Река, выходящая из Эдема - [27]
Как подступиться к тому, чтобы оценить продолжительность времени, необходимого для некоего количества эволюционных преобразований? Для выяснения величины каждого эволюционного шага нам потребуется единица измерения, и представляется разумным определить ее как некую долю от того, что имелось прежде. В качестве такой единицы измерения для эволюции анатомических показателей Нильcсон и Пельгер использовали постепенное изменение признака на 1 %. Это просто условная единица — вроде калории, по определению представляющей собой количество энергии, необходимое для выполнения некой работы. Данную однопроцентную единицу проще всего применять, когда преобразования происходят только в одном измерении. Если, к примеру, сделать неправдоподобное предположение, будто естественный отбор благоприятствует бесконечному удлинению хвоста у райской птицы, то сколько потребуется шагов, чтобы длина хвоста проэволюционировала от одного метра до одного километра? Увеличение длины хвоста на 1 % — это то, чего обычный орнитолог и не заметит. И тем не менее, чтобы удлинить хвост до километра, таких шагов потребуется на удивление мало: менее семисот.
Удлинение хвоста от одного метра до одного километра — это, конечно, прекрасно (и, конечно, нелепо), но как разместить на этой шкале эволюцию глаза? Проблема в том, что в случае с глазом множество параметров должно меняться одновременно в самых разных направлениях. Целью Нильсcона и Пельгер было разработать такие компьютерные модели эволюционирующего глаза, которые отвечали бы на два вопроса. Первый вопрос примерно тот же, каким мы с вами здесь уже неоднократно задавались, только они рассматривали его более методично, с использованием компьютера. Вопрос этот таков: «Существует ли непрерывный градиент преобразований от гладкой кожи до полноценного глаза позвоночного животного, так чтобы каждый следующий промежуточный этап представлял собой усовершенствование?» (В отличие от инженеров-людей, естественный отбор не способен временно понижать планку качества — даже если это сулит возможность поднять ее значительно выше впоследствии.) Второй вопрос — тот, с которого мы начали данный раздел: «Сколько времени займут необходимые эволюционные изменения?»
В своих компьютерных симуляциях Нильсcон и Пельгер не делали попыток моделировать процессы, происходящие внутри клеток. В их работе одиночная светочувствительная клетка — не будет большим грехом назвать ее фотоэлементом — изначально считалась уже возникшей. Неплохо было бы как-нибудь в будущем создать еще одну компьютерную модель — уже на внутриклеточном уровне, — чтобы показать, как самый первый живой фотоэлемент получился в ходе пошаговых преобразований некой клетки-предшественницы, имевшей более общее назначение. Но с чего-то нужно начинать, и Нильcсон с Пельгер начали с появления светочувствительной клетки. Они работали на уровне тканей — то есть не отдельных клеток, а состоящего из них материала. Кожа — это ткань, так же как и выстилка кишечника, мышца или печень. Ткани могут самым различным образом видоизменяться под влиянием случайных мутаций. Клеточные пласты становятся обширнее или компактнее, толще или тоньше. В специфическом случае прозрачных тканей — наподобие хрусталика — мутации могут менять показатель преломления (степень отклонения падающего света от первоначального направления) на том или ином участке.
Моделировать глаз, в отличие, скажем, от лапы бегущего гепарда, приятно тем, что его эффективность легко оценить при помощи элементарных законов оптики. Глаз можно представить в виде двумерного поперечного среза, после чего компьютер без затруднений рассчитает нам остроту зрения (пространственное разрешение) в виде определенного вещественного числа. Прийти к подобному численному выражению для эффективности конечности или позвоночника гепарда было бы намного сложнее. Отправной точкой в модели Нильcсона и Пельгер была плоская сетчатка, лежащая поверх плоского пигментного слоя и покрытая плоским защитным слоем прозрачной ткани. Этот прозрачный слой мог локально подвергаться действию мутаций, менявших его показатель преломления. Также модели позволялось претерпевать деформации в любых случайных направлениях, но при соблюдении того условия, чтобы каждое изменение было небольшим и непременно в лучшую сторону по сравнению с тем, что имелось до этого.
