В основании пищевых цепей лежит солнечная энергия, запасенная хлоропластами. Далее эта энергия переходит от растений к травоядным, в том числе насекомым, от них — к хищникам (к ним отнесем и насекомых, и насекомоядных, и волков, и леопардов), от хищников — к падальщикам, таким как стервятники или жукинавозники, от них — к грибам и бактериям, конечным деструкторам, разлагающим органику. На каждом отрезке пищевой цепи часть энергии рассеивается в виде тепла, часть уходит на полезную работу, например на мышечные сокращения. Но никакой новой энергии кроме солнечной, усвоенной растениями, в пищевую цепь не поступает. Иначе говоря, все земная жизнь держится на энергии солнца — за любопытным, но несущественным исключением экосистем «черных курильщиков», существование которых зависит от энергии вулканических процессов.
Взглянем на одинокое дерево, гордо стоящее на открытой поляне. Почему оно выросло таким высоким? Уж точно не для того, чтобы быть ближе к солнцу! Было бы дешевле укоротить ствол и распластать ветви широко по земле: солнечного света попадет столько же, но можно сэкономить за счет исключительно дорогостоящего ствола. Зачем же идти на траты, поднимая крону как можно выше? Чтобы ответить на этот вопрос, следует вспомнить, что естественной средой обитания деревьев является лес. Деревья тянутся ввысь, чтобы перерасти конкурентов, будь они того же или иного вида. И пусть вас не одурачит вид растущего в саду или парке дерева с пышными ветвями снизу доверху. Какая у него роскошная, идеально круглая крона! Настоящее украшение сада. Но дело в том, что именно сада, а не леса: в лесу в окружении других деревьев ствол дерева выпрямляется, ветки собираются у верхушки, где крона улавливает интенсивный фотонный дождь. Однако если деревья смогли бы договориться не расти, например, выше трех метров (нечто вроде профсоюзного соглашения), то все оказались бы в выигрыше. Вся экосистема смогла бы избавиться от затрат энергии, которая расходуется на стволы.
Сложность достижения таких согласований известна всем. Она касается даже отношений между людьми, в которых, казалось бы, мы можем предвидеть результат. Вот неплохой пример: на скачках зрители обычно сидят, а не стоят, поскольку и в этом случае высокие люди получают преимущество, так же, как если бы все стояли. А вот если человек небольшого роста, сидящий за верзилой, встает, чтобы ему было лучше видно, начинаются проблемы. Тот, кто сидел за ним, немедленно встает также, чтобы видеть хоть что-нибудь; и по стадиону идет волна, оканчивающаяся тем, что все стоят. В конце концов все оказываются в худшем положении по сравнению с исходным.
Полог зрелого леса — своеобразная поднятая в воздух лужайка, прерия на ходулях. Он собирает энергию солнечных лучей примерно с той же эффективностью, что и участок прерии. Однако существенная часть энергии тратится на «ходули», то есть стволы, которые ни на что другое не годны, кроме как поднимать древесные лужайки, где те собирают точно такой же урожай фотонов, какой достался бы им, находись они на земле.
Таким образом, мы сталкиваемся с необходимостью различать плановую экономику и эволюционную экономику. Если бы экономика живой природы была плановой, никаких деревьев (по крайней мере, высоких) не было бы. Деревья дорогостоящи. Деревья расточительны. Их стволы — живые памятники конкуренции, бессмысленной с точки зрения плановой экономики. Но экономика природы — не плановая. Каждое растение самостоятельно, в одиночку, конкурирует с другими растениями, своего и других видов. В результате они вырастают выше, чем рекомендовал бы любой экономист. Но, заметим, их рост не бесконечен. Есть граница, за которой прирост на один метр вверх, приносящий, естественно, преимущество в отборе, обходится так дорого, что это дерево проигрывает конкурентам, не потратившимся на лишний метр. Высоту, на которую вырастут все близлежащие деревья, в конце концов определяет именно равновесие между затратами и преимуществами отдельных деревьев, а не общее благо группы деревьев, которым, вероятно, озаботился бы проектировщик. Вдобавок, конечно же, равновесные значения различаются от леса к лесу. Секвойные леса Тихоокеанского побережья Северной Америки (уверяю, на них стоит посмотреть), по всей вероятности, не превзойдены по этому параметру.
Представим себе гипотетический Лес дружбы. Пусть неизвестным нам способом деревья смогли договориться между собой и опустить уровень полога до трех метров. Он выглядит так же, как обычно, однако расположен на высоте не тридцати, а всего трех метров. С точки зрения плановой экономики Лес дружбы более эффективен как лес, чем известные нам высокие леса: ресурсы на строительство высоких стволов, необходимых только для конкуренции с соседними деревьями, не расходуются.
Предположим теперь, что посередине Леса дружбы внезапно появилось мутантное дерево. Этот изменник вырастет выше, чем положено, и получит конкурентное преимущество. Безусловно, ему придется потратиться на ствол, длиннее, чем у прочих. Однако пока остальные деревья подчиняются общим ограничениям, это дерево будет процветать. Таким образом, естественный отбор станет поощрять выход из соглашения и небольшую прибавку в росте, например до 3,5 метра. В каждом поколении все новые и новые деревья будут нарушать договоренность. В конце концов все деревья в лесу обзаведутся стволом длиной 3,5 метра и окажутся в положении худшем, чем вначале: все платят стоимость дополнительного роста ствола, но не получают от этого дополнительные фотоны. И, что еще хуже, теперь естественный отбор будет благосклонен к четырехметровым мутантам. Почему эта бессмысленная гонка к солнцу заканчивается? Почему на свете нет деревьев с километровым стволом? Предел установлен просто: это высота, после которой стоимость приращения дополнительного метра не окупается полученными за счет этого фотонами.
Напомню, мы говорили об индивидуальных преимуществах и издержках. Будь «экономика» леса подчинена именно общему благу, а не благу отдельных экземпляров, леса выглядели бы совсем по-другому. Более того, леса, которые мы видим вокруг, состоят из деревьев, предки которых эволюционировали под воздействием естественного отбора, предпочитавшего экземпляры, способные успешно конкурировать со всеми другими деревьями, будь они из своего или чужого вида. Все известные нам данные о деревьях противоречат тому, что деревья были сотворены (если только они не были созданы специально для того, чтобы снабжать нас древесиной и осенними пейзажами). К сожалению, мир видел множество людей, готовых поверить в последнее. Поэтому перейдем к случаю, в котором преимущества для человечества не заметны: гонке вооружений между хищником и жертвой.
Бег на месте
Пять лучших бегунов среди млекопитающих — это гепарды, вилороги (иногда называемые антилопами, но в действительности не их родственники), антилопы гну (настоящие антилопы, хотя по виду не скажешь), львы и газели Томпсона (также настоящие антилопы)[175]. Обратите внимание, что в этой пятерке и хищники, и их жертвы. Это, по-моему, не случайно.
Считается, что гепарды способны разгоняться с места до 60 км/ч за три секунды (результат, сопоставимый с «Феррари», «Порше» и «Теслой»[176]). Львы также разгоняются быстрее газелей. Но газели выносливее и увертливее. В целом тело крупных кошек прекрасно подходит для спринта и напрыгивания на неосторожную добычу. Псовые — гиеновые собаки и волки — загоняют жертву, превосходя ее в выносливости. Газелям и антилопам приходится подстраиваться под оба типа хищников и, следовательно, искать компромисс. Они ускоряются не так быстро, как большие кошки, но зато они выносливее. Иногда газель, уклоняясь и прыгая из стороны в сторону, может сбить гепарда с бега, переводя погоню из оптимального для гепарда разгона к неудобным для него уверткам, утомляя его, и тогда сказывается недостаточная выносливость кошек. Удачная для гепарда охота заканчивается почти сразу же: они берут скоростью и скрытностью. Неудачная охота кончается так же быстро: гепард, не добившись успеха сразу, прекращает преследование, чтобы сэкономить силы.
Итак, среди лучших бегунов есть те, кто охотится, и те, на кого охотятся. Естественный отбор толкает хищников к выработке новых приспособлений, которые позволят еще лучше ловить добычу. Он же заставляет жертву вырабатывать новые приемы спасения от хищника. Хищники и жертвы втянуты в бесконечную «гонку вооружений», разворачивающуюся в эволюционном времени. Результатом этой гонки является устойчивый рост объема экономических ресурсов, которые тратят обе стороны, за счет других «отраслей». Охотники и жертвы постоянно совершенствуют оснащение для того, чтобы обогнать (обхитрить, застать врасплох) другую сторону. Заметим, однако, что новое такое приспособление не обязательно позволит обогнать (или убежать) просто потому, что противник тем временем также совершенствуется. Таковы свойства любой гонки вооружений. Мы можем только согласиться с Королевой из «Алисы в Зазеркалье»: «Приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте».
Об эволюционной «гонке вооружений» было прекрасно известно Дарвину, хотя он не употреблял этот термин. В 1979 году Джон Кребс и я опубликовали статью[177], посвященную этому вопросу, в которой сослались в качестве первоисточника термина на книгу британского биолога Хью Котта. Может быть, не случайно Котт выпустил свою «Приспособительную окраску животных» в 1940 году[178], во время Второй мировой войны:
Прежде чем утверждать, что обманчивая наружность кузнечика или бабочки излишне совершенна, мы должны сначала удостовериться, каковы острота зрения и способность опознавания их естественных врагов. [Мы не стали бы утверждать, что броня линейного крейсера слишком тяжела или что его пушки слишком дальнобойны, не потрудившись предварительно проанализировать вооружение противника. В первобытной борьбе джунглей, как и в цивилизованной войне