Вот и все. О том, что обычные тетерев и глухарь черны, а красны зачем-то их брови, — ни слова. Более того, оказалось, что в книге нет ни единого примера, когда бы естественный отбор наблюдался, а не додумывался. Пришлось, как ни досадно, отложить на время Дарвина и почитать о том, что же наука знает об отборе в наше время.
Выяснилось, что доказательств естественного отбора существует ровно пять (и мессир Воланд спросил Игоря со страниц булгаковского романа: «Как же быть с доказательствами бытия божия, коих, как известно, существует ровно пять?»). Первые два, логические, принадлежали Дарвину, а три других появились после его смерти; они повторены на разных объектах. Игорь выписал все пять доказательств.
1) Человек, заметив у животного или растения полезное уклонение, принудительно размножает нужные ему экземпляры, устраняя из процедуры размножения экземпляры с ненужными качествами. В дикой природе тоже удачно устроенные размножаются, а неудачники не оставляют потомства. Человек скрещивает или изымает особей наверняка, тогда как дикая природа способна только повышать или понижать вероятности, поэтому здесь отбор должен идти медленнее, но результат ожидается сходный: накопление индивидуальных уклонений должно порождать новые породы.
2) Все организмы стремятся размножиться, то есть оставить больше потомков, чем было их самих, следовательно, возникает борьба за «место под солнцем»; вследствие того, что все экземпляры хотя бы немного различаются друг от друга, они имеют различные вероятности накопления полезных уклонений.
3) Замечено, что если условия среды изменяются, то могут измениться и организмы. Впервые это было установлено на березовых пяденицах: эти бабочки потемнели вслед за потемнением стволов берез в индустриальных районах Англии, а уже в наше время доказано, что здесь действовал отбор: птицы чаше склевывали светлых бабочек на темном фоне. Пользу от защитной окраски находили у многих видов (о чем много писали), но у многих не находили (о чем почти никто не писал).
4) В той же Англии в конце XIX века был проведен такой подсчет: после бури подобраны трупы погибших воробьев и проведено сравнение длин их крыльев. Оказалось, что большинство крыльев — слишком длинные или слишком короткие, чем и было впервые показано, что гибнут преимущественно экземпляры с вредными уклонениями от нормы.
5) Многие микробиологи независимо друг от друга выращивали бактерий на пище, которая для них почти несъедобна (но именно почти — если пища была просто несъедобна, бактерии, разумеется, погибали). Оказалось, что у бактерий может чуть-чуть измениться один из ферментов так, что пища становится вполне съедобна и они быстро растут. Огромные численности бактерий (1015, то есть миллион миллиардов), проходивших в таких опытах, демонстрировали, сколько должно было погибнуть, чтобы нашлось из чего отобрать даже такие простые уклонения. (Как же быть с отбором слонов или хотя бы птиц? — думал Игорь.)
…Завершив перечень, он был поражен, насколько тот оказался скромнее, чем можно было ожидать. Сколько раз он читал, что теория отбора случайных вариаций объяснила все главное в эволюции, а вот оказывается, что фактически до сих пор речь идет только о некоторых мелких деталях. Поразительное несоответствие бравых деклараций и реальных успехов — таков был вывод нашего героя.
Выходило, что олёкминский шеф со своим «выживает тот, кто вовремя удирает» был не так уж далек от уровня мировых стандартов. «Ну подумайте, — мысленно обратился к нему Игорь, — если вас осенит догадка, что в организации наследственного аппарата есть какая-нибудь общая закономерность, то вы станете педантично сопоставлять множество фотографий, цифр и диаграмм, сами сядете за микроскоп, возьметесь разгонять фрагменты хромосом на центрифуге и многое, многое другое, прежде чем опубликуете вашу догадку. Даже после этого вы будете ждать реакции коллег с нетерпением и опаской, вполне допуская, что вас опровергнут, указав на какую-то не замеченную вами неточность, или просто — что кто-то предложит более красивую трактовку тех же данных. Так куда же вся ваша аккуратность пропадает, когда вы рассуждаете об отборе? Почему вас не интересует, можно ли дать окружающим явлениям другую трактовку?»
Вообще-то работ по отбору в печати оказалось много, но Игорь не смог найти в них ничего по существу нового. Казалось, многие авторы стремились только увековечить себя новым красивым термином. Например, Игоря позабавила длинная серия работ по «клинальному отбору»: такого отбора никто в природе не наблюдал, термин ввели для обозначения гипотетического фактора, привыкли к нему, стали цитировать, и вот он живет в науке, словно реальный феномен. Известно (это заметил еще Дарвин), что если двигаться вдоль зоны распространения какого-нибудь вида, то часто заметно постепенное изменение облика организмов (деревья, например, мельчают при переходе тайги в лесотундру); эту изменчивость в наше время называют клинальной, а причину ее называют клинальным отбором. Первый, казалось бы, вопрос — может ли наблюдаемая устойчивая разница в признаках быть следствием различной выживаемости? Ведь разница условий существования здесь так мала, что ее не удается измерить (такова, например, бывает ситуация в соседних гектарах северного леса). Парадоксально, но подобных вопросов ставить не принято, наоборот, принято самый факт изменчивости считать доказательством наличия соответствующего отбора. Такие «доказательства» Игорь решил не включать в список, хотя факты и запоминал: они все более убеждали его в том, что биология не в силах вывести разнообразие признаков из идей полезности и отбора.
Случилось сменить место работы — перейти из математического института в биологический и тем самым предаться своему хобби на почти законных основаниях, да и не зарываться в литературу с каждым вопросом, а спрашивать у коллег. Не то чтобы ему прямо позволили взять тему «разнообразие и отбор» и не то чтобы коллеги-биологи знали об этой теме больше него, однако все-таки ему не говорили «отстань!», если он задавал какой-нибудь до неприличия наивный вопрос, например: «Почему волк серый, а лиса рыжая?» Более того, выяснилось, что все это многим интересно: ведь не только вывести новые породы, но и сохранить старые нельзя, если не понимать, чем породы различаются, чем полезны эти различия и что такое отбор.
Оказалось, что биологи не очень-то знают, чем естественный отбор отличается от искусственного, и, когда Игорь объявил доклад на эту тему, собрались чуть ли не со всей Москвы.
— Взгляните на эти две схемы, — говорил Игорь, которого, впрочем, большинство присутствующих знало уже как Игоря Викторовича. — Первая демонстрирует общую логику искусственного отбора: красная стрелка — человек выбирает понравившегося ему самца, зеленая — выбирает для этого самца самку, голубая — выбирает оптимальные условия для выращивания их потомства. Эти три цветные стрелки означают три различные группы факторов, никак не сводимых друг к другу. Так, самца можно выбрать за его спортивные качества, самку — за ее плодовитость, а потомство вырастить даже при условии, что мать неспособна их выкормить. Или так: самца выбрать за то, что он — от плодовитой самки, и скрестить с плодовитой же самкой (чтобы вывести плодовитую породу), хотя бы самец и был неспособен к борьбе за самку. Итак, мы имеем не менее чем трехмерное пространство, траектория в котором демонстрирует ход регулируемого породообразования. Далее, множество черных стрелок вокруг цветной схемы — это человек устраняет возможность участия других особей, кроме избранных, в формировании данной породы. Выстроившиеся вокруг нашей системы регулирования черные стрелки охраняют ее траекторию от ненужных возмущений.
Что же касается, — продолжал он, — другой схемы, естественного отбора, то здесь цветная стрелка одна: и все качества самца, и все качества самки передадутся во времени только в зависимости от того, вырастет ли их потомство. Черных же стрелок нет совсем, то есть каждый посторонний член стада норовит пересечь выделенную нами цветную стрелку и протянуть свою, совсем новую для этой схемы. Как видим, общего мало.
— Как же мало? — крикнул кто-то. — Ведь единственная стрелка естественного отбора учитывает действие всех трех цветных стрелок искусственного, даже нет, всех четырех.
— Правильно, всех четырех, — поддержали крикнувшего. — Если посторонний победил вашего, значит, туда вашему и дорога!
— Вы не учитываете обратной связи от фенотипа к генотипу через взаимодействие популяции как целого со средой. Вам следовало бы сначала почитать работы Ивана Ивановича Шмальгаузена!
В автора этой последней реплики, солидного джентльмена, Игорь решил вцепиться. (Он сомневался в том, что подобные реплики произносятся осмысленно.) Он подошел к джентльмену, протянул ему кусочек мела и предложил изобразить на доске требуемую схему. Тот наотрез отказался:
— Вы докладчик, а не я, зачем же я буду обучать вас тому, что вы должны были выучить дома!
Игорь на миг растерялся, председатель, воспользовавшись паузой, попросил продолжать доклад, а джентльмен вскоре демонстративно удалился; потом председатель сделал Игорю наедине выговор за оскорбление уважаемого человека.
Пришлось кое-как заканчивать доклад. Требовалось рассказать, что такое обратная связь: если мы хотим, например, поддерживать постоянно повышенную температуру в инкубаторе, то нам, конечно, необходим нагреватель, но этого еще недостаточно, так как нужен прибор, который будет изменять поток тепла от нагревателя в зависимости от достигнутой температуры. Этот прибор и реализует обратную связь, причем сигнал от этого прибора — никак не тот тепловой поток, который надо регулировать, а какой-то другой сигнал (например, электрический ток, текущий от контактного термометра к выключателю нагревателя). Если нам надо регулировать точно, то приходится вводить несколько регуляторов — например, кроме управляемого нагревателя вводить управляемый охладитель. Однако никак невозможно сделать наоборот, то есть нельзя одним управляющим сигналом регулировать хотя бы две различные величины, тогда как часто приходится слышать, что природа путем регуляции размножения контролирует все качества каждого вида организмов.