Текст книги "Слепой часовщик. Как эволюция доказывает отсутствие замысла во Вселенной"

Автор книги: Ричард Докинз

сообщить о нарушении

Текущая страница: 12 (всего у книги 31 страниц) [доступный отрывок для чтения: 12 страниц]

Крайне редко может меняться и сама система адресации. У шимпанзе 24 пары хромосом, а у нас 23. У нас с шимпанзе был общий предок, а значит, либо у нас, либо у них в роду однажды произошло изменение числа хромосом. Либо мы утратили одну хромосому (две объединились), либо шимпанзе приобрели (одна разделилась надвое). Должна была быть по крайней мере одна особь, чей хромосомный набор был не таким, как у ее родителей. Бывают у генетических систем и другие случайные преобразования. Порой длинные кодирующие последовательности оказываются целиком скопированными на совершенно разные хромосомы. Мы знаем об этом, потому что идентичные друг другу протяженные последовательности ДНК-текста иногда обнаруживаются разбросанными по хромосомам то там то сям.

При считывании информации с какого-то определенного участка компьютерной памяти возможны два варианта происходящего. Информация эта может быть или просто куда-то переписана, или же вовлечена в какую-то “операцию”. Быть куда-то переписанной – это означает быть скопированной. Мы уже видели, что ДНК без труда копируется, чтобы передаться в новые клетки, и что большие куски ДНК копируются при передаче их от одного индивидуума к другому – к его ребенку. С “операциями” дело обстоит мудренее. В случае компьютеров операцией может быть выполнение указаний, записанных в программах. Например, ячейки с адресными номерами 64489, 64490 и 64491 в ПЗУ моего компьютера заняты таким содержимым – последовательностью единиц и нулей, – которое, будучи преобразовано в инструкции, побуждает громкоговоритель компьютера издать отрывистый звук. Вот эта кодовая комбинация: 10101101 00110000 11000000. Сама по себе она не содержит ничего отрывистого и ничего звукового. В ней нет ничего, из чего мы могли бы заключить, что она должна оказывать какое-то действие на громкоговоритель. Для того чтобы она оказывала свое действие, весь компьютер должен быть устроен соответствующим образом. Точно так же и расположение символов четырехбуквенного кода ДНК влияет, скажем, на цвет глаз или на поведение, но эти влияния не являются неотъемлемым свойством самих последовательностей ДНК. Чтобы нуклеотидные последовательности оказывали свое действие, весь организм должен развиваться соответствующим образом, а это, в свою очередь, определяется другими участками ДНК. Взаимодействия между генами будут основной темой главы 7.

Прежде чем принять участие в какой-либо операции, код ДНК должен быть “переброшен” на другой носитель. Вначале символы ДНК переписываются алфавитом РНК, тоже четырехбуквенным, а затем переводятся в полимер совершенного иного типа, называемый полипептидом или белком. Еще его можно было бы назвать полиаминокислотой, так как основными единицами, из которых он состоит, являются аминокислоты. В живых клетках 20 разновидностей аминокислот. Все белки биологического происхождения составлены из этих 20 типов “строительных блоков”. Хотя белковая молекула и представляет собой цепочку из аминокислот, обычно она не остается тонкой и вытянутой, а сворачивается в запутанный клубок, точная форма которого определяется аминокислотной последовательностью. Следовательно, для любой конкретной последовательности аминокислот характерна строго определенная форма клубка. Ну а последовательность аминокислот, в свою очередь, однозначно определяется (через посредничество РНК) порядком символов в цепочке ДНК. Получается, что в каком-то смысле трехмерная структура белка закодирована в одномерной последовательности “букв” ДНК.

Процесс перевода, или трансляции, происходит с использованием знаменитого трехзначного “генетического кода”. Это не что иное, как словарь, в котором каждый из 64 (4 × 4 × 4) возможных триплетов нуклеотидов ДНК (или РНК) соответствует либо какой-то одной из 20 аминокислот, либо “сигналу остановки чтения”. Таких “стоп-сигналов”, или “знаков препинания”, в генетическом коде три. Многие аминокислоты кодируются более чем одним триплетом (что вряд ли нас удивит, ведь триплетов 64, а аминокислот всего 20). Весь процесс трансляции точной линейной последовательности “ПЗУ” ДНК в строго одну и ту же трехмерную организацию цепочки белка представляет собой поразительное достижение цифровых информационных технологий. На последующих этапах влияния генов на организмы аналогия с компьютерами будет чуть менее очевидной.

Любую живую клетку, даже одиночную бактерию, можно представить себе как гигантский химический завод. Ход событий на этом предприятии определяют последовательности ДНК, или гены, которые оказывают свое действие, влияя на трехмерную структуру белковых молекул. Слово “гигантский” по отношению к клетке может показаться неожиданным, особенно если вспомнить, что 10 млн бактериальных клеток спокойно помещаются на булавочной головке. Но не будем забывать, что каждая из этих клеток способна вместить полный текст Нового Завета, а уж если судить по тому, сколько в ней содержится разных замысловатых станков, то ее действительно можно назвать гигантской. Каждый станок – это крупная молекула белка, и его сборка производится под влиянием особой последовательности ДНК. Молекулы белков, называемых ферментами, являются станками в том смысле, что каждая из них обеспечивает протекание определенной химической реакции. Каждая разновидность таких белковых машин “выпускает” свой собственный, особый тип химической продукции. Сырье для этого производства плавает внутри клетки и, скорее всего, изготовлено другими белковыми машинами. Чтобы вы получили представление о размере этих станков, скажу, что каждый из них состоит примерно из 6000 атомов – очень много по молекулярным меркам. Всего в клетке около 1 млн таких внушительных аппаратов и около 2 тыс. их разновидностей, каждая из которых служит для выполнения какой-то одной определенной операции на этом предприятии. Именно специфическими продуктами деятельности ферментов определяются индивидуальные особенности строения и функционирования каждой клетки.

Все клетки организма содержат одни и те же гены, и потому может показаться странным, что сами эти клетки не похожи друг на друга. Дело тут в том, что в клетках каждого типа считывается свой, специфический набор генов, а все остальные гены бездействуют. Так, в клетках печени не используются те участки “компьютерной памяти” ДНК, которые требуются исключительно для формирования почки, и наоборот. Форма клетки и режим ее работы определяются тем, какие из находящихся в ней генов считываются, а затем транслируются в белки. А это зависит от того, какие химические вещества уже имеются в данной клетке, что, в свою очередь, частично зависит от того, какие гены считывались в ней и в соседних с ней клетках ранее. Когда клетка делится, две дочерние клетки не обязательно будут абсолютно одинаковыми. Например, в оплодотворенной яйцеклетке, которая дает начало организму, одни химические вещества скапливаются у одного полюса, а другие – у другого. Когда такая поляризованная клетка делится, ее химическое содержимое распределяется между двумя дочерними клетками неравномерно. А значит, в двух этих клетках будут считываться различные гены, что положит начало самопроизвольно усиливающейся дивергенции. Окончательная форма организма в целом, размер его конечностей, электрические схемы в его мозге, слаженность его движений – все это косвенные последствия взаимодействий между разными типами клеток, которые являются разными оттого, что в них считываются разные гены. Эти процессы расхождения, сопутствующие развитию организма, лучше представлять себе происходящими автономно в каждой точке, наподобие описанного в главе 3 “рекурсивного алгоритма”, а не согласованными в рамках какого-то централизован ного замысла.

“Операция” в том смысле, какой подразумевается в данной главе, – это то, что имеет в виду генетик, когда говорит о “фенотипическом эффекте” гена. Фенотипическими эффектами называются воздействия, оказываемые ДНК на организм: на цвет глаз, курчавость волос, склонность к агрессии и тысячи других признаков. Первые этапы своего воздействия ДНК осуществляет в местном масштабе: считываясь в виде РНК и транслируясь в белковые цепочки, которые затем влияют на строение клетки и на режим ее работы. Это один из двух способов, которыми может передаваться информация, заключенная в последовательности ДНК. Другой способ – продублировать ее в новой нити ДНК. Это то самое копирование, о котором уже говорилось выше.

Между этими двумя способами – вертикальной и горизонтальной передачей заложенной в ДНК информации – имеется основополагающее различие. Вертикально информация переносится в ДНК тех клеток (из которых образуются другие клетки), из которых в конечном итоге образуются сперматозоиды и яйцеклетки. Так она передается новому поколению, а затем, снова по вертикали, неопределенному числу последующих поколений. Эту ДНК я буду называть “архивной”. Она потенциально бессмертна. Непрерывный ряд клеток, по которому путешествует архивная ДНК, называется зародышевым путем или зародышевой линией. Зародышевая линия – это группка тех клеток организма, которые являются предками сперматозоидов или яйцеклеток, а значит, и предками последующих поколений. Кроме того, ДНК передается в стороны, или горизонтально, – в ДНК клеток, не относящихся к зародышевой линии, таких как клетки печени или кожи. Далее – в РНК, затем в белок и во всевозможные воздействия на развитие эмбриона, а следовательно, и на форму и поведение взрослого организма. Горизонтальную и вертикальную передачу можно считать реальными аналогами описанных в главе 3 компьютерных алгоритмов РАЗВИТИЕ и РАЗМНОЖЕНИЕ.

Неодинаковый успех соперничающих ДНК при вертикальной передаче по архивам вида – это и есть естественный отбор. Под “соперничающими ДНК” имеются в виду альтернативные варианты содержимого одних и тех же адресов в хромосомах данного вида. Некоторые гены сохраняются в архивах более успешно, чем их соперники. И хотя в конечном счете “успех” – это вертикальная передача по архивам вида, тем не менее критерием успеха обычно является действие, которое гены оказывают на организмы при боковой передаче. Это тоже аналогично тому, как обстояло дело в компьютерной модели с биоморфами. Предположим, например, что у тигров встречается некий особый ген, горизонтальное распространение которого влияет на клетки челюстей таким образом, что зубы получаются чуть более острыми, чем у носителей гена-соперника. Тигр с такими сверхострыми зубами сможет убивать добычу эффективнее, чем обычный тигр. Следовательно, он оставит больше потомства. Следовательно, он передаст по вертикали больше копий гена, делающего зубы более острыми. При этом, разумеется, он будет передавать и все остальные свои гены, но только этот конкретный “ген острозубости” будет в среднем встречаться в телах острозубых тигров чаще других. Усредненный эффект гена на весь ряд организмов, в которые он попадает, приносит пользу и самому гену, если под пользой понимать вертикальную передачу следующим поколениям.

Эффективность ДНК как средства для хранения информации просто поразительна. ДНК сберегает содержание своих записей намного лучше, чем каменные таблички. У коров и у гороха (так же как и у всех остальных, включая нас) имеется практически один и тот же ген, который кодирует белок H4. Это текст ДНК длиной 306 знаков. Мы не можем сказать, что у всех видов он занимает одни и те же адресные ячейки, поскольку сопоставлять адреса ячеек у разных видов бессмысленно. Но мы можем с полным правом констатировать, что у коров имеется последовательность из 306 знаков, практически идентичная некой 306-знаковой последовательности у гороха. Из всех этих 306 знаков у коров и гороха не совпадают только два. Как давно жил общий предок коров и гороха, точно не известно, но, судя по геологической летописи, можно заключить, что было это где-то между 1000 и 2000 млн лет назад. Сойдемся на полутора миллиардах. За столь невообразимо долгий (по человеческим меркам) период обе эти ветви эволюции, отделившиеся от далекого предка, сумели сохранить по 305 символов из 306 (это в среднем; возможно, кто-то сохранил все 306, а кто-то – только 304). Надписи, высеченные на каменных надгробиях, становятся неразборчивыми всего лишь через несколько столетий.

В каком-то смысле сохранность ДНК-документа “гистон H4” – это даже еще большее чудо, поскольку, в отличие от каменных плит, здесь текст не хранится постоянно на одном и том же физическом носителе, а многократно копируется из поколения в поколение подобно священным иудейским книгам, которые ритуально переписывали каждые 80 лет, дабы предотвратить их обветшание. Сколько раз этот документ переписывался в ряду поколений, соединяющем корову или горох с их общим предком, оценить трудно, но, вероятно, речь идет где-то о 20 млрд снятых одна с другой копий. Также трудно найти и адекватный эталон, с которым можно было бы сопоставить сохранность более чем 99 % информации после 20 млрд последовательных актов копирования. Давайте попробуем следующую версию игры в испорченный телефон. Представьте себе 20 млрд машинисток, сидящих в ряд. Этот ряд мог бы опоясать Землю 500 раз. Первая машинистка печатает страницу документа и передает ее своей соседке. Та перепечатывает и отдает следующей машинистке свою копию. Следующая снова перепечатывает, и т. д. Когда текст дойдет до конца, мы прочтем его (точнее, не мы, а наши прапрапра… 12 тыс. раз “пра”… правнуки, если исходить из допущения, что все машинистки печатают на хорошей, профессиональной скорости). Насколько он будет близок к оригиналу?

Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны получить представление о качестве работы наших машинисток. Давайте сформулируем его иначе. Насколько аккуратно должна работать машинистка, чтобы приблизиться по точности к ДНК? Ответ будет выглядеть почти что абсурдно. Как бы то ни было, он таков: машинистка долж на ошибаться не чаще одного раза на триллион знаков. Это значит перепечатать Библию целиком 250 тыс. раз подряд и допустить всего одну опечатку. В реальности хороший секретарь-машинист делает примерно одну опечатку на страницу, что где-то в полмиллиарда раз превышает частоту ошибок при копировании гена гистона H4. От нашего текста останется 99 % исходных печатных знаков, уже когда он попадет к 20-й машинистке из 20 млрд. А десятитысячная машинистка получит копию, содержащую менее 1 % от оригинала. Это практически полное уничтожение первоначального текста произойдет прежде, чем его увидят 99,9995 % машинисток.

Вся эта аналогия была слегка неправомерной, но в очень интересном и поучительном смысле. Я пытался создать впечатление, будто мы сравниваем скорость накопления ошибок при копировании. Однако документ “гистон H4”не только копировался, но и подвергался воздействию естественного отбора. Гистоны организму жизненно необходимы. Они используются при строительстве хромосом. Возможно, при копировании гена гистона H4 происходило намного больше опечаток, просто мутантные организмы не выживали или по меньшей мере не размножались. Чтобы метафора стала корректной, мы должны были добавить, что в кресло каждой из машинисток встроено ружье, причем оно подсоединено таким образом, что стоит только машинистке сделать ошибку, как она будет мгновенно застрелена и заменена на запасную (возможно, слабонервные читатели предпочли бы представить себе катапульту, легонько выбрасывающую провинившуюся машинистку из ряда, но ружье дает более ясные представления о естественном отборе).

Получается, что измеряя консервативность ДНК путем подсчета тех изменений, которые действительно произошли в течение геологических эпох, мы оцениваем сочетание собственно точности копирования с отфильтровывающим действием естественного отбора. Мы видим только последствия удачных опечаток. Те, которые приводили к смерти своих обладателей, до нас очевидным образом не дошли. Можем ли мы оценить истинную, рабочую точность копирования, до того как естественный отбор примется за новое поколение генов? Да, можем: это число будет обратным той величине, которая называется частотой мутаций и вполне подается измерению. Вероятность того, что при однократном снятии копии любая конкретная буква будет скопирована неправильно, составляет чуть больше единицы на миллиард. Разность между данной частотой мутаций и более низким уровнем тех изменений, которые ген гистона претерпел в ходе эволюции на самом деле, может служить мерой того, насколько бережно естественный отбор хранил этот старинный документ.

Консервативность этого гена, дошедшего до нас сквозь эоны, является по генетическим меркам исключительной. Другие гены меняются с большей скоростью – вероятно, потому что естественный отбор терпимее относится к их изменчивости. Так, например, скорость эволюционных изменений генов, кодирующих белки фибринопептиды, приближается к базовой частоте мутаций. Это может означать, что ошибки в частностях строения этих белков (вырабатываемых в процессе свертывания крови) не играют большой роли для организма. Гемоглобин по скорости изменения своих генов занимает промежуточное положение между гистонами и фибринопептидами. По-видимому, и степень терпимости естественного отбора к ошибкам в этом случае промежуточная. Гемоглобин в крови делает очень важное дело, и детали его структуры действительно имеют значение, но похоже, что несколько альтернативных вариантов этой структуры справляются со своими задачами одинаково хорошо.

Тут мы сталкиваемся с тем, что на первый взгляд может показаться парадоксом. Те молекулы, которые эволюционируют медленнее всего, – гистоны – оказываются наиболее подверженными действию естественного отбора. Фибринопептиды же эволюционируют с наибольшей скоростью, потому что естественный отбор почти полностью их игнорирует, и они вольны изменяться так часто, как часто происходят мутации. Парадоксальным это кажется по той причине, что мы очень много говорим о естественном отборе как о движущей силе эволюции. Следовательно, если бы не было естественного отбора, то, по идее, не было бы и эволюции. И наоборот, можно было бы подумать, что мощное “давление отбора” должно приводить к быстрым эволюционным преобразованиям. А вместо этого мы обнаруживаем, что естественный отбор эволюцию тормозит. Фоновая скорость эволюции – без естественного отбора, то есть эквивалентная частоте мутаций – является в то же время и максимально возможной.

На самом деле никакого парадокса тут нет. Как следует подумав, мы увидим, что по-другому и быть не могло. Эволюция путем естественного отбора не может идти со скоростью, превышающей скорость мутирования, ведь в конечном счете мутации – это единственный источник возникновения изменчивости внутри вида. Естественный отбор способен только на то, чтобы сохранять одни варианты и отвергать другие. Верхняя граница скорости эволюционных изменений неизбежно будет устанавливаться частотой мутаций. Фактически естественный отбор занимается не столько преобразованиями, сколько их предотвращением. Поспешу прибавить, что из этого не следует, будто естественный отбор – процесс исключительно деструктивный. Он способен и к созиданию. Каким образом – объясню в главе 7.

Но и мутации сами по себе штука довольно редкая. Другими словами, и без естественного отбора ДНК сохраняет свои архивы с поразительной эффективностью. По самым скромным оценкам, даже при отсутствии естественного отбора она реплицируется с такой точностью, что для того, чтобы опечатки составляли 1 % от общего текста, потребуется сделать целых пять миллионов удвоений подряд. Наши воображаемые машинистки снова безнадежно обставлены ДНК, даже если никакого естественного отбора не происходит. Ведь достигнуть такого уровня точности для них было бы равносильно способности напечатать полный текст Нового Завета всего лишь с одной опечаткой. То есть каждая из них должна быть примерно в 450 раз аккуратнее типичного секретаря из реального мира. Это определенно не в полмиллиарда раз – соответствующий показатель точности копирования гена гистона H4 при участии естественного отбора, – но все равно очень впечатляющая цифра.

Однако я несправедлив к машинисткам. В сущности, я исходил из допущения, что они неспособны замечать свои ошибки и исправлять их. Я постулировал отсутствие корректуры. В действительности же она, разумеется, существует. А значит, в моем ряду из миллиардов машинисток исходному тексту было бы не так просто испортиться, как я это описал. Механизм копирования ДНК включает в себя и автоматическое исправление ошибок. Не будь этого, не было бы и такой изумительной точности. В процессе снятия копии с ДНК участвует много различных инструментов-“корректоров”. Это тем более необходимо, если учесть, что символы кода ДНК отнюдь не так неподвижны, как иероглифы, высеченные на граните. Речь здесь идет об объектах настолько крохотных – вспомните про все эти экземпляры Нового Завета, помещающиеся на булавочной головке, – что они подвержены постоянным разрушительным ударам просто из-за обычного беспорядочного теплового движения молекул. В тексте ДНК происходит непрерывное обновление, круговорот букв. Ежедневно в одной человеческой клетке подвергается порче около 5 тыс. печатных знаков, и механизмы репарации немедленно заменяют их на новые. Если бы эти механизмы не трудились не покладая рук, весь текст потихоньку растворился бы. Вычитывание новых копий ДНК – это просто одна из разновидностей стандартных ремонтных работ. Поразительная сохранность информации в ДНК и замечательная точность ее воспроизведения связаны в первую очередь с постоянным исправлением опечаток.

Итак, мы видим, что молекулы ДНК являются ключевым элементом захватывающих информационных технологий. Они способны вмещать огромное количество точной цифровой информации в ничтожном объеме и хранить ее с поразительно малым числом ошибок (но все же не без ошибок) в течение неимоверно долгого времени, миллионов лет. К чему же все это нас приводит? К самой главной правде о жизни на Земле, к той истине, на которую я намекнул в первом абзаце этой главы, когда говорил про семена ивы. Истина эта заключается в том, что живые организмы существуют для пользы ДНК, а не наоборот. На данном этапе рассуждений это еще не очевидно, но я надеюсь, что сумею вас убедить. По сравнению с нашими короткими жизнями информация, которую несут молекулы ДНК, может считаться практически вечной. Продолжительность жизни текста, записанного в ДНК (плюс-минус несколько мутаций), измеряется миллионами и сотнями миллионов лет. Или, другими словами, насчитывает от 10 тыс. до триллиона сроков жизни индивидуальных организмов. Каждый отдельный организм можно рассматривать как временное транспортное средство, в котором ДНК-послания проводят ничтожно малую часть всего отведенного им геологического времени.

В мире полным-полно вещей, которые существуют!.. Так-то оно так, но что это нам дает? Вещи существуют либо потому, что они недавно возникли, либо потому, что какие-то их качества не давали им разрушиться раньше. Скалы появляются на свет не слишком часто, но зато они крепки и долговечны. В противном случае они были бы не скалами, а песком. Впрочем, некоторые из них в самом деле постигла эта участь, благодаря чему у нас есть пляжи! А более прочные так и остались существовать в виде скал. Роса же, наоборот, существует не из-за своей долговечности, а потому, что она только что появилась на свет и еще не успела испариться. По-видимому, есть две категории предметов, обладающих “ценностью для существования”: предметы типа росинок, которые можно охарактеризовать как “отличающиеся большой вероятностью возникновения, но не очень долговечные”, и предметы типа скал – “возникают не очень часто, но, раз возникнув, имеют склонность оставаться надолго”. Скалы обладают долговечностью, а росинки – “возникабельностью”. (Я пытался найти менее уродливое слово, но не смог.)

ДНК взяла все лучшее от тех и от других. Как физические объекты молекулы ДНК похожи на капельки росы. При определенных условиях они способны возникать в большом количестве, но существование их недолго: уже через несколько месяцев от них ничего не остается. Они не так долговечны, как скалы. Но те шаблоны, которые в них закодированы, прочнее самых твердых скал. У них есть все необходимое, чтобы существовать в течение миллионов лет, благодаря чему они и сохранились до наших дней. Основное их отличие от росинок в том, что одни росинки не рождаются от других. Все капли росы, безусловно, похожи друг на друга, но они не обладают каким-то особенным сходством со своими “родителями”. В отличие от молекул ДНК росинки не формируют кланов и потому не могут передавать информацию. Росинки возникают путем самозарождения, а тексты ДНК – посредством снятия копий.

Трюизмы наподобие “мир полон вещей, у которых есть все необходимое, чтобы существовать” банальны и почти что глупы до тех пор, пока мы не начнем употреблять их по отношению к особому типу долговечности – долговечности в виде ряда поколений размножающихся копий. Долговечность последовательностей ДНК иного свойства, нежели у скал, а возникабельность – иного свойства, нежели у росинок. В данном случае фраза “все необходимое, чтобы существовать” – ни в коей мере не банальность и не тавтология. Это “все необходимое для существования” включает в себя способность строить машины вроде меня или вас – самые сложные объекты в известной нам Вселенной. Давайте посмотрим, как такое возможно.

Если говорить в общем, то все дело в том, что те характерные свойства ДНК, которые мы здесь выявили, – это не что иное, как основные компоненты любого процесса накапливающего отбора. В компьютерных моделях, описанных в главе 3, эти необходимые ингредиенты были внесены нами в программу осознанно. Чтобы накапливающий отбор мог действительно существовать в природе, необходимо возникновение неких объектов, свойства которых дадут в итоге нужную “гремучую смесь”. Так что же это за компоненты? Пытаясь ответить на этот вопрос, не будем упускать из внимания тот факт, что именно они, эти компоненты, должны были возникнуть, хотя бы в зачаточной форме, в начальный период существования нашей планеты. В противном случае накапливающий отбор, а следовательно, и жизнь вообще не смогли бы здесь начаться. Мы говорим сейчас не о конкретных свойствах ДНК, а о базовых составляющих, необходимых для появления жизни где угодно во Вселенной.

Когда пророк Иезекииль оказался посреди поля с сухими костями, он пророчествовал перед ними, и кости воссоединились. Тогда он еще немного попророчествовал, и вокруг них выросла плоть и жилы. Однако духа в них по-прежнему не было. Не хватало жизненно важного ингредиента – жизни как таковой. У мертвой планеты есть атомы, молекулы и более крупные куски материи, которые случайным образом налетают друг на друга и сваливаются в кучи в соответствии с законами физики. Порой законы физики заставляют атомы и молекулы объединяться, как Иезекииль заставил объединиться сухие кости, а порой, наоборот, отделяться друг от друга. Так могут возникать довольно крупные скопления атомов, которые затем точно так же могут разваливаться и рассыпаться. Но духа не будет в них.

Чтобы вдохнуть жизнь в сухие кости, Иезекииль призвал на помощь четыре ветра. Какой же необходимый компонент должен появиться на безжизненной планете вроде молодой Земли, чтобы дать ей шанс ожить? Это не дух и не ветер, не эликсир и не снадобье. Это вообще не вещество, это способность – способность к саморепликации. Вот она, главная составляющая накапливающего отбора: каким-то образом под действием обычных законов физики долж ны появиться на свет самокопирующиеся объекты, или, как я буду их называть, репликаторы. Это может быть все что угодно, с чего делаются копии, хотя в современной живой природе роль репликаторов практически полностью присвоили себе молекулы ДНК. Думается, что первые репликаторы на нашей планете были другими. Невероятно, чтобы готовая молекула ДНК могла возникнуть просто так, на ровном месте, без помощи других молекул, обычно не встречающихся нигде, кроме живых клеток. Первые репликаторы были, скорее всего, намного проще и грубее.

Необходимы еще и другие два ингредиента, которые, по идее, должны автоматически появляться при наличии первого – саморепликации. В процессе самокопирования должны происходить случайные ошибки – даже система репликации ДНК изредка ошибается, а уж самые первые репликаторы на Земле были, надо думать, еще более изменчивы. Кроме того, репликаторы, хотя бы некоторые, должны обладать властью над собственным будущим. Этот последний ингредиент совсем не так зловещ, как звучит. Я всего лишь хотел сказать, что какие-то свойства репликаторов должны влиять на вероятность того, что репликация состоится. Судя по всему, это то следствие, которое, пусть в зачаточном виде, неизбежно вытекает из самого факта наличия саморепликации как таковой.

Выходит, что у каждого репликатора имеются снятые с него копии. Каждая копия ничем не отличается от оригинала и обладает всеми его свойствами. В том числе, разумеется, и способностью производить (иногда с ошибками) новые копии самих себя. Итак, любой репликатор потенциально является “предком” устремленного в далекое будущее бесконечно длинного ряда своих копий и, следовательно, теоретически способен произвести бесчисленное множество репликаторов-потомков. Для изготовления каждой новой копии требуется сырье – мелкие строительные блоки, оказавшиеся поблизости. Сам репликатор, по-видимому, служит при этом чем-то вроде шаблона или матрицы. Мелкие детали заполняют этот трафарет таким образом, что в итоге выстраивается его дубликат. Затем дубликат высвобождается и теперь может уже сам служить матрицей. В итоге мы имеем способную к увеличению популяцию репликаторов. Эта популяция не сможет расти бесконечно – ее рост в конечном счете лимитирован запасами сырья, тех самых мелких строительных блоков, которые заполняют трафарет.

И вот тут вступает в дело наш второй ингредиент. Не все копии одинаково точны. Порой случаются ошибки. Вероятность их возникновения нельзя полностью устранить ни из какого процесса копирования, хотя и можно свести ее до минимума. Именно к этому все время стремятся производители высококачественной звуковой аппаратуры, и, как мы уже видели, успехи ДНК в деле уменьшения ошибок тоже весьма впечатляют. Однако современная репликация ДНК – это высокотехнологичная процедура, в которой принимают участие искусные механизмы исправления опечаток, оттачивавшиеся в течение многих поколений накапливающего отбора. Первые же репликаторы, как я уже говорил, были, скорее всего, устройствами грубыми и неточными.