани, мають відповідну їм батарею складного електронно-акустичного обладнання. Деякі метелики навіть випускають (ультра)звуки, що нагадують кажанячі й, схоже, збивають кажанів з пантелику. Майже всім тваринам загрожує або небезпека бути з’їденими іншими тваринами, або небезпека невдачі в поїданні інших тварин, і величезна кількість детальних фактів про тварин має сенс, лише якщо пам’ятати, що вони є кінцевими продуктами довгих і запеклих гонитв озброєнь. 1940 року цю думку добре виклав у своїй класичній праці «Забарвлення тварин» Г. Б. Котт, що стало, можливо, першим використанням аналогії гонитви озброєнь у біології в друкованому виданні:

Перш ніж стверджувати, що оманливий зовнішній вигляд якогось коника чи метелика є занадто детальним, треба спочатку зрозуміти, які можливості сприйняття та розрізнення мають у своєму розпорядженні природні вороги цих комах. Не зробити цього буде все одно що стверджувати, що броня лінійного крейсера є надто важкою або далекобійність його гармат є надто великою, не поцікавившись природою та ефективністю озброєння ворога. По суті, і в первісній боротьбі джунглів, і в удосконаленнях цивілізованих війн ми бачимо в дії велику еволюційну гонитву озброєнь, результати якої для захисту проявляються в таких пристосуваннях, як швидкість, пильність, броня, колючки, норний спосіб життя, нічний спосіб життя, отруйні виділення, огидний смак, камуфляж та інші різновиди захисного забарвлення, а для нападу — в таких контрвластивостях, як швидкість, раптовість, влаштування засідок, заманювання, гострота зору, кігті, зуби, жала, отруйні ікла та спеціальні приманки. І так само, як більша швидкість переслідуваного розвивалась у зв’язку з більшою швидкістю переслідувача або захисна броня — у зв’язку з агресивною зброєю, розвивалась у відповідь на кращі можливості сприйняття й досконалість маскувальних пристосувань.

Гонитви озброєнь у людських технологіях вивчати легше, ніж їхні біологічні еквіваленти, бо вони відбуваються знач­но швидше. Їхній перебіг можна реально спостерігати з року в рік. У випадку ж біологічної гонитви озброєнь зазвичай можна побачити лише кінцеві продукти. Дуже рідко якась мертва тварина чи рослина кам’яніє, і тоді іноді вдається побачити прогресивні стадії гонитви озброєнь трохи більш безпосередньо. Один із найцікавіших прикладів цього стосується електронної гонитви озброєнь, яку ілюструють розміри мозку викопних тварин.

Самі мізки не кам’яніють, але це роблять черепи, і порожнина, у якій містився мозок, — черепна коробка — за акуратної інтерпретації може бути добрим індикатором розмірів мозку. Я сказав «за акуратної інтерпретації», і це є важливим застереженням. Адже серед багатьох інших проблем існує й така: великі тварини зазвичай мають великі мізки (почасти просто тому, що вони великі), але це не обов’язково означає, що вони є в якомусь цікавому сенсі «розумнішими». Слони мають більші мізки, ніж люди, але нам (можливо, з певною мірою справедливості) подобається думати, що ми розумніші за слонів і що «насправді» більшими є наші мізки, коли зважити на той факт, що ми значно менші тварини. Безумовно, наші мізки займають значно більшу частку тіла, ніж мізки слонів, про що свідчить опукла форма наших черепів. І це не просто наше видове марнославство. Можливо, значна частина будь-якого мозку необхідна для виконання рутинних операцій із догляду за тілом, а великому тілу автоматично потрібен для цього великий мозок. Треба знайти якийсь спосіб «вилучити» з наших розрахунків ту частину мозку, яку можна віднести просто на рахунок розмірів тіла, аби можна було порівняти те, що залишається, як справжню «мізкуватість» тварин. Іншими словами, нам потрібен якийсь добрий спосіб точного визначення того, що ми розуміємо під справжньою «мізкуватістю». Різні люди вільні пропонувати різні методи розрахунків, але, мабуть, найавторитетнішим показником є «коефіцієнт енцефалізації» (EQ), який використовує Гаррі Джерісон — провідний американський фахівець з історії розвитку мозку.

Взагалі-то EQ розраховується доволі складним шляхом, через логарифми маси мозку та тіла й нормування за середніми цифрами для основної групи, такої як ссавці загалом. Так само, як «коефіцієнт розумового розвитку» (IQ), який використовують (іноді неправильно) психологи, нормується за середнім для всієї популяції, EQ, скажімо, за середнім для всіх ссавців. Так само, як IQ 100 означає, за визначенням, ідентичний середньому для всієї популяції, EQ 1 означає, за визначенням, ідентичний середньому для, скажімо, ссавців такого розміру. Деталі техніки здійснення розрахунків не мають значення. Коротше кажучи, EQ конкретного виду, такого як носоріг чи кіт, є мірилом того, наскільки більшим (або меншим) є мозок тварини, ніж варто було б від нього очікувати, зважаючи на розміри її тіла. Метод розрахунку цього очікування, безумовно, відкритий для суперечок і критики. Той факт, що люди мають EQ 7, а бегемоти — EQ 0,3, не може в буквальному сенсі означати, що люди в 23 рази розумніші за бегемотів! Однак виміряний EQ, можливо, говорить нам дещо про те, наскільки «обчислювальна потужність» у голові тварини перевищує нескоротний мінімум, необхідний для звичайного функціонування її великого чи малого тіла.

Виміряні EQ сучасних ссавців дуже сильно варіюють. Щури мають EQ, приблизно рівний 0,8 — трохи нижчий від середнього для всіх ссавців. У білок він дещо вищий — приблизно 1,5. Можливо, тривимірний світ життя на деревах вимагає додаткової обчислювальної потужності для контролю точності стрибків, а ще більше для вибудовування ефективних шляхів крізь лабіринт гілок, що можуть або не можуть сходитися далі. У мавп він добряче вищий від середнього, а у великих мавп (особливо в нас із вами) ще вищий. Виявляється, що в мавп одні види мають вищий EQ, ніж інші, і, що цікаво, існує певний зв’язок між цим показником і їхнім способом життя: комахоїдні та плодоїдні мавпи мають більші мізки відносно своїх розмірів, ніж листоїдні. Це дає деякі підстави стверджувати, що для пошуку листя, якого навколо повно, тварині потрібна менша обчислювальна потужність, ніж для пошуку плодів, які іноді знайти непросто, або ловлі комах, що активно намагаються втекти. На жаль, схоже на те, що насправді тут усе складніше і що важливішими можуть бути інші змінні, такі як рівень метаболізму. Загалом у ссавців м’ясоїдні зазвичай мають трохи вищий EQ, аніж травоїдні, на яких вони полюють. У читача можуть виникнути деякі ідеї щодо того, чому так відбувається, але перевірити їх буде доволі складно. У будь-якому разі, хоч якою б була причина, схоже, що це — факт.

Але годі про сучасних тварин. Джерісон відтворив імовірний EQ вимерлих тварин, що сьогодні існують лише у вигляді скам’янілостей. Оцінювати розміри їхнього мозку йому доводилося, роблячи гіпсові зліпки внутрішнього боку черепних коробок. Для цього знадобилося чимало здогадів та оцінних суджень, але межі похибки є не такими великими, щоб звести нанівець усю виконану роботу. Зрештою, методи знімання гіпсових зліпків можна перевірити на точність за допомогою сучасних тварин. Ми вдаємо, що висохлий череп — це все, що залишилося від якоїсь сучасної тварини, використовуємо гіпсовий зліпок для оцінювання розмірів її мозку на основі самого лише черепа, а потім порівнюємо зі справжнім мозком, аби побачити, наскільки точною була наша оцінка. Такі перевірки на сучасних черепах підтверджують правильність оцінок Джерісона щодо мізків давно вимерлих тварин. Насамперед його висновок полягає в тому, що з плином (мільйонів) років мізки мають тенденцію ставати більшими. У будь-який конкретно взятий час травоїдні зазвичай мали менші мізки, ніж сучасні їм м’ясоїдні, які на них полювали. Але більш пізні травоїдні зазвичай мали більші мізки, ніж більш ранні, і те саме можна сказати про більш пізніх м’ясоїдних. Схоже на те, що на прикладі скам’янілостей ми бачимо гонитву озброєнь (чи радше низку поновлюваних гонитв озброєнь) між м’ясоїдними і травоїдними тваринами. У цьому проглядається особливо цікава паралель із людськими гонитвами озброєнь, оскільки мозок — це «бортовий комп’ютер», використовуваний як м’ясоїдними, так і травоїдними, а електроніка є, мабуть, тим елементом людських технологій озброєння, що сьогодні вдосконалюється найшвидше.

Чим же закінчуються гонитви озброєнь? Іноді вони можуть призводити до вимирання однієї сторони, у разі чого друга, можливо, припиняє еволюціонувати в цьому конкретному напрямку й фактично починає навіть «регресувати» з економічних причин, які ми невдовзі розглянемо. В інших випадках економічні тиски можуть зумовлювати повну зупинку гонитви озброєнь, навіть попри те що одна сторона у певному сенсі постійно випереджає другу. Візьмімо, наприклад, швидкість бігу. Має бути якась крайня межа швидкості, з якою здатні бігати гепард чи газель, — межа, встановлена законами фізики. Але ані гепарди, ані газелі цієї межі поки що не досягли. Обидва види тварин відштовхуються від якоїсь нижчої межі, яка, на мою думку, є економічною за своїм характером. Техніка високих швидкостей обходиться недешево. Вона вимагає довгих кісток ніг, потужних м’язів, об’ємистих легень. Ці речі може отримати будь-яка тварина, якій справді потрібно швидко бігати, але за них треба платити. Причому платити доводиться ціну, що різко зростає. Ця ціна вимірюється в тому, що економісти називають «альтернативними витратами». Альтернативні витрати чогось вимірюються як сума усіх інших речей, від яких треба відмовитись, аби це щось отримати. Витратами на відправлення дитини до приватної платної школи є всі ті речі, яких ви в результаті не можете собі дозволити купити: нова автівка, відпустка у теплих краях (якщо раптом ви настільки багаті, що можете легко собі дозволити всі ці речі, то альтернативні витрати на відправлення вашої дитини до приватної школи можуть бути близькими до нуля). Для гепарда ж ціною відрощування більших м’язів ніг є всі інші речі, які він міг би зробити з матеріалами та енергією, використаними на створення цих м’язів, — наприклад, виробництво більшої кількості молока для своїх дитинчат.

Ніхто, звісно, не припускає, що гепарди справді виконують у своїх головах якісь обчислення! Усе це робиться автоматично звичайним природним відбором. Конкурентний гепард, що не має таких великих м’язів ніг, бігає, можливо, не так швидко, але він має ресурси, які можна виділити на вироблення додаткової кількості молока й таким чином виростити ще одне дитинча. Більше дитинчат виростять ті гепарди, яких гени забезпечили оптимальним компромісом між швидкістю бігу, виробництвом молока і всіма іншими витратними статтями їхнього бюджету. Яким є оптимальний компроміс між, скажімо, виробництвом молока і швидкістю бігу, не очевидно. Він, безумовно, буде різним для різних видів і може коливатися всередині кожного виду. Поза сумнівом лише, що такі компроміси будуть неминучими. Коли й гепарди, й газелі досягнуть максимальної швидкості бігу, яку вони «можуть собі дозволити» з урахуванням їхньої власної економіки, гонитва озброєнь між ними добіжить кінця.

Їхні відповідні економічні точки зупинки можуть залишити їх не на одному рівні. Здобич може зупинитися, витрачаючи на оборонне озброєння більшу частину свого бюджету, ніж хижаки на наступальне. Одна з причин цього виводиться в моралі байки Езопа: «Заєць бігає швидше за лисицю, бо ризикує своїм життям, тоді як лисиця ризикує лише обідом». З погляду економіки це означає, що окремо взяті лисиці, які перекидають ресурси на інші справи, можуть досягти більшого успіху, ніж окремо взяті лисиці, що витрачають практично всі свої ресурси на полювання. У популяції ж зайців, з другого боку, баланс економічної переваги зміщується в бік тих окремо взятих зайців, що багато витрачають на спорядження для швидкого бігу. Результат таких економічно збалансованих бюджетів усередині виду полягає в тому, що гонитва озброєнь між видами зазвичай добігає взаємно стабільного кінця, де одна сторона буде попереду.

Ми навряд чи станемо свідками гонитви озброєнь у динаміці, бо вона навряд чи розгортається в якийсь конкретний «момент» геологічного часу на кшталт нашого. Але тварин, що трапляються в наш час, можна інтерпретувати як кінцеві продукти гонитви озброєнь, що розгорталась у минулому.

Отже, підіб’ємо підсумок цього розділу. Гени відбираються не через притаманні їм якості, а з огляду на їхні взаємодії з навколишнім середовищем. Особливо важливою складовою навколишнього середовища того чи іншого гена є інші гени. Загалом причина такої важливості цієї складової полягає в тому, що інші гени теж змінюються з плином поколінь у процесі еволюції. Це передбачає два основні типи наслідків.

По-перше, це означає, що відбір надаватиме перевагу тим генам, які мають властивість «співпрацювати» з іншими генами, з якими вони ймовірно зустрінуться в обставинах, що сприяють співпраці. Це особливо, хоча й не виключно, справедливо для генів усередині одного виду, бо гени всередині одного виду часто розподіляють клітини між собою. Це привело до еволюції великих груп генів, які співпрацюють заради спільної мети, а згодом і до еволюції самих тіл як продуктів їхнього спільного підприємства. Тіло індивіда є великим засобом пересування — «машиною виживання», створеною кооперативом генів для збереження копій кожного члена цього кооперативу. Вони співпрацюють, бо всі виграють від одного результату (виживання та розмноження спільного тіла) і являють собою важливу частину навколишнього сере­довища, в якому над кожним із них працює природний відбір.

По-друге, обставини не завжди сприяють співпраці. У своєму русі крізь геологічний час гени стикаються один із одним також в обставинах, що сприяють антагонізму. Це особ­ливо, хоча й не виключно, справедливо для генів різних видів. Суть різних видів полягає в тому, що їхні гени не змішуються, бо представники різних видів не можуть спаровуватись один з одним. Коли відібрані гени одного виду забезпечують навколишнє середовище, в якому відбираються гени іншого виду, результатом часто стає еволюційна гонитва озброєнь. Кожне нове генетичне покращення, відібране з однієї сторони гонитви озброєнь (скажімо, хижаків), змінює навколишнє середовище відбору генів з другої сторони (здобичі). Гонитва озброєнь такого типу якраз переважно й відповідає за помітно прогресивну якість еволюції, за еволюцію дедалі кращої швидкості бігу, вміння літати, чіткості зору, гостроти слуху тощо. Такі гонитви озброєнь не тривають вічно, а стабілізуються, коли, наприклад, подальші покращення стають надто економічно витратними для окремих тварин, про яких ідеться.

Це був складний розділ, але він мав потрапити до цієї книжки. Без нього в нас залишилося б відчуття, що природний відбір є лише деструктивним процесом чи у кращому разі процесом викорінення. Ми ж побачили тут два способи, якими природний відбір може проявлятись як конструктивна сила. Один спосіб стосується відносин співпраці між генами всередині виду. Ми повинні виходити з фундаментального припущення, що гени є «егоїстичними» сутностями, які працюють лише на користь свого власного відтворення в генофонді виду. Але оскільки навколишнє середовище гена складається (такою значною мірою) з інших генів, які також відбираються в тому самому генофонді, генам корисно конструктивно співпрацювати з іншими генами в генофонді. Саме тому виникли великі тіла з клітин, що узгоджено працюють разом задля досягнення спільної мети. Саме тому й існують складні організми, а не окремі реплікатори, що змагаються один з одним у первісному бульйоні.

Організми виробили єдину й узгоджену цілеспрямованість, бо гени відбираються в навколишньому середовищі, забезпеченому іншими генами всередині одного виду. Але оскільки гени відбираються також у навколишньому сере­довищі, забезпеченому іншими генами різних видів, розвиваються гонитви озброєнь. А гонитви озброєнь являють собою іншу велику силу, що просуває еволюцію в напрямках, які ми розцінюємо як «прогресивний», складний «задум». Гонитви озброєнь створюють враження внутрішньої нестабільної «нестримності». Вони несуться в майбутнє способом, що для нас, спостерігачів, є, з одного боку, безглуздим і марним, а з іншого — прогресивним і нескінченно захоп­ливим. У наступному розділі ми розглянемо конкретний, доволі особливий випадок такої вибухової, нестримної еволюції, який Дарвін називав статевим відбором.