Разум и природа - [22]

12. МАЛОЕ ИНОГДА ПРЕКРАСНО

Пожалуй, наиболее ярко и наглядно проблемы выживания демонстрируются переменной размера. Слон сталкивается с проблемами большого размера, землеройка — малого. Но в обоих случаях существует оптимальный размер. Слону не пошло бы на пользу, если бы он стал намного меньше, а землеройка ничего бы не выиграла, если бы стала намного больше. Можно сказать, что каждый из них привязан к своему собственному размеру.

Большие и малые размеры связаны с проблемами, общими для всего физического мира, будь то солнечная система, мост или наручные часы. Но существуют еще проблемы, свойственные исключительно живым системам — отдельным существам и целым городам.

Рассмотрим сначала физический мир. Проблемы механической неустойчивости возникают, например, потому, что силы притяжения и силы сцепления подчиняются разным количественным закономерностям. Большой ком земли легче разбить, бросив его на землю, чем маленький. Растущий ледник частично тает, частично ломается и преобразуется в новую форму в виде обвалов — более мелких элементов, отрывающихся от основного массива. И наоборот, даже в физическом мире очень малое может стать неустойчивым в силу нелинейности соотношения между площадью поверхности и весом. Когда мы хотим растворить некоторое вещество, мы разбиваем его на более мелкие части, потому что у мелких частей отношение поверхности к объему больше, чем у крупных, и, следовательно, больше площадь соприкосновения с растворителем. Большие куски исчезнут последними. И так далее.

Может быть, следующая притча поможет нам применить эти мысли к более сложному миру живых организмов:

ИСТОРИЯ О ПОЛИПЛОИДНОЙ ЛОШАДИ

Говорят, члены нобелевского комитета до сих пор смущаются, когда кто-нибудь упоминает о полиплоидных лошадях. Однако, доктор П. Ю. Посиф, великий эревхонский [Эревхон (Erewhon), анаграмма от nowhere — название сатирической повести С. Батлера, означающее «Нигде». — Прим. перев.] генетик, получил в конце 1980-х годов премию за манипуляцию с ДНК обычной тягловой лошади (Equus caballus). Говорили, что он внес большой вклад в тогда еще молодую науку — транспортологию. Во всяком случае, он получил премию за создание — ни одно другое слово не подошло бы лучше к этой отрасли прикладной науки, столь смело покусившуюся на роль божества — за создание, говорю я, лошади ровно вдвое большего размера, чем обычная клайдсдейлская лошадь-тяжеловоз. Она была в два раза длиннее, в два раза выше и в два раза толще. Она была полиплоидом и обладала четырехкратным набором хромосом.

П. Ю. Посиф всегда утверждал, что когда-то, когда это чудесное животное было еще жеребенком, оно могло самостоятельно стоять на своих четырех ногах. Замечательное, наверное, это было зрелище! Как бы то ни было, когда эту лошадь впервые показали публике и запечатлели с помощью всевозможных коммуникационных средств современной цивилизации, она уже не стояла. Короче говоря, она была слишком тяжелой. Еще бы, ведь она весила в восемь раз больше, чем обычная лошадь клайдсдейлской породы.

Доктор Посиф всегда настаивал на том, чтобы во время публичных демонстраций и съемок убирались шланги, с помощью которых приходилось поддерживать температуру этой лошади на обычном для млекопитающих уровне. Но мы всегда боялись, что ее внутренние органы сварятся. Ведь шкура и подкожный жир бедного животного были в два раза толще обычного, а площадь его поверхности была всего в четыре раза больше, чем у обычной лошади, поэтому она не могла как следует охлаждаться.

Каждое утро эту лошадь приходилось поднимать на ноги с помощью маленького подъемного крана и помещать ее в некоторое подобие ящика на колесах, где она висела на веревках, облегчавших нагрузку на ее ноги в два раза.

Доктор Посиф не уставал повторять, что это животное отличается необыкновенным умом. Действительно, ее мозг был в восемь раз больше (по весу), чем у любой другой лошади, но я никогда не видел, чтобы ее занимали более сложные вопросы, чем те, что занимают других лошадей. У нее было очень мало свободного времени, она всегда была чем-то занята, всегда тяжело дышала — отчасти, чтобы охладиться, отчасти, чтобы насытить кислородом свое восьмикратное тело. Ведь площадь сечения ее дыхательного горла была больше обычного всего в четыре раза.

А питание? Каждый день она должна была ухитриться съесть в восемь раз больше пищи, чем требуется обычной лошади, и всю эту пищу ей приходилось проталкивать по пищеводу лишь вчетверо больше обычного. Относительный размер кровеносных сосудов тоже был меньше обычного, и это затрудняло кровообращение и увеличивало нагрузку на сердце.

Бедное животное.

На примере этой истории видно, что неизбежно происходит, когда сталкиваются две или более переменных с несовместимыми графиками. Именно так возникает взаимодействие между изменением и его допустимым пределом. Например, постепенный рост численности — автомобилей или населения — не оказывает заметного влияния на транспортную систему, пока внезапно не достигается пороговое значение, и тогда возникают пробки. Критическое значение одной переменной выявляется при изменении другой.