Главная трудность, с которой сталкивается человек при попытке осмыслить нечто глобальное, например, эволюцию жизни, — это нехватка ресурсов мышления

Главная трудность, с которой сталкивается человек при попытке осмыслить нечто глобальное, например, эволюцию жизни, — это нехватка ресурсов мышления. Речь идёт о комбинации широкого мышления и конкретных знаний. Часто либо не хватает способности к абстрактному охвату явлений, либо недостаточно знаний, чтобы компенсировать эту нехватку, а если точнее - не достает всего вместе – комбинации первого и второго. В результате целостная картина не складывается. Трудность - в фундаментальном несоответствии между масштабом явления и возможностями человеческого восприятия. Мы пытаемся оценить процесс, разворачивающийся на протяжении миллиардов лет, с точки зрения существа, чье сознание сформировано опытом нескольких десятилетий. Это все равно что пытаться рассмотреть фреску размером с континент, стоя вплотную к одному её мазку. Поэтому, условно, человеку сложно представить, как работает модель эволюции, в которой бактерия за миллиарды лет превращается в многоклеточный разумный организм.

Но если так подумать, подобная сложность возникает и при осмыслении развития человеческого эмбриона. Оплодотворённая яйцеклетка — одна-единственная клетка — каким-то образом превращается в кучу разных клеток. Они почему-то знают, куда направиться, как связаться, какую форму принять, какую функцию выполнять. Тысячи типов клеток работают синхронно, в правильном порядке и соотношении, вовремя и циклично. Это чудо эмбриогенеза и онтогенеза, по сути, является продолжением чуда филогенеза — эволюции видов. Про есть наука, evo-devo.

Почему некоторым это сложно понять, почему популярны идеи о том, что эволюции нет? Если бы у человека было достаточно широкое мышление, он мог бы оставаться религиозным, но при этом увидел бы, что чудо жизни шире, чем его привычное представление. Машинерия, которую создала Бог в таком видении, ещё более чудесна. Модель самоорганизации, где постоянно меняющееся живое возникает из неживого по самопроизвольному алгоритму в подходящих условиях, — эта модель гениальнее, чем идея о «сборке по кирпичикам» готового организма. Она реалистичнее, сложнее в своей реалистичности и гениальнее в своей простоте. Но человек часто не может этого увидеть, потому что не способен взглянуть на всё «сверху» и собрать в единую картину. Это не укладывается у него в голове.

Ему сложно мысленно воспроизвести анимацию того, как через взаимодействие генов, изменение генетических переключателей и кластеров происходят трансформации. Хотя в рамках экспериментов это демонстрировалось: отключишь один ген у мухи — и усик на голове превращается в ногу. Всё работает на таких переключателях. Нет отдельного огромного комплекса генов, кодирующих, например, форму пяти пальцев. Есть множество взаимодействующих генов, которые действуют на всё подряд. И есть один небольшой ген-регулятор, который направляет всю эту машинерию, и она сама укладывается в пять пальцев. Чуть изменишь этот ген — и получается шесть или семь пальцев, или вообще их нет. Получается, что за сложнейший морфологический признак часто отвечает не один очень сложный белок и не туча генов, каждый из которых отвечает за один единственный параметр (угол кривизны одной косточки в кисти, например). В мозге подобная проблема есть с нейронами: каждый отвечает за множество функций, включен во множество сетей, нет нейрона для каждого отдельного воспоминания, который бы хранил информацию только о нем – нейронов бы не хватило хранить всю память человека. А в случае генома пять пальцев появляются по похожему принципу: благодаря куче дополнительных условий, которые создают нужный контекст (и контекст не только для формы и количества пальцев, но и для много чего еще, поэтому это и КОНТЕКСТ). В уже готовом контексте ты рисуешь ещё один символ — и появляется новый объемный смысл (это как заготовки рисунков, которые нужно дорисовать).

Эволюция работает не с бесконечным полем возможностей, а с жестко структурированным ландшафтом, где каждый шаг предопределен предыдущими. Мутация одного гена-переключателя может превратить усик мухи в ногу не потому, что этот ген «кодирует» ногу, а потому, что он перенаправляет целый каскад уже существующих процессов. Пять пальцев на руке появляются не по отдельной команде на каждый, а как побочный продукт работы единой системы в заданных условиях. Это экономия, доведенная до гениальности: сложнейшие структуры возникают как эмерджентные свойства простых правил, взаимодействующих в жестких рамках.

Геном является контекстом для самого себя в плане эволюционных изменений. То, что уже есть в геноме, ограничивает возможные пути дальнейших изменений. В простейшем смысле: если нет эхолокации — не может быть и изменений, с ней связанных. Но в более сложном смысле, существующее нагромождение генов создаёт структурные ограничения: какие-то изменения становятся невозможными, а какие-то — нежизнеспособными. В первом случае у тебя могут быть сверхстабильные участки ДНК, которые ничем не разломаешь, куча стабилизирующих элементов, ферментативные системы восстановления, дублирование генов — вот это не изменишь. Во втором случае есть критические гены, мутации в которых приводят к мгновенной гибели.

Как иллюстрацию того, почему геном является ограничением для самого себя, можно вспомнить теорию, объясняющую, почему животные ограничены в половом размножении и не скрещиваются с дальними видами. Появление различных форм половых органов, особенностей поведения — это не просто адаптации. Есть теория, что на заре эволюции многоклеточных половые клетки просто выбрасывались в море и взаимодействовали случайным образом. Это привело к периоду «первоначального полового взрыва», когда скрещивание было возможно между очень разными формами. Отголоском того времени являются, например, радикальные и странные, почти «галлюциногенные» метаморфозы у насекомых: яйцо ? гусеница ? куколка ? совершенно иная форма с крыльями. Возникает вопрос: что за бред, как такое может быть? А суть как раз в том, что это может быть наследием тех древних гибридизаций.

В определённый момент был достигнут предел сложности. Комбинаций стало так много, а генотипы — настолько разными (например, 100 хромосом у одного и 10 у другого), что жизнеспособное потомство стало физически невозможно получить. Это не специальный механизм выживания, а возникшее физическое ограничение. Геном сам стал барьером для дальнейшего хаотичного смешения: был достигнут предел возможных комбинаций, и дальше так делать уже нельзя. А потом в дополнение к этому добавились и другие ограничения — морфологические (у всех разные формы половых органов), циклические (все размножаются в разное время), поведенческие (у бабочки не возникает влечения к антилопе), в том числе ритуальные (спаривания не будет, пока самец правильно не станцует, например), которые были уже не просто физическим ограничением, а полезным приспособлением, не дающим тратить силы на бесполезные попытки получить потомство, которое либо просто не появится, либо будет бесплодным.

Кстати, важно, что контекстом для индивидуального (онтогенез) и эволюционного (филогенез) развития является не только геном, но и физическое тело, окружающие условия, законы физики – это все переменные, на которые гены как бы «опираются», от которых отталкиваются, когда строят организм. Это особенно хорошо видно на примере эмбриогенеза: для здорового развития эмбриона подходит очень узкий диапазон многофакторных условий – это указывает на то, что все они важны, их роль, может быть, даже больше, они содержат больше информации, чем геном. Это чем-то похоже на фракталы, на циклические реакции, на симметрию кристаллов: когда простая формула рождает неописуемо сложные формы. В этом случае простота иллюзорная: сложность в контексте. Это как простая, но уникальная и сложновоспроизводимая круглая жемчужина, которая появляется только в сложнейшей машинерии живого тела моллюска. Или как деталь в огромном механизме – вроде бы простая, но с какой-то особой формой, и без этой формы механизм не работает: сложность в выверенности этой формы, в ее подогнанности под механизм.

Если суммировать, то в случае с человеком, который не может понять теорию эволюции, дело заключается в том, что ему не хватает способности взглянуть на всю эту картину целиком — вместить в голове и эмбриогенез, и генетические переключатели, и ограничивающую роль генома, и гениальную самоорганизацию материи на протяжении миллиардов лет. Даже человеку с биологическим образованием, постоянно увлекающемуся этой темой, одновременно удерживать это в голове сложно. Но если бы человек смог полностью воспроизвести в голове целостную картину, модель этого, он, вероятно, перестал бы мыслить об эволюции упрощённо. Он увидел бы не слепой случай, а потрясающую по своей сложности и красоте систему, где чудо заключается не в нарушении законов, а в их удивительном, многоуровневом воплощении.

Источник: vk.com

Комментарии: