Александр Гангнус - Эволюция для всех, или Путь кентавра

Алесандр Гангнус

Эволюция для всех, или Путь кентавра

Вместо пролога. Наша родословная

ОТКУДА МЫ?

Что есть я? Мы?

Одно из самых первых проявлений человеческого сознания — это острый интерес к самому себе. Примерно в полугодовом возрасте ребенок бывает как громом поражен, поняв, что в большом зеркале платяного шкафа он видит… себя. Котенок, даже став взрослым котом — сильным, ловким, в общем, гораздо более сообразительным, чем полугодовалый младенец, никогда не реагирует на своего двойника в зеркале так остро. Только некоторые высшие из обезьян проявляют что-то вроде того пристального, человеческого интереса к себе, просыпающегося в нас так рано.

Иногда говорят об особой роли Человека в мире, во Вселенной. Человек — это материя, стремящаяся познать себя, достигшая уровня самопознания.

Но человек — не застывшая фотография. Он растет, меняется, появляются новые черты характера. Постепенно, вглядываясь в себя, юный человек убеждается, что почти все черточки своего портрета он может как-то понять и объяснить, только научившись ставить вопрос несколько иначе: «Откуда это во мне?», «Почему?»

От человека во все стороны растекаются волны бесчисленных «почему?». Он замечает, что он и ему близкие, ему подобные связаны со множеством предметов, вещей, обычаев, растений и животных. Сеть этих связей чудовищно запутана и усложнена. Чтобы распутать ничтожную их часть, нужны были тысячелетия развития человеческой культуры, науки. А для того, чтобы каждый из нас мог хотя бы частично повторить этот огромный путь, он должен много и долго учиться. Всю жизнь. И хорошо, если на какое-то из «почему?» мы за свою жизнь сумели ответить сами, увеличив, расширив область познанного, окружающую нас, людей.

Это книга о том, откуда мы, люди, взялись.

ДО ОБЕЗЬЯНЫ

Конечно, читатель, владеющий курсом биологии, преподаваемой в средней школе, знает, что человек произошел от обезьяны. Что люди догадывались об этом давно, но доказали это по-настоящему Ч. Дарвин и его ученики.

О том, как человек произошел от обезьяны, от какой именно обезьяны и как он превращался в настоящего человека, написано немало книг. И я почти не буду здесь об этом говорить.

Мы попытаемся вместе с тобой, читатель, пройти путь «до обезьяны». Путь в миллиарды лет — от появления самой первой «почти живой молекулы». И в сотни, тысячи лет, понадобившиеся человечеству, чтобы понять свое кровное родство со всем живым миром.

Конечно, рассказать обо всем невозможно, да я и не собираюсь. Но может быть, мне удастся выделить самое главное в этих двух эволюциях — эволюции всего живого и эволюции эволюционного учения. А самое главное, оно же и самое трудное, — это те проблемы, которые мучают ученых и сейчас. Но я обещаю не обходить этих трудных мест…

Мы начнем с того времени, когда не было еще никаких организмов. Не было генов — тех наследственных зачатков, которые передают из поколения в поколение «инструкции» об устройстве и повадках живых существ. Ничего этого не было, но тем не менее некая преджизнь уже была и развивалась в растворах древних луж, озер, в «первичных бульонах» по очень мало исследованным пока физико-химическим законам самоорганизации. Эти законы, вероятно, родственные правилам кристаллизации морозных узоров на стекле, так похожи на заранее задуманное кем-то мудрым сознательное созидание, что некоторые биохимики называют их «биохимическим предопределением», но мы убедимся, что ничего сверхъестественного не было в этом чуде.

Потом мы попадаем во времена, когда первые полуорганизмы-полукристаллы — мельчайшие предклетки, кое в чем похожие на нынешние вирусы, и первые очень еще простого устройства клетки — бактерии, самые примитивные одноклеточные водоросли, — уже по-настоящему размножались, изменялись, совершенствуясь по законам изменчивости и отбора, по всем правилам эволюции. По каким правилам? О некоторых ты прочтешь в этой книге, о других — нет, но если бы эволюция шла только по тем правилам, которые уже удалось понять ученым-эволюционистам, то мир, может быть, так бы и остался заселенным невидимыми предклетками или бактериями, и не было бы ни деревьев, ни цветов, ни животных, ни нас с тобою! Ибо учение об эволюции все время развивается, и через двадцать лет многое в этой истории будет выглядеть иначе…

Некоторые из наших предков-микроорганизмов научились жить сообща, помогать друг другу теми веществами, которые могли вырабатывать только они, но которые нужны были всем. Каким-то таинственным и до сих пор не совсем понятным образом эти маленькие коллективы из представителей разных совершенно разных групп микроорганизмов (сегодня эти группы числят разными «империями», то есть рангом даже выше царств, например, животных и растений) окружили себя общей оболочкой, заполнили этот свой коллективный «скафандр» раствором, похожим по составу на «первичный бульон» первого этапа развития жизни. Современные ученые сравнивают этот способ творения живых существ — из смешения весьма между собой не схожих и не слишком родственных предшественников — с появлением мифических химер или не менее мифических кентавров. Но именно таким путем возникли первые настоящие клетки, из которых состоим и мы с тобой. Некоторые из этих клеток — те, которые включили в себя маленькие зеленые тельца предклеток-хлоропластов, — сами научились вырабатывать с помощью солнечного света все нужные вещества из неживой материи. Другие клетки стали питаться теми веществами, что были приготовлены зелеными… Так было заложено деление живого мира на автотрофы и гетеротрофы — на мир зеленых растений и прочих существ, зависящих в своем питании от первых.

Мы увидим, как и эти, теперь уже настоящие клетки, «догадались» объединиться, чтобы сообща бороться за жизнь и совершенствоваться. Как колонии клеток постепенно превращались в многоклеточные растения и животных, как клетки приобретали специальности, становясь нервными, покровными, пищеварительными, как они образовывали органы. Вместе с учеными мы проникнем в мир наших клеток-кентавров, хранящих историю далекого прошлого, еще не забывших навыки самостоятельного питания и размножения и даже поведения, неведомого для нас, их хозяев.

Мы узнаем, как небольшое временное усовершенствование, придуманное природой для свободно плавающих личинок некоторых морских животных, оказалось очень нужным, удачным приспособлением — хордой и положило начало целому типу наиболее совершенных животных, к которым принадлежим и мы, люди.

Мы попытаемся понять, что именно толкнуло древних предков рыб на путь усовершенствования «органов управления» телом — нервной системы и мозга, как вышла на сушу первая кистеперая рыба. Попробуем распутать сложные степени родства, связывающие нас с четвероногими «братьями меньшими» — земноводными, ящерицами, сумчатыми зверями.

По пути мы поговорим о тех ученых, которые сделали возможной эту встречу с предками. И закончим рассказом о генной инженерии, которая взялась, наконец, искусственно создать — из разных организмов — новых химер, новых кентавров, новые составные организмы, и о том, какой совершенно необычный свет проливает это научное направление на весь путь, пройденный нашими предками, на эволюцию в целом и на судьбу эволюционного учения.

Геохронология. В этой книге много раз будет говориться о сроках эволюции, о часах нашей планеты, существующей около пяти миллиардов лет. Геохронологическая шкала была разработана еще в XIX веке, и довольно долго ученые знали, что было раньше, а что позже, не представляя себе, когда это было и сколько длилось. Это была относительная шкала. Но только в XX веке, и далеко не сразу, по распаду долгоживущих радиоактивных элементов обнаружились абсолютные цифры, истинная продолжительность всех этих эр, периодов и эпох, в которых разворачивалась наша родословная.

Часть первая. ЖИЗНЬ ТАЙНАЯ

ГЛАВА ПЕРВАЯ

О зарождении жизни и о том, почему такое могло случиться лишь однажды

«ВСЕ ЖИВОЕ — ИЗ ЯЙЦА!»

Ты вышел ранней весной на берег пруда. Квакают и поют лягушки — этот концерт означает, что лягушки мечут икру. Можно подойти, взять пышный, как пена, комок прозрачно-сероватой икры, поглядеть на черные точки — зародыши головастиков (не зашевелились уже?) и быстро опустить икру обратно в воду, пока она не высохла, пока не прервалась по твоей вине новая жизнь.

Все просто и ясно? А ведь всего несколько веков назад очень многие умные люди и даже специалисты-зоологи думали, что лягушки, утри, крокодилы, черви заводятся просто из грязи и ила. Это называлось самозарождением. Вот что говорил, например, один из героев драмы Шекспира «Антоний и Клеопатра» (место действия — Африка): «Здешние земноводные рождаются из ила благодаря действию Солнца, как, например, крокодилы».