Евгений Кунин - Логика случая. О природе и происхождении биологической эволюции

133

Имеется в виду начало эволюции путем естественного отбора (и дрейфа), а не формирование видов, которое понимал под «дарвиновским порогом» Карл Вёзе.

Конечно, это формулировка «слабого» антропного принципа как единственно разумной научной интерпретации антропного рассуждения. Так называемый «сильный» антропный принцип – это телеологическое представление о том, что наше человеческое существование является, в некоем загадочном смысле, «целью» эволюции Вселенной. Как таковая, эта идея не принадлежит к области науки (J. D. Barrow and F. J. Tipler. The Anthropic Cosmological Principle. Oxford: Oxford University Press, 1988).

Интересно и важно отметить, что, в то время как готовился русский перевод этой книги, анализ наблюдений радиоастрономического зонда «Планк» выявил гетерогенность реликтового микроволнового излучения, которая предсказывается теорией инфляции (Planck Collaboration: P. A. R. Ade, N. Aghanim, C. Armitage-Caplan, M. Arnaud, M. Ashdown, F. Atrio-Barandela, J. Aumont, C. Baccigalupi, A. J. Banday, R. B. Barreiro, M. Bartelmann, J. G. Bartlett, E. Battaner, K. Benabed, A. Benoot, A. Benoit-Lèvy, J.-P. Bernard, M. Bersanelli, P. Bielewicz, J. Bobin, J. J. Bock, A. Bonaldi, J. R. Bond, J. Borrill, F. R. Bouchet, F. Boulanger, J. W. Bowyer, M. Bridges, M. Bucher, C. Burigana, R. C. Butler, B. Cappellini, J.-F. Cardoso, R. Carr, M. Casale, A. Catalano, A. Challinor, A. Chamballu, R.-R. Chary, X. Chen, L.-Y Chiang, H. C. Chiang, P. R. Christensen, S. Church, D. L. Clements, S. Colombi, L. P. L. Colombo, F. Couchot, A. Coulais, B. P. Crill, A. Curto, F. Cuttaia, L. Danese, R. D. Davies, R. J. Davis, P. de Bernardis, A. de Rosa, G. de Zotti, et al. (218 additional authors not shown). Planck 2013 results. I. Overview of products and scientific results. arXiv:1303.5062 [astro-ph. CO]; Planck Collaboration. Planck 2013 results. XXII. Constraints on inflation arXiv:1303.5082 [astro-ph.CO]). И хотя это предварительные данные, от которых далеко до прямой поддержки МММ, вероятность того, что рассуждения в этом разделе книги вообще ни на чем не основаны, по-видимому, сильно упала.

Хотя и это не стоит сбрасывать со счета, поскольку ситуация с фондированием фундаментальных исследований, не имеющих немедленного практического выхода, мягко говоря, не улучшается.

Используя термин «ризома», я следую авторитетнейшему микробиологу Дидье Раулю (D. Raoult. The Post-Darwinist Rhizome of Life. Lancet 375 [2010]: 104–105) и цитирую знаменитый постмодернистский текст Делёза и Гваттари, которым «ризома» служила метафорой сложности мира в целом (G. Deleuze and F. Guattari. Thousand Plateaus: Capitalism and Schizophrenia. Minneapolis, MN: University of Minnesota Press, 1987; перевод: Делёз Ж., Гваттари Ф. Тысяча плато. Капитализм и шизофрения / Пер. с франц. Я. Свирский. Екатеринбург: У-Фактория, 2010). Замена одной биологической метафоры (дерева) другой (ризомой) весьма уместна.

Подобно взаимодействию между частицами в жидкости или твердом теле, в отличие от идеального газа.

Исследование весьма общих моделей эволюции на пересеченных ландшафтах показывает, что во многих случаях дело обстоит именно так (Lobkovsky AE, Koonin EV. Replaying the tape of life: quantification of the predictability of evolution. Front Genet. 2012;3:246).

Совсем недавно этот вездесущий транскрипционный шум послужил поводом для беспрецедентной шумихи и чуть ли не скандала вокруг заявлений проекта ENCODE о функциональности 80 % последовательностей в геноме человека, к тому же не совсем точно истолкованных журналистами (ENCODE Project Consortium. An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome. Nature 2012;489:57–74). С точки зрения эволюционной биологии подобные утверждения смехотворны. С одной стороны, в небольших популяциях, как у млекопитающих, очищающий отбор в принципе не может контролировать эволюцию таких гигантских количеств генетического материала, а с другой стороны, совершенно бессмысленная транскрипция большей части генома неизбежна по той же самой причине: слабый отбор не в состоянии ей эффективно препятствовать. Эти и подобные аргументы приводятся в нескольких интересных статьях, направленных на опровержение утверждения авторов ENCODE (Graur D, Zheng Y, Price N, Azevedo RB, Zufall RA, Elhaik E. On the Immortality of Television Sets: «Function» in the Human Genome According to the Evolution-Free Gospel of ENCODE. Genome Biol Evol. 2013 Jan;5(3):578-90; Niu DK, Jiang L. Can ENCODE tell us how much junk DNA we carry in our genome? Biochem Biophys Res Commun. 2013 Jan 25;430(4):1340-3. Doolittle WF. Is junk DNA bunk? A critique of ENCODE. Proc Natl Acad Sci USA. 2013 Apr 2;110(14):5294-300). Эта громкая история чрезвычайно поучительна: она показывает, что понимание простых принципов эволюционной теории незаменимо для самых актуальных и практически важных исследований в современной биологии.

Подчеркнем, что связь между геномом и фенотипом не только сложна. По-видимому, многие ее аспекты не детерминированы в принципе. Далеко идущие следствия этого положения еще необходимо изучить и понять.

Уже после публикации оригинала этой книги такое исследование было проведено и выявило существенные различия в свойствах разных типов ландшафтов (Lobkovsky AE, Wolf YI, Koonin EV. Quantifying the similarity of monotonic trajectories in rough and smooth fitness landscapes. Mol Biosyst. 2013 Mar 4).

Слово «открытие» здесь употребляется вполне сознательно – имея в виду открытие именно вирусного мира, а не вирусов как таковых (они были открыты более ста лет назад). До последнего времени мы не имели сколько-нибудь разумного представления о масштабах, а значит, по сути, и о существовании этого мира.

Сам термин «империя» идет от интереснейшего дебата между двумя великими эволюционистами, Эрнстом Майром и Карлом Вёзе. Однако они спорили лишь о классификации клеточных форм жизни: Вёзе настаивал на трехдоменной схеме, а Майр, на основании чисто биологических соображений, считал, что «правильные» империи – прокариоты и эукариоты (Mayr E. Two empires or three? Proc Natl Acad Sci USA. 1998 Aug 18;95(17):9720-3; Woese CR. Default taxonomy: Ernst Mayr’s view of the microbial world. Proc Natl Acad Sci USA. 1998 Sep 15;95(19):11043-6). Автор этой книги имел честь консультировать Эрнста Майра по поводу эволюции архей и удостоился благодарности в статье. Это, похоже, редчайший повод для «законной гордости».

Насколько нам известно в настоящее время. Гипотеза Черной Королевы, уже упоминавшаяся выше, предполагает, что даже для этих организмов некоторые вещества поставляются другими членами микробного сообщества (Morris JJ, Lenski RE, Zinser ER. The Black Queen Hypothesis: evolution of dependencies through adaptive gene loss. MBio. 2012 May 2;3(2).

Здесь мы говорим о прогрессе в исследованиях, который, несомненно, имеет место, – в отличие от прогресса в эволюции.

В недавней популярной книге «Высший замысел» Стивен Хокинг и Леонард Млодинов пишут: «Что касается законов, управляющих Вселенной, скажем следующее: непохоже, чтобы существовала единая математическая модель или теория, которая могла бы описать всю Вселенную. Вместо этого… возникает целая сеть теорий, называемая М-теорией. Каждая из теорий в сети М-теории хорошо описывает явления в определенных рамках. Там, где их границы перекрываются, различные теории в этой сети согласуются, так что все они могут считаться частями одной и той же теории. Но нет ни одной теории, которая была бы в состоянии описать все аспекты Вселенной: все силы природы, частицы, подверженные этим силам, и структуру пространства-времени, в котором разворачивается их действие. Хотя в этой ситуации и не сбывается мечта традиционной физики о теории великого объединения, она приемлема в рамках модельно-зависимого реализма» (S. W. Hawking and L. Mlodinow. The Grand Design. London: Bantam, 2010. Р. 58). Вероятно, трезвая оценка, весьма далекая от надежды на то, что «мы прочитаем мысли Бога», выражением которой завершается ставшая классической книга Хокинга «Краткая история времени» (S. W. Hawking. A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes. London: Bantam, 1988; перевод: Хокинг С. Краткая история времени / Пер. с англ. Н. Смородинской. М.: Амфора, 2010).

По знаменитому выражению Эрнеста Резерфорда.

А с другой точки зрения, только предсказательная сила.

Приложение представляет собой переработанную статью E. V. Koonin. The Cosmological Model of Eternal Inflation and the Transition from Chance to Biological Evolution in the History of Life. Biology Direct 2 (2007): 15.

Существование связи между ландшафтом в теории суперструн и инфляционной мультивселенной не бесспорно.