Эволюция на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям

Почему-то людям большим и людям маленьким (коих ещё именуют детьми) очень нравятся паруса. Белые паруса на фоне бирюзового моря и голубого неба, скрип мачт и такелажа – это завораживающе прекрасно! Моё детство прошло в чтении книг Жюля Верна, среди которых я выделял «Детей капитана Гранта». Чуть позже весьма популярна стала в моей стране «Одиссея капитана Блада», ну а уж стивенсоновский «Остров сокровищ», бесконечное число раз экранизированный, – вообще книга всех времен и народов. Нравится людям читать и смотреть про пиратов, сокровища, бригантины, абордажные бои, ветра и штили. Романтика!

Пенные барашки, полупрозрачная изумрудная волна, ветер с запахом моря – всё это очень здорово. Со стороны. Потому что само плавание под парусами – весьма тяжелая работа. Чтобы управлять этим движителем, требуется особое мастерство… Кстати, вы знаете, чем двигатель отличается от движителя? Не могу не сказать. Двигатель – это мотор. Энергосиловая установка. Например, двигатель внутреннего сгорания под капотом автомобиля – энергетическое сердце транспортного средства. А движитель – то, что непосредственно движет само транспортное средство, то, чем оно отталкивается для продвижения вперед: колёса у автомобиля, гусеницы у танка, опорные лыжи у шагающего экскаватора, пропеллер у самолёта или паруса у шхуны. Причём паруса одновременно служат и движителем, и двигателем, то есть преобразователем энергии.

Это ничего, что я маленько отвлёкся от романтики? Немедленно возвращаемся к прекрасному!

Сейчас паруса остались для человечества увлечением и игрушкой. А когда-то именно они, эти ловцы ветра, помогли просвещенным европейцам покорить планету и познакомить дикарей с прелестями цивилизации – пушками, порохом, ромом, прекрасными стеклянными бусами и неизвестными дотоле болезнями. Эпохе Великих географических открытий мы обязаны парусным судам. Каравеллам. Караккам. Бригантинам…

Знаете что? Посмотрите фильм «Хозяин морей»! Прекрасное эпическое кино для любого возраста, просто гимн парусному покорению планеты. Действие происходит на военном паруснике в начале легендарного, великолепного XIX века, когда люди были бескомпромиссно устремлены в будущее, неустанно открывали и изобретали новое и питали самые романтические надежды на прекрасное грядущее. Я бы назвал его юностью европейской цивилизации.

Помимо войны и приключений, одна из тем этого чудесного фильма – исследование животного мира Галапагосских островов. Судовой врач английского фрегата в этом кино был ещё и биологом и открыл на Галапагосах несколько новых видов животных. Эту историю создатели фильма взяли из жизни. Именно Галапагосские острова посетил в XIX веке величайший биолог всех времен и народов Чарльз Дарвин. Как и герой фильма, он был англичанином и высадился на эти острова с борта десятипушечного брига «Бигль» примерно в те же годы, что и герои кино. Это событие привело к перевороту в жизни самого Дарвина, в биологии вообще и в науке в целом.

Эпоха парусов к тому времени заканчивалась, в двери прогресса уже стучались паровые машины – на пороге толпились пароходы, на протяжении XIX века постепенно вытеснявшие парусники. Крутящийся винт пришёл на смену парусине, надуваемой ветром, но Чарльз Дарвин был сыном романтического времени парусников. Пять лет прожил он в тесной каюте «Бигля» под хлопанье парусов – столько длилось беспримерное плавание. И среди этих пяти лет время, проведённое на Галапагосских островах, оказалось, пожалуй, самым плодотворным для понимания того, как устроен мир и лучше всего иллюстрирующим работу эволюции.

А что такое эволюция?

Глава 1. Госпожа Эволюция

Эволюция – это развитие, причем постепенное, медленное, я бы сказал, развитие. А революция – это, наоборот, быстрые изменения. Резкие, как понос!

Люди XIX века очень хорошо видели эволюцию техники – пароходы шли на смену парусникам, нарезные ружья с современным типом патрона сменяли гладкоствольные и кремнёвые, электрические лампы вытесняли свечи, дирижабли сменили воздушные шары. Но люди совершенно не замечали эволюцию в живой природе. Забегая вперёд, отвечу на вопрос, почему не замечали. Как раз потому, что развитие техники происходило на их глазах, а изменения животных в природе – очень медленный процесс, занимающий десятки тысяч лет. Жизнь одного человека по сравнению с изменениями в истории целого вида – просто миг. И оттого для нашего восприятия эволюция так же незаметна, как движение гор. Мы не замечаем биологической эволюции, а она не замечает нас. Раньше, до Дарвина, даже думали, что никакой эволюции в животном мире нет вовсе и разные виды животных совершенно не изменяются с течением времени, от поколения к поколению. Раз и навсегда созданные, они таковыми и остаются веки вечные.

Откуда же они тогда взялись? Кто их создал?

До того, как появилась наука, то есть системные знания, проверяемые логикой и экспериментами, люди тоже задавались вопросами: откуда мы появились на свет? откуда взялся сам этот свет?.. И поскольку инструмента науки в их руках ещё не было (человечество в ту пору до науки не доросло), люди обходились голыми выдумками своего разума – сказками, мифами, легендами, верованиями, предрассудками. Самая известная всё объясняющая сказка такого рода – религия, то есть вера во всемогущего колдуна, который создал и небеса, и людей, и весь мир с помощью своей волшебной силы. Причем людей он создал по образу и подобию своему. Если на других планетах вселенной, которые населяют разумные существа, совершенно непохожие на нас и отдалённо напоминающие, быть может, осьминогов, также есть религия, то эти существа наверняка верят, что вселенную и их самих сотворил какой-нибудь Огромный Осьминог-волшебник.

Ну а на нашей планете существа нашего вида, имеющие две руки, две ноги и небольшую круглую голову с волосюшками, решили, будто их такими прекрасными создало похожее на них волшебное существо. Сначала ничего в мире не было, и самого мира не было, а было только это существо с ногами, руками, головой и, по всей видимости, бородёнкой. А потом ему наскучило, и оно наколдовало целый мир – моря, звёзды, горы, реки, пустыни, леса, разные виды животных и человека, похожего на себя.

Так думали древние люди. Вопрос о том, зачем волшебному существу, болтающемуся в пустоте, руки и ноги, им в голову не приходил. Ведь ноги – для того, чтобы по земле ходить, руки – чтобы хватать вкусное и подносить ко рту. Но если ходить негде и хватать нечего, то зачем конечности? Зачем богу зубы, если ему необязательно есть? Зачем ему выделительная система?.. Но люди были абсолютно уверены в антропоморфности (человекоподобии) богов и именно так богов изображали. Это произошло потому, что люди были очарованы могуществом собственного разума – этого чудесного творческого инструмента для преобразования и осмысления мира. И логично наделяли разумом богов. Ну а поскольку разум присущ только одному виду живности – людям, люди наделяли богов и человеческой внешностью заодно.

Кстати, знаете, почему чуть выше я написал, что на других планетах разумные существа должны быть непохожими на нас? Да потому что там совершенно другие условия жизни, другое соотношение химических элементов, из которых складывается жизнь, другая история развития, другие случайности. А поскольку всё живое приспосабливается к среде, в которой живёт (иначе бы не выжило), то получается, что среда лепит форму живых организмов под себя. Иная среда – иная форма. Люди выглядят так, как они выглядят не потому, что таковы боги, а потому, что они произошли от древолазающих существ. Ну а боги произошли от людей, которые их придумали.

Идея Бога или богов всё объясняла! Так, во всяком случае, казалось.

Поскольку никаких проявлений эволюции, то есть изменения видов разных животных, люди наблюдать не могли, то полагали, будто виды неизменны. Как создал Господь Бог разные виды животных, так они и существуют в неизменности с начала времён и будут существовать. Ибо совершенный господь сотворил их совершенными. Как здорово они приспособлены к природе, как будто нарочно кто-то их придумал такими! Зачем у жирафа такая длинная шея? Чтобы объедать листву с самых высоких веточек. А у муравьеда почему рыло такое тонкое и язык такой длинный? Чтобы засовывать его в узкие муравьиные ходы и извлекать муравьёв для пропитания. Почему у птички колибри такой длинный изогнутый клюв? Чтобы из длинных изогнутых цветков определённого вида извлекать нектар. Всё логично. Всё разумно. А значит, создано разумом. Но разумные существа люди природу не создавали. Значит, ее сделал вселенский Разум – Бог! Сотворил и разумно подогнал одно к другому, приспособил, чтобы работало. Не само же из грязи да мусора возникло такое суперсложное совершенство живой природы!

Была даже придумана «теория найденных часов». Если вы вдруг в поле вдали от людей нашли часы, то разумнее всего предположить, что этот тонкий сложный механизм не сам по себе возник из-за случайного движения веществ, гонимых ветром, а кто-то эти часы в поле просто потерял. Создал же их часовщик. Вещь-то сложная! Не могла она самособраться. А природа ещё сложнее часов – тысячекратно сложнее. Значит, она тем более создана Разумом.

При этом в тумане недосказанности как-то терялся резонный вопрос: если сложное не может само собой появиться из простого, если сложная вещь непременно должна быть создана разумом, то кто же создал тот Разум, который создал весь мир? Человеческий разум – это порождение мозга, а мозг – самая сложная вещь из известных. И если людей кто-то создал, значит, создатель устроен ещё сложнее, чем его создание. Мы ведь исходим из того, что сложное не может появиться из простого само по себе. Значит, бог – это не какая-то элементарная фитюлька, а очень сложная система. Но тогда какая же другая сверхсложность создала такую сложную систему? Кто создал Бога?

Кроме того, очарованные феноменом разума люди тогда ещё не понимали, что разум не есть нечто универсальное и всеобъемлющее. Он – всего лишь один из инструментов природы и находится целиком в её пределах. И лишь людям он кажется чем-то прекрасным и удивительным, потому что они находятся у него внутри. Через него они глядят на природу как разумные существа. А так-то природа включает в себя разум как свою часть, и он есть лишь один из результатов эволюции, то есть развития материи. Сама природа без всякого разума запросто творит вполне разумные вещи, что мы в дальнейшем увидим.

Короче говоря, в эпоху парусов люди полагали, что совершенный Господь Бог сотворил все виды животных совершенными и потому неизменными. Но наука развивалась и подкидывала всякие неудобные вопросы. Например, были найдены кости динозавров и прочих гигантских ящеров, которых вокруг не наблюдалось. Это что же получается, они вымерли? Почему? Неужели Господь сотворил столь несовершенных существ, что они не смогли выжить в природе? Бракодел? А действительно ли живые виды неизменны? Может, они все-таки меняются и могут даже полностью исчезнуть?

О том, что живое может меняться, в принципе, уже свидетельствовала работа селекционеров. Они выводили новые породы собак, домашнего скота, одомашненные культурные растения – то есть изменяли виды от поколения к поколению!

– Ну, так с помощью разумного плана только и можно что-то менять, – говорили верующие. – Это как раз доказывает волю совершенного Разума в сотворении природы!

Вот эту точку зрения и обрушил молодой биолог Чарльз Дарвин, ступивший на неласковую твердь Галапагосского архипелага.

Надо отметить, что с Галапагосами Дарвину крупно повезло. Там получилась просто демонстрационная природная лаборатория эволюции. Острова этого вулканического архипелага расположены очень далеко от ближайшей суши. Сначала сюда нанесло волнами семена растений, которые здесь проросли и прижились. Затем сюда попали стаи птиц, которые уже смогли питаться семенами и плодами. А морские течения принесли на плавающих брёвнах выносливых рептилий – игуан. Они поселились тут и начали пожирать прибрежные водоросли.

Острова архипелага раскиданы по океану. Условия на разных островах разные. И соответственно этим условиям, точнее говоря, подстраиваясь под эти условия, менялась жизнь. Например, небольшие птички одного и того же вида, жившие на разных островах, немного отличались друг от друга: у разных групп вьюрков были совершенно разные клювы, приспособленные для разной работы. Птицы, которые питались жестким кормом, например, семенами растений, имели «инструмент» именно для такой работы – крупный, мощный, сильный клюв. А те, которые приспособились питаться мягкими и сочными плодами кактусов, имели длинные и тонкие клювы, которыми удобно прокалывать оболочку и извлекать мякоть. Наконец, птички, предпочитавшие насекомых, имели острые, как у дятлов, клювы, приспособленные для выдалбливания и выковыривания пищи из-под древесной коры. Встречались и другие клювы, сделанные будто специально для другой пищи. Словно бы птички покупали свои клювы в магазине инструментов, сообразуясь с той работой, которую предстояло делать!

Дарвина это обстоятельство просто поразило. Как опытный биолог, он сразу опознал в этих птицах американских вьюрков. Неужели Богу было больше нечего делать, как уже после сотворения мира зачем-то тащить сухопутных птичек из Америки на Галапагосы и тут уже «подтачивать» вручную, приспосабливая к здешней пище?.. И Дарвин догадался, что когда-то давным-давно ураган занес стаю на эти острова, и природе ничего не оставалось, как из этого материала лепить новые виды, приспособленные для существования именно в этих условиях. Вьюрки выжили и видоизменились.

«Значит, живое не косно, и в природе заложены гибкость и возможность к изменениям», – понял учёный. Значит, именно среда лепит из живого «пластилина» новые виды, которые приспосабливаются к жизни в своей природной нише.

Вот что по этому поводу написал потом Дарвин: «Самым любопытным обстоятельством является правильное постепенное изменение размеров клюва у различных видов Geospiza (Земляные вьюрки), начиная с клюва большого, как у дубоноса, и кончая клювом зяблика и даже славки… Наблюдая эту постепенность и различие в пределах одной небольшой, связанной тесными узами родства группы птиц, можно действительно представить себе, что вследствие первоначальной малочисленности птиц на этом архипелаге был взят один вид и видоизменен в различных целях».

Рис. 1. Разные клювы вьюрков, приспособленные для разной работы

Путешествие на «Бигле» дало обширный биологический материал, на котором Чарльз Дарвин написал свою знаменитую работу о происхождении видов. Механизм видообразования, открытый Дарвином, был таков: из поколения в поколение у животных накапливаются мелкие изменения, которые или поддерживаются или не поддерживаются естественным отбором. Если изменения помогают выживанию особи в природной среде, значит, у неё больше шансов выжить и оставить потомство. А если изменения мешают выживанию, у животного больше шансов погибнуть. Таким образом менее приспособленные чаще гибнут, оставляя меньше потомства, а более приспособленные гибнут реже, оставляют больше потомства, и постепенно вид, как живая система, видоизменяется, дрейфует в сторону большей приспособленности. Если для выживания в данной природной среде, в данном ареале нужен крепкий короткий клюв, природа безжалостно отсеет тех, у кого клюв не таков. Отбор будет идти на постепенное утолщение клюва. А если в другой местности нужен клюв тонкий и длинный, потому что там, например, больше кактусов растёт, значит, видообразование будет двигаться в сторону удлинения клюва, оставляя птиц «с носом». И хотя основой для изменений был один вид, он в конце концов разделится на два вида – птички с толстым клювом будут жить там, где нужен толстый клюв, а птички с тонким – там, где удобнее тонкий. Вот и всё. Это и есть естественный, или природный, отбор.

Это был, конечно, сильнейший удар по прежней мировоззренческой картине! На сей раз Бог отступил в биологии. Но других науках это случилось раньше. Ещё в наполеоновскую эпоху математик и астроном Лаплас, отвечая на вопрос императора, где же в его картине мира Бог, ответил: «Я не нуждаюсь в этой гипотезе!» Никакой бог для объяснения устройства мира оказался не нужен. В физике, астрономии и точных науках бог оказался лишним звеном. Чарльз Дарвин изгнал его и из биологии, объяснив, что живое существо может меняться, подчиняясь естественным природным процессам, без всякого разумного вмешательства.

Один из философов середины XIX века, не кто иной, как Фридрих Энгельс, так писал об этом другому философу – Карлу Марксу: «В этой области (в биологии. – А.Н.) теология (то есть учение о Боге-творце. – А.Н.) не была ещё разрушена, а теперь это сделано!»

Дарвин избавил Бога от дурацкой мелкой работы по изменению птичьих клювиков, но любители религии не сдавались:

– Даже если и так, если виды могут изменяться, приспосабливаясь к изменениям окружающей среды, это ещё не значит, что никакого бога нет. Может быть, он специально так всё создал, чтобы оно само работало! Так даже лучше! Автоматически…

Не будем с этим спорить. Займемся более продуктивным делом – посмотрим, как работает эволюция. И почему она вообще работает.

Глава 2. Порядок против хаоса

Если посмотреть, сколько разных видов живых существ обитает на нашей планете, так диву же даешься! Микробы, птички, слоны, змеи, лягушки, комары всякие… Одних только змей на Земле существует более трех тысяч видов. А кошачьих сколько! Пумы, пантеры, тигры, львы, рыси, камышовые коты, гепарды, ягуары, каракалы, манулы, оцелоты… Если начать перечислять, можно и на ужин не успеть. И вся эта живность в море и на суше кишмя кишит, размножается, охотится друг на друга, убегает друг от друга и находится друг с другом в тесной системной взаимосвязи. Как вы понимаете, один вид животных на голой планете существовать не может, он может жить только в составе биосферы, то есть великой жизненной каши – сложнейшей переплетённой системы из сотен тысяч видов растений, одноклеточных, насекомых, пресмыкающихся и прочих.

В биосфере всё взаимосвязано. Это сбалансированная сеть взаимодействий. И потянув за один кончик нитки, никогда не знаешь, как отреагирует система в целом.

В Китае в середине XX века решили повысить урожайность зерновых, потому что народу там много было, а еды мало. В Китае тогда начали строить коммунизм. Коммунизм – это попытка не допускать в жизни общества стихийности и всё в нём регулировать, включая экономику. Про коммунизм я сейчас долго рассказывать не буду, можете у папы с мамой спросить, что это за прелесть такая. Отмечу лишь, что в тех странах, где коммунизм пытаются построить, ничего хорошего не получается, а плохое происходит на каждом шагу. И всё потому, что эволюция обществ – тоже естественный природный процесс, где результат должен получаться сам собой, через конкуренцию и отбор. Если заменить процесс естественного (то есть неразумного) развития искусственным (разумным регулированием), то общество хиреет, и всё в нём начинает ухудшаться – вот такой парадокс! Странно, правда? Почему же разумно регулируемое общество хиреет и умирает, а стихийное и нерегулируемое процветает? А потому, что общественная система в целом устроена намного сложнее, чем самый умный человек, отдающий гениальные распоряжения, так как этот человек и все другие люди – всего лишь малые части системы, и они не могут «передумать» всю систему в целом. Только вся система в целом обладает полной информацией о себе. И при этом совершенно неважно, осознает она эту информацию или нет… Но об эволюции обществ мы поговорим позже. А сейчас вернемся к нашим китайцам и их урожаю.

Идея у коммунистических деятелей была простая и вполне, казалось бы, разумная: а давайте-ка мы уничтожим воробьев! Ведь воробьи жрут зерно, а оно нам самим нужно!

Китайские учёные подсчитали, что китайские воробьи за год съедают столько зерна, что им хватило бы накормить более тридцати миллионов человек. Много это или мало? В Китае тогда жило более шестисот миллионов человек, и было ясно, что ещё пара десятков лет, и население перевалит за миллиард. Чтобы вам было понятнее, скажу, что миллиард соотносится с тридцатью миллионами примерно как один гигабайт с тридцатью мегабайтами.

Коммунистическая партия, руководимая великим кормчим китайского народа по имени Мао Цзэдун, объяснила народу: воробьи – слабые птицы, они не могут летать более пятнадцати минут, им нужно сесть и набраться сил. Вот тут-то мы их и прищучим! Давайте не дадим воробьям приземляться – садиться на ветки и отдыхать. Этот великий план родился на восьмом съезде коммунистической партии Китая и был принят 18 марта 1958 года.

Вскоре все китайские школьники, крестьяне и горожане начали бегать по улицам и гонять воробьев. Они размахивали палками и тряпками, били половниками в кастрюли, стреляли из рогаток и всячески пугали маленьких птичек, едва их завидев. От такого стресса птички, которым не давали приземлиться, падали замертво. По столице ездили на велосипедах специальные разведчики, выявляя места скопления пернатых врагов. Газеты публиковали передовицы о великих победах в борьбе с воробьями. А коммунистические поэты писали стихи с названиями наподобие «Я проклинаю воробьёв!» Вскоре мировую прессу облетели фотографии целых гор из маленьких воробьиных трупиков. Вот что такое разумно регулируемое общество – это когда все дружно подчиняются одной важной задаче, делают одно дело!..

За несколько месяцев этой кампании в Китае было уничтожено почти два миллиарда воробьев, а заодно и других мелких птиц. Казалось, коммунизм уже почти построен. Но затем природа нанесла ответный жестокий удар.

Неожиданно оказалось, что воробьи и другие весёлые птички клюют не только зерно, но и насекомых, в том числе гусениц и саранчу, которые пожирают зелёные ростки на полях. Теперь же клевать вредителей стало некому. Экологическое равновесие в биосфере сместилось в пользу вредителей полей, которых уже некому было уничтожать. В результате урожай сожрали насекомые, и в стране наступил голод, из-за которого погибло тридцать миллионов человек – именно столько, сколько хотели накормить отобранным у воробышков зерном.

Весь мир тогда поражался уроку, который получили китайцы. А учёные сделали правильный вывод: польза от воробьев больше, чем вред. Опомнившись, китайское руководство закупило живых воробьев в Канаде и в нашей стране.