Ричард Докинз - Слепой часовщик Страница 47

Разумеется, мы не предлагаем, что глины «хотят» продолжить существование. Мы всегда обсуждаем только побочные последствия, события, следующие из свойств репликатора, которыми он случайно обладает. Рассмотрим другой вариант глины. Этот вариант замедляет поток таким образом, что последующее осаждение именно этого вида глины будет увеличено. Очевидно, что этот второй вариант будет постепенно становиться широко распространённым, потому что он случайно управляет потоками в свою «пользу». Это будет «успешный» вариант глины. Но пока мы имеем дело только с одноразовым отбором. Может ли здесь начаться какая-то форма нарастающего отбора?

Для дальнейших рассуждений предположим, что некий вариант глины повышает шансы на своё отложение, запруживая поток. Это — побочное следствие структуры определённого кристаллического дефекта глины. Любой поток, в котором присутствует этот вид глины, будет иметь вид набора больших, застойных и мелких водоёмов (выше от плотины), а главный поток воды будет отклонён на новый курс. В этих застойных водоёмах будет оседать ещё большее количество той же самой глины. Последовательность таких мелких водоемов распространится по длине всякого потока, который окажется «инфицированным» «семенными» кристаллами этого вида глины. Тогда, из-за отклонения главного потока, мелкие водоёмы в сухой сезон будут высыхать. Глина высыхает и трескается на солнце, и верхние слои её будут сдуты как пыль. Каждая частица пыли унаследует характерную структуру родительской глины, делавшей запруду — структуру, которая придала ей свойство запруживать поток. По аналогии с генетической информацией, идущей дождём по каналу от моей ивы, мы могли бы говорить, что пыль несёт «инструкции» о том, как запруживать потоки и, в конечном итоге, производить большее количество пыли. Пыль раздувается ветром далеко и широко, и есть большие шансы на то, что некоторые частицы её упадут в другой поток, доселе не «инфицированным» семенами этого делающего запруды вида глины. После инфицирования «правильным» видом пыли, новый поток начинает растить кристаллы запружающей глины, которая оседает, запруживает, высыхает, и цикл эрозии начинается снова.

Называть этот цикл «жизнью» было бы очень спорно, однако это такой цикл, который объединяет с настоящими жизненными циклами способность начать нарастающий отбор. Поскольку потоки инфицируются «семенной» пылью, унесённой из других потоков, мы можем выстраивать потоки в порядке наследования и происхождения. Глина, которая запрудила поток B, прилетела туда в форме кристаллов пыли, унесённых из потока A. В конечном итоге, водоёмы потока B высохнут и выработают пыль, которая инфицирует потоки F и P. Исходя из прародительской запруживающей глины, мы можем выстраивать потоки в «генеалогические деревья». У каждого инфицированного потока есть «родительский» поток и может быть более чем один «дочерний». Каждый поток аналогичен телу, чьё «развитие» происходит под влиянием «генов» семенной пыли; телу, которое в конечном счёте породит новые семена пыли. Каждое «поколение» в цикле начинается тогда, когда семенные кристаллы оторвутся от родительского потока в форме пыли. Кристаллическая структура каждой частицы пыли скопирована с глины родительского потока. Она переходит к кристаллической структуре дочернего потока, где растёт, размножается и наконец, рассылает свои «семена» снова.

Унаследованная кристаллическая структура сохраняется у всех потомков, если не происходит случайной ошибки при росте кристаллов, случайное изменение в шаблоне упаковки атомов. Последующие слои этого кристалла копируют этот дефект, и если кристалл раскалывается на два, то рождается субпопуляция изменённых кристаллов. Теперь, если изменение сделает этот кристалл менее или более эффективным в цикле запруживание/высыхание/выветривание, то это изменение повлияет на количество копий, которые он будет иметь в следующих «поколениях». Изменённые кристаллы могли бы, например, с большей вероятностью раскалываться («размножение»). Глина, сформированная из изменённых кристаллов, могла бы быть более эффективной в запруживании — не важно, как именно. Она могла бы более охотно трескаться при данной силе солнечного облучения. Она могла бы легче рассыпаться в пыль. Частицы пыли могли бы легче раздуваться ветром — как пух на семени ивы. Некоторые типы кристаллов могли бы стимулировать сокращение «цикла жизни», и следовательно — ускорение их «эволюции». Существует много способов прогрессивно улучшить следующее «поколение». Другими словами — есть много возможностей для начала элементарного нарастающего отбора.

Этот маленький полёт фантазии, украшающий самого Кэрнс-Смита, касается только одного из нескольких видов «жизни» минералов, который мог направить нарастающий отбор по его главной дороге. Но есть и другие. Другие вариации кристаллов могли бы выходить в новые потоки, не разрушаясь в «семенную» пыль, а, рассекая свои потоки в большое количество маленьких ручейков, захватывающих большую площадь, в конечном счёте соединяли и инфицировали новые речные системы. Некоторые вариации могли бы строить водопады, которые быстрее разрушают камни, и следовательно — ускоряют растворение сырья, необходимое для образования новых глин ниже по течению. Некоторые вариации кристаллов могли бы приносить себе пользу, затрудняя условия для «конкурентных» вариаций, конкурирующих за сырьё. Некоторые вариации могли бы стать «хищниками», разрушая конкурирующие вариации и используя их материал, как сырьё. Ещё раз обращаю внимание, что здесь нет никаких предположений насчёт «преднамеренной» разработки, будь то в кристаллах или в современной жизни, основанной на ДНК. Просто мир автоматически склонен заполнятся теми вариациями глины (или ДНК) которые случайно обладают свойствами, способствующими сохранению и распространению самих себя.

Теперь перейдём к следующей стадии нашего обсуждения. Некоторые наследственные линии кристаллов могли бы случайно катализовать синтез новых веществ, помогающих им в переходе к следующим «поколениям». Эти второстепенные вещества не имели бы собственного предка (или имели бы, но не сразу) и наследственной линии, а изготовлялись бы заново каждым поколением первичных репликаторов. Они могли выглядеть как инструменты реплицирующихся линий кристаллов, зачатки примитивных «фенотипов». Кэрнс-Смит полагает, что органические молекулы выделялись среди нереплицирующих «инструментов» их неорганических кристаллических репликаторов. Органические молекулы часто оказывают эффекты на поток жидкостей, на раздробление или рост неорганических частиц — почему они и используются в промышленном неорганическом химическом производстве. А это как раз эффекты, которые, вкратце могли бы повлиять на «успех» линии реплицирующихся кристаллов. Например, разновидность глины с красивым названием «монтмориллонит» склонна раздробляться в присутствии небольших количеств органической молекулы с менее красивым названием карбоксиметилцеллюлоза. Меньшие количества карбоксиметилцеллюлозы, напротив, оказывают прямо противоположный эффект, помогая слеплять частицы монтмориллонита вместе. Другие органические молекулы, танины, используются в нефтедобывающей промышленности для облегчения бурения грунта. И если бурильщики могут использовать органические молекулы для влияния на поток и лёгкость бурения, то почему эти свойства не мог использовать нарастающий отбор — для самореплицирования минералов?

А здесь теория Кэрнс-Смита получает своего рода бесплатный бонус дополнительного правдоподобия. Так получилось, что другие химики, поддерживая более ортодоксальную теорию органического «первобытного бульона», давно воспринимали эти глинистые минералы как своих помощников. Процитирую одного из них (Д. М. Андерсона): «Широко распространено мнение, что некоторые, возможно — многие абиотические химические реакции и процессы, приведшие возникновению на Земле реплицирующихся микроорганизмов, происходили в истории Земли очень рано — на поверхности глинистых минералов и других неорганических подложек». Далее этот автор приводит список пяти «функций» глинистых минералов способствующих происхождению органической жизни; например — «концентрация химических реагентов посредством адсорбции». Нам не нужно приводить здесь все пять, или даже понимать их. Для нас важно, что каждая из этих пяти «функций» глинистых минералов может быть полезна и как-то иначе. Это показывает тесные ассоциации, возможно, существующие между органическим химическим синтезом и поверхностями глины. В этом-то и состоит поддержка теории, что глинистые репликаторы синтезировали органические молекулы и использовали их для своих целей.

Кэрнс-Смит далее подробно описывает (я не могу приводить здесь этих подробностей), что его репликаторы — кристаллы глины, могли очень рано использовать белки, сахара и, главное — нуклеиновые кислоты, подобные РНК для своих целей. Он полагает, что РНК сначала использовалась для чисто структурных целей — как танины используются бурильщиками, или как мы используем мыло и моющие средства. РНК-подобные молекулы, благодаря отрицательному заряду своих оснований, имели бы склонность обволакивать частиц глины. Детали этого уведут нас в царство химии, что находится вне наших интересов. Для нас же важно, что РНК, или что-то подобное, существовало в нашем мире задолго до того, оно стало самореплицироваться. Когда оно наконец стало самореплицирующимся, то это было устройством, развитым кристаллическим минеральным «геном», с целью улучшения эффективности производства РНК (или подобной молекулы). Но, как только появилась новая самокопирующаяся молекула, так сразу смог начаться новый вид нарастающего отбора. Оказалось, что эти новые репликаторы — изначально побочные, были намного эффективнее прародительских кристаллов, и они заняли их место. Они эволюционировали далее и, в конечном счете, довели до совершенства тот код ДНК, который мы знаем сегодня. Изначальные минеральные репликаторы были отброшены, подобно изношенным строительным лесам, и далее вся современная жизнь эволюционировала от относительно недавнего общего предка, с единой и однородной генетической системой, и в значительной степени однородной биохимией.