Требуется сборка. Расшифровываем четыре миллиарда лет истории жизни – от древних окаменелостей до ДНК - [48]

Однажды в четверг я пришел с книгой немецкого ученого Рихарда Гольдшмита “Материальные основы эволюции”, впервые опубликованной в 1940 году и переизданной в мягком переплете. Когда я показал ее Майру, его лицо покраснело, а глаза уставились на меня с ледяным блеском. Он встал, постоял неподвижно, не замечая моего присутствия на протяжении какого-то времени, показавшегося мне бесконечным. Я пересек какую-то невидимую черту и был практически уверен, что с чаепитиями по четвергам придется распрощаться.

Майр молча направился к старому деревянному шкафу с папками и быстро оглядел его содержимое. Он вернулся с пожелтевшим оттиском одной из статей Гольдшмита и кинул его на стол со словами: “Я написал мою книгу в ответ на ту чушь, которая написана в первом предложении одного абзаца в конце”. Услышав этот комментарий, я проштудировал статью, пока не добрался до страницы 96. Ошибиться было невозможно, здесь было больше злобных пометок, чем исходного текста.

Три с половиной десятилетия прошло между публикацией статьи Гольдшмита и яростью Майра. Как могло одно предложение или даже идея вызвать такие сильные переживания и стать причиной создания 811-страничной книги, которая положила начало целому направлению исследований?

Вопрос заключался в том, как изменения в генах могли приводить к новым изобретениям в истории жизни. Традиционная точка зрения гласила, что изобретения возникали со временем постепенно, благодаря небольшим генетическим изменениям на каждой стадии. Эта концепция поддерживалась таким количеством теоретических и экспериментальных работ, что фактически стала аксиомой. Британский статистик сэр Рональд Фишер вывел ее в математическом виде в 1920-х годах, когда пытался связать зарождавшуюся генетику с дарвиновской теорией эволюции. Отчасти логика рассуждений строилась так: если вы что-то меняете в системе случайным образом, значительные изменения скорее нанесут вред и приведут к катастрофе, чем незначительные.

Рассмотрим в качестве примера самолет. Любое случайное изменение, нарушающее нормы, практически наверняка приведет к созданию такого самолета, который не сможет летать. Случайные изменения формы корпуса, расположения, формы или модели двигателя или конфигурации крыльев с большой вероятностью создадут монстра, не способного подняться в воздух. Но небольшие поправки, такие как смена цвета сидений или минимальные изменения размеров, с меньшей вероятностью окажутся катастрофическими. Вообще говоря, они с большей вероятностью повысят эффективность системы, чем значительные изменения, пусть даже косвенным путем. Этот способ рассуждений доминировал в сфере эволюционной биологии на протяжении многих лет – сомневаться в нем было все равно как сомневаться в том, что яблоки падают с дерева под действием силы тяжести.

Гольдшмит, бежавший из нацистской Германии, устроился на работу в США и на протяжении десятилетий изучал мутантов. Переехав в Северную Америку, он внедрился в сферу генетики, не обращая внимания на установившийся status quo. Под впечатлением от мутантов с двумя головами или лишними сегментами тела, подобных тем, которых открыл Кэлвин Бриджес, он подумал, что значительные превращения могут происходить в одну стадию в результате одной значительной мутации. Суть этой идеи отразилась в одном из самых известных замечаний Гольдшмита, и именно оно вызвало такой гнев у Майра: “Первая птица вылупилась из яйца рептилии”. Не было никаких постепенных превращений; по мнению Гольдшмита, биологические революции происходили за один шаг при смене одного поколения.

Мутантов Гольдшмита стали называть “перспективными монстрами”. Монстрами – поскольку они очень сильно отличались от нормы, а перспективными – поскольку с них начинались целые революции в истории жизни. В отношении царства растений, где изменение числа хромосом за один шаг может привести к появлению нового вида, идея Гольдшмита не вызвала возражений. Однако в отношении царства животных дела обстояли иначе.

Идея Гольдшмита незамедлительно подверглась жесточайшим нападкам. Наибольшие сомнения возникали насчет вероятности выживания и репродукции перспективных монстров. Во-первых, мутант должен оказаться жизнеспособным и произвести жизнеспособное потомство. К тому времени было хорошо известно, что большинство мутантов, не говоря уже о мутантах со значительными изменениями, либо стерильны, либо умирают, не достигнув репродуктивного возраста. Но даже если мутант выжил и способен к размножению, его судьба все еще остается неопределенной. Он не может дать потомство, если оказался единственным подобным мутантом в популяции: ему нужен партнер с такой же мутацией. Чтобы перспективные монстры Гольдшмита могли за один шаг произвести революцию в истории жизни, необходима целая серия маловероятных событий: значительная мутация должна привести к появлению жизнеспособной взрослой особи; она должна произойти одновременно у особей и мужского, и женского пола; некоторые из этих особей должны найти друг друга, спариться и произвести потомство, которое, в свою очередь, тоже сможет воспроизводиться.