Эти поздние виды оказались рыбами, и одна из них выбралась на землю, отрастив для этого ноги и легкие. От этих первых земноводных произошли пресмыкающиеся – в том числе динозавры (тогда как нерешительные рыбы продолжали бултыхаться в воде миллионы лет, дожидаясь, пока их подадут на тарелке с картошкой). Там же появились мелкие и неприметные млекопитающие, которые выживали, выбираясь по ночам и питаясь яйцами динозавров. Когда те вымерли, млекопитающие стали хозяйничать на планете, а некоторые из них эволюционировали в обезьян, приматов и, наконец, в людей каменного века.
Затем эволюция остановилась: амебы в прудах захотели остаться амебами и не превращаться в рыб, рыбы захотели не становиться динозаврами, а просто жить своими рыбными жизнями, динозавры были уничтожены метеоритом. Обезьяны, увидев, каково это – быть венцом эволюции, теперь просто медленно вымирают – и процветают лишь в зоопарках, где их держат, чтобы показывать нам, какими были наши предки. Люди теперь заняли вершину древа жизни: раз мы совершенны, значит, эволюции некуда больше развиваться – поэтому она и остановилась.
Если на нас слегка надавить, мы выдадим кое-что еще из того, что узнали в основном из газет – о так называемых генах. Они состоят из молекулы ДНК, которая имеет форму двойной спирали и содержит некий код. Он определяет, как создать тот или иной тип организма: ДНК человека содержит информацию, необходимую для создания человека, а ДНК кошки – информацию для создания кошки и так далее. Поскольку спираль эта двойная, ее можно разделить, а отдельные части – скопировать; именно так организмы воспроизводят потомков. ДНК – это молекула жизни, и без нее жизнь не могла бы существовать. Мутации – это ошибки, возникающие в процессе копирования ДНК, – опечатки в сообщениях жизни.
Ваши гены определяют все, что имеет к вам отношение: будете ли вы гомосексуальны или гетеросексуальны, каким заболеваниям будете подвержены, сколько проживете… и даже какие машины будут вам нравиться. Сейчас, когда ученые научились секвенировать геном человека, или последовательность ДНК, нам стала известна вся информация, необходимая для создания человека, – то есть мы знаем все о том, как устроен человек.
Некоторые из нас смогут добавить, что бóльшая часть ДНК не образует гены, а просто составляет «мусор», оставшийся еще с далеких эпох истории нашей эволюции. Этот мусор получает бесплатный билет на воспроизводительные американские горки и выживает благодаря своей «эгоистичности» и безразличности ко всему, кроме самого себя.
На этом наше описание народного взгляда на эволюцию заканчивается. Мы его слегка приукрасили, но не настолько, насколько вам может показаться. Первая его часть – это «ложь для детей» о естественном отборе, а вторая до неловкости близка к идеям «неодарвинизма», которые в последние пятьдесят лет считаются преемственными к «Происхождению видов». Дарвин рассказал нам, что происходит при эволюции, а неодарвинизм – как она происходит, в том числе в ДНК.
Нет никаких сомнений в том, что ДНК имеет большое значение для жизни на Земле. На деле же новые открытия, меняющие наше представление об эволюции, генетике, росте и многообразии живых существ, совершаются каждый месяц. Это тема настолько обширна, что мы здесь можем разве что показать несколько важных открытий и объяснить, в чем заключается их важность.
Подобно тому, как Эйнштейн заменил Ньютона в физике, в основных положениях биологии тоже состоялась большая революция, и у нас сложилось другое, более универсальное представление о движущей силе эволюции. Если «народ» считает: «У меня появилась новая мутация. Я стал новым организмом. Принесет ли это мне пользу?», то современные биологи рассуждают иначе.
Наша народная история эволюции испещрена ошибками. На самом деле мы умышленно составили ее таким образом, чтобы каждая отдельная деталь содержала ошибку. Тем не менее она не сильно отличается от множества научно-популярных книг и телевизионных передач. Она предполагает, что современные простейшие животные приходятся нам предками – в то время как на самом деле они наши двоюродные братья. А также что мы «произошли» от обезьян, хотя обезьяноподобный предок человека был тем же существом, что и человекоподобный предок современной обезьяны. И еще серьезнее в ней подразумевается, что мутации генетического материала, изменения, на которые должен влиять естественный отбор, – а именно те, среди которых и происходит отбор, – либо оцениваются сразу же по появлении и помечаются ярлыком «плохо» (тогда организм вымирает либо не оставляет потомства) или «хорошо» (организм оставляет потомство после себя).
До начала 1960-х большинство биологов тоже так полагало. А в 1950-х двое известных ученых Дж. Б. С. Холдейн и сэр Рональд Фишер написали важные статьи, в которых и изложили эти взгляды. Они считали, что из популяции в 1000 особей лишь треть продолжателей может «потеряться» из-за плохих генов или быть вытеснена организмами с лучшими их вариантами, не приведя к вымиранию этой популяции. Они подсчитали, что лишь десять генов могу иметь варианты (так называемые «аллели»), количество которых возрастало или уменьшалось пропорционально размеру популяции. Вероятно, таким образом могло изменяться и двадцать генов, если они по своей «приспособленности» не отличались от обычных аллелей. Такое представление о популяции подразумевало, что практически все особи того или иного вида обладают почти одинаковым набором генов – кроме нескольких носителей хороших аллелей, которые появляются извне и побеждают, и плохих, которые устраняются[66]. Эти исключения и были мутантами, красиво, но глупо изображаемыми в научно-фантастических фильмах.
Как бы то ни было, в начале 1960-х годов группа Ричарда Левонтина пошла новым путем исследования генетики диких (да и вообще любых) организмов. Они решили узнать, сколько вариантов общих белков можно обнаружить в крови или клеточных экстрактах. Если существовал только один вариант, то организм получал одинаковые аллели от обоих родителей; для такого случая придуман специальный термин – «гомозиготность». Если два варианта – по одному от каждого родителя, это называется «гетерозиготностью».
То, что они обнаружили, никак не вписывалось в картину Фишера – Холдейна.
Они выяснили – и это позже многократно подтвердилось в тысячах диких популяций, – что у большинства организмов около 10 % генов являются гетерозиготными. Сейчас благодаря проекту «Геном человека» мы знаем, что имеем около 34 000 генов. Значит, гетерозиготны примерно из них 3400, а не десять, как предполагали Холдейн и Фишер.
Более того, если взять образцы разных организмов, то окажется, что около трети всех генов имеют различные аллели. Некоторые из них встречаются редко, но немало и таких, которые присутствуют более чем у 1 % популяции.
Истинная картина генной структуры популяций никоим образом не может быть согласована с классическим представлением популяционной генетики. Естественный отбор почти всегда должен распознавать различные комбинации древних мутаций. Дело не в появлении новых мутаций, которые сразу же проходят через отбор, – они обычно задерживаются на миллионы лет до тех пор, пока естественный отбор не обращает на это внимания и не выбрасывает их.
Сейчас, оглядываясь на прошлое, кажется очевидным, что все современные породы собак были «доступными» и для первых одомашненных волков – в том смысле, что необходимые аллели уже тогда существовали где-то в их популяции. У современных собак просто не было столько времени, чтобы накопить все необходимые мутации. Дарвин знал и о множестве загадочных и очевидных вариаций голубей. Но его последователи, шедшие по горячим следам молекулярных основ жизни, упустили волков и голубей из виду. И даже почти забыли о клетках. ДНК оказалась довольно сложной: клеточную биологию, казалось, невозможно понять, что уж говорить о самих организмах…
Для нашего представления о наследственности и эволюции открытие Левонтина стало знаменательным переломным моментом. Оно было как минимум столь же разительным, что и гораздо более растиражированная революция, заменившая ньютонову физику эйнштейновой, и, возможно, даже имело большее значение. Мы скоро увидим, что за последний год или около того был проведен еще один, даже более разительный пересмотр нашего представления об управлении клеточной биологией и развитием генов. Все учение о ДНК, матричной РНК и белках подверглось проверке на соответствие действительности, и внутренние «аудиторы» от науки признали его таким же древним, как популяционная генетика Фишера.
Сегодня принято считать – не только среднестатистическим продюсером получасовой научно-популярной телепередачи, но и большинством авторов научно-популярных книг, – что ДНК, «тайна жизни», эволюция и ее механизмы стали для нас открытой книгой. Вскоре после открытия структуры и механизма репликации ДНК Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком в конце 1950-х массмедиа – равно как и учебники по биологии всех уровней – начала именовать ее «чертежом жизни». Многие книги 1970-х во главе с «Эгоистичным геном» Докинза поддерживали мнение, что мы, поняв механизм наследственности, нашли ключ ко всем важным загадкам биологии и медицины – и особенно к эволюции.
Вскоре применение этого ошибочного взгляда в медицине привело к крупной трагедии. Седативное средство под названием талидомид стало все чаще выписываться и отпускаться без рецепта как средство от тошноты и прочих мелких недомоганий в ранние месяцы беременности. Лишь спустя некоторое время стало известно, что в редких случаях он вызывает порок развития, известный как фокомелия – когда руки и ноги новорожденного оказываются недоразвитыми и напоминают тюленьи ласты.
Для того чтобы заметить это, потребовалось некоторое время – отчасти по той причине, что до 1957 года с фокомелией на практике сталкивались лишь немногие врачи. Более того, редко кто вообще ее видел, но с 1957-го она стала встречаться по два-три раза в год. Вторая причина заключалась в том, что связать этот порок с каким-либо лекарством или микстурой было крайне трудно: беременные женщины, как известно, принимают множество различных диетических добавок к пи