Эволюция человека как идет сейчас. Эволюция человека продолжается
По противникам Дарвина нанесен очередной удар. Биологи нашли новое доказательство того, что эволюция человека продолжается
Через пару лет каждый шестнадцатый житель американского города Фрамингхем окажется в клинике. Туда их будут настойчиво звать сами врачи. Сначала они пришлют горожанам вежливые письма с приглашениями. Затем станут звонить на домашний телефон. В итоге, надеются медики, на подробный медицинский осмотр придут 4000 из 60 000 жителей городка. Их будут измерять и взвешивать, делать им анализы крови и заставлять заполнять длинные анкеты. В Фрамингхеме к этому давно привыкли.
Еще в 1948 году здесь началось масштабное медицинское исследование - ученые пригласили для участия в эксперименте 5000 человек самого разного возраста. Добровольцев осматривали каждые два года, а в 1971 году исследователи переключились на их детей. Сейчас врачи работают уже с третьим поколением волонтеров. 100 участников эксперимента послужили науке и после смерти - они завещали свой мозг нейрофизиологам.
Результаты всех исследований поступают в единую базу данных. С ее помощью ученые пытаются разобраться, в какой степени склонность к различным заболеваниям передается по наследству. А совсем недавно знаменитый эксперимент привлек внимание ученых из другой области биологии. Стивен Стирнс из Йельского университета изучил, как изменялись его участники в поколениях. Ему удалось доказать: в современной популяции людей до сих пор происходит самая настоящая эволюция.
Многие ученые считают, что человек давно перестал изменяться. Семь лет назад знаменитый британский генетик Стив Джонс отправил на кладбище всех несогласных с этим тезисом. «Посмотрите на старые викторианские надгробья. Сразу увидите, сколько людей тогда умирало в раннем детстве», - говорил Джонс журналистам, перед тем как выступить на семинаре по эволюционной теории. Успехи современной медицины, объяснял он, поставили крест на эволюции человека: носители неблагоприятных генов теперь не только доживают до старости, но и оставляют потомство - какой уж тут естественный отбор. Стивен Стирнс убедительно опровергает своего британского тезку.
Исследователь сравнил результаты медицинских осмотров 5000 жителей Фрамингхема разных поколений. Он интересовался исключительно женщинами - просто потому, что за их состоянием врачи наблюдали с особым вниманием. Каждую участницу эксперимента обследовали не менее девяти раз.
Стирнсу удалось обнаружить любопытную закономерность - дочери заметно отличались от своих матерей по целому ряду показателей. В первую очередь в глаза ученому бросилась разница в пропорциях. В среднем дочери оказывались немного более грузными, чем их матери. Речь шла не об ожирении, а о незначительном увеличении жировой прослойки. Зато артериальное давление и уровень холестерина в крови дочерей были ниже, чем у родительниц. Этими простыми показателями разница между поколениями не ограничивалась. Представительницы младшего поколения дольше сохраняли способность к размножению - менопауза у них наступала позже. Все различия между матерями и дочерьми были не очень велики - какие-то доли процента. Однако Стирнс доказал, что все его наблюдения статистически достоверны.
Среди участниц эксперимента были женщины самого разного происхождения - с английскими, ирландскими, итальянскими и французскими корнями. Все они попадали под обнаруженную биологом закономерность. Исследователь принял во внимание и возможные социальные различия между добровольцами. На медицинские показатели все это влияло очень слабо.
Наконец, разницу между поколениями могло бы объяснить вмешательство медицины - на результаты осмотра не могли не влиять принимаемые женщинами препараты. В первую очередь это сильные гормональные средства. Биолог опроверг и эту версию - во время эксперимента женщины отчитывались о гормональных препаратах, которые они принимали. Стирнс изучил их список и пришел к выводу, что никакого влияния они не оказывали.
Теперь Стирнс утверждает, что его наблюдения отражают не что иное, как ход эволюции. За многие годы эксперимента в популяции современных людей шел естественный отбор, говорит он. А разница между поколениями - результат изменений в генотипе. «Не нужно думать о естественном отборе слишком категорично, - говорит Стирнс. - Для того чтобы определенные гены получили распространение в популяции, они не обязательно должны прямо влиять на выживаемость их обладателей». Вполне достаточного того, что люди с определенным генотипом будут в среднем иметь больше потомства. Свои рассуждения биолог подкрепляет статистикой. Например, незначительное повышение веса у дочерей по сравнению с матерями коррелировало с ростом количества детей.
«Известно, что гормональный статус сильно зависит от уровня жира, - рассуждает Стирнс. - Изменения этого параметра вполне могут влиять на репродуктивную способность». На количество детей не мог не повлиять еще один фактор - более поздняя менопауза. По словам биолога, отбор женщин по этим признакам идет уже не одно поколение и его исследование охватывает всего лишь незначительный этап такой эволюции. Однако нельзя сказать, что она идет так уж медленно. «С таким же темпом изменяются признаки в популяциях некоторых видов рыб», - говорит Стирнс. Он приводит в пример чавычу - один из самых крупных видов лососевых. На рыб, понятное дело, действует самый настоящий естественный отбор.
Биолог построил математическую модель, способную дать прогноз человеческой эволюции на много лет вперед. Если все будет идти так и дальше, через 300 лет вес ведущей здоровый образ жизни женщины увеличится примерно на 2%, зато менопауза в среднем будет наступать почти на год позже.
«Эта работа - весомый аргумент в пользу того, что в современной популяции продолжается отбор», - рассуждает в своем блоге известный ученый и борец с креационизмом Джерри Койн. Комментарии к этой записи почти целиком состоят из специальных терминов и ссылок на публикации - новость обсуждают профессиональные биологи. Профессор Гарвардской медицинской школы Шамиль Сюняев в восторге от новой работы: «Никому еще не удавалось проследить за изменениями человеческого организма за такой небольшой для эволюции срок». Правда, по его словам, окончательно доказать наличие эволюции в современном обществе может только масштабный генетический анализ.
Возможно, скоро это произойдет. Такими наблюдениями занимаются все больше ученых. И уже сейчас с помощью этих исследований удается доказать, что эволюция человека происходила еще совсем недавно. В 2007 году международная группа генетиков под руководством Леены Пелтонен из Университета Хельсинки провела масштабное сравнение геномов представителей самых разных национальностей. Ученые искали особые формы генов, отвечающих за нормальное усвоение лактозы. Этот содержащийся в молоке углевод способен вызвать у некоторых людей серьезное расстройство желудка.
После первых пяти лет жизни организм начинает терять способность усваивать это вещество. Насколько быстро это происходит - зависит от генов. Реже всего непереносимость лактозы встречается у населения Европы. А вот жителям Азии не повезло. Почти все они страдают от этого врожденного недостатка. Об этом можно прочесть в любом учебнике биологии.
Европейцы начали употреблять молоко почти 10 000 лет назад. В то время устойчивость к лактозе была не очень распространена в популяции. Со временем варианты генов, позволяющие пить молоко без проблем, вышли на первый план - на них действовал отбор. Группа Пелтонен доказала, что с классическим школьным примером все не так просто. Ученые обнаружили в генотипе жителей Южной Италии и Басконии ранее не описанные варианты генов, определяющих устойчивость к лактозе. Эти гены не были похожи друг на друга, но кое-что их объединяло - анализ показал, что они возникли всего 1500 лет назад. Для эволюции это ничтожно малый срок.
Питер Уорд
Вопреки распространенному мнению, люди продолжают эволюционировать. Наши тело и мозг уже не те, что были у наших предков - или будут у наших потомков
Cтоит нам поинтересоваться чьим-либо мнением о том, как могли бы выглядеть люди будущего, мы получаем обычно один из двух вариантов ответа. Кто-то сразу же вспоминает о привычном образе из научной фантастики: у наших потомков будут очень высокий лоб, увеличенный объем мозга, высокоразвитый интеллект. Другие утверждают, что люди уже не эволюционируют, во всяком случае, физически, ведь техника положила конец суровой логике естественного отбора. И потому эволюция носит сегодня исключительно культурный характер.
Первая история - про увеличенный объем мозга - не имеет никакой реальной научной основы. Судя по палеонтологическим исследованиям размеров головы у последних нескольких сотен поколений, времена быстрого увеличения объема нашего черепа давно прошли. Соответственно, еще несколько лет назад большинство ученых могли считать физическую эволюцию человека законченной. Однако новые методы работы с ДНК (которые позволяют производить анализ геномов различных поколений, совершая тем самым переворот в изучении эволюции человека) создают абсолютно иную картину. Со времени возникновения вида Homo sapiens в нашем организме произошла не просто основательная "перетасовка" генов: увеличилась и скорость эволюции человека. В дополнение к тому, что за прошедший срок у нас, как и у других биологических организмов, резко изменилась форма тела, сегодня наша физиология, а возможно, и поведение, продолжают подвергаться генетически обусловленным изменениям. Так, вплоть до самого последнего периода нашей истории в разных частях света происходило вполне отчетливое обособление человеческих рас. Даже сегодня под влиянием условий современной жизни генетические факторы могут обусловливать появление новых особенностей поведения у людей.
Итак, если у нас нет перспективы обзавестись мозгом огромных размеров, на что мы могли бы рассчитывать? Станем мы крупнее или мельче, умнее или глупее? Как скажутся на нас новые заболевания и глобальное повышение температуры? Появится ли однажды новый вид человека? Или, может быть, будущая эволюция человечества зависит уже не от наших генов, а от уровня развития техники, от внедрения в наш мозг и тело кремниевых и стальных элементов? А вдруг наше предназначение - быть всего-навсего создателями машин, следующей цивилизации, которая будет господствовать на планете Земля?
Далекое и недавнее прошлое
Следить за ходом эволюции всегда было делом палеонтологов, - они занимаются изучением окаменевших костей, сохранившихся с древнейших времен. Как выяснили специалисты, возраст человеческого семейства под названием гоминиды составляет по меньшей мере 7 млн лет. Именно столько времени прошло с тех пор, как появился небольшой по размеру проточеловек Sahelanthropus tchadensis. С той поры наше семейство пополнилось (этот вопрос все еще активно обсуждается специалистами) рядом новых, довольно своеобразных видов. Сегодня нам известно о девяти, хотя где-то, безусловно, скрываются и другие персонажи этой на удивление неполной палеонтологической летописи гоминидов. Следы человека более давнего периода практически не сохранились, так и не попав в осадочные породы. Однако общепризнанная картина ежегодно меняется в зависимости от публикуемых сообщений о вновь обнаруженных окаменелостях или новых интерпретациях прежних находок.
Образование каждого нового вида гоминидов происходило после того, как небольшая группа этих существ оказывалась тем или иным образом изолированной от основной популяции. Многие поколения новой группы использовали в необычных для нее условиях новые методы приспосабливания. Отрезанная от сородичей, эта небольшая группа шла своим особым генетическим путем, и впоследствии ее представители уже не могли иметь общее потомство с членами основной популяции.
Как показывает палеонтологическая летопись, самый ранний представитель нашего вида жил 195 тыс. лет назад на территории нынешней Эфиопии, откуда началось его распространение по всей планете. Уже 10 тыс. лет назад люди современного типа расселились по всем континентам Земли, кроме Антарктиды. А их приспособление к самым разным местным условиям (в числе прочих движущих сил эволюции) привело к образованию того, что мы условно называем расами. Очевидно, что группы людей, жившие в разных местах, в достаточной степени сохранили между собой связи и потому избежали превращения в отдельные виды. Теперь, при достаточно плотном заселении планеты людьми, можно было бы считать, что время их эволюционирования подошло к концу.
ПОСЛЕ HOMO SAPIENS |
В прошлом в нашем роду уже появлялись новые виды. А как насчет будущего? Для видообразования требуется некий вариант изоляции. Наиболее привычна географическая изоляция, когда небольшая популяция остается полностью отрезанной от основного генофонда. При нынешних размерах и взаимосвязи человеческих наций вероятность подобного варианта невелика. Однако есть другие способы решить подобную задачу: создать человеческие колонии на дальних планетах; тем или иным образом нарушить глобальный механизм обмена человеческими генами; разбиться на отдельные группы после какого-нибудь катаклизма вроде падения на Землю большого астероида; прибегнуть к генной инженерии. |
Однако на самом деле все несколько иначе. В опубликованном год назад исследовании Генри Харпендинг (Henry C. Harpending) из Университета штата Юта, Джон Хокс (John Hawks) из Висконсинского университета в городе Мэдисон и их коллеги произвели анализ данных из международной гаплотипной карты человеческого генома. Они сосредоточили внимание на генетических маркерах 270 человек, представлявших четыре группы: китайцы (хань), японцы, йоруба и европейцы северной части Европы. Ученые обнаружили, что 5 тыс. лет назад эволюционировали по меньшей мере 7% генов человека. Значительная часть этих изменений были связаны с приспособлением к определенной окружающей среде - как природной, так и созданной самими людьми. Например, в Китае и Африке лишь немногие взрослые могут усваивать свежее молоко, тогда как в Швеции и Дании это почти ни для кого не составляет проблемы. И можно предположить, что жители этих стран приобрели такую способность в результате освоения их предками молочного животноводства.
В другом исследовании, проводившимся Пардис Сабети (Pardis C. Sabeti) и ее коллегами из Гарвардского университета, использовалось больше данных по наследственной изменчивости. Ученые попытались найти в них взаимосвязь между естественным отбором и геномом человека. В результате более чем в 300 частях генома были найдены следы недавних изменений, повышавших шансы людей на выживание и деторождение. В числе примеров - сопротивляемость одному из тяжелейших бедствий Африки, вирусу, вызывающему геморрагическую лихорадку Ласа, а также определенная устойчивость части африканского населения к другим заболеваниям, таким как малярия; изменение окраски кожи и активный рост волосяных фолликул у азиатов, или постепенное осветление кожи и приобретение голубого цвета глаз у жителей севера Европы.
По оценкам исследовательской группы Харпендинга и Хокса, в последние 10 тыс. лет эволюция человека происходила в 100 раз быстрее, чем в любое другое время после отделения самого раннего гоминида от предков современных шимпанзе. Подобное ускорение исследователи объяснили разнообразием видов окружающей среды, в которые перебирались люди, а также изменениями в условиях существования, вызванными появлением сельского хозяйства и строительством больших городов. Главными результатами превращения дикой естественной среды в обрабатываемые угодья стали не развивающееся земледелие и трансформации ландшафта, а зачастую смертельное сочетание антисанитарных условий проживания, нового пищевого рациона и различных заболеваний (которые передавались от других людей и одомашненных животных). Хотя некоторые исследователи не вполне согласятся с этими оценками, основная идея понятна: люди превосходно эволюционируют.
Неестественный отбор
В прошлом веке условия, в которых существовал наш вид, опять изменились. Географическая изоляция различных групп людей оказалась нарушена легкостью пространственных перемещений и устранением социальных барьеров, некогда разделявших отдельные расовые группы. В человеческом генофонде еще никогда не наблюдалось столь невероятного генного смешения локальных популяций вида Homo sapiens. Следует заметить, что мобильность человечества вообще может привести к гомогенизации нашего вида. Процесс естественного отбора тормозится также и нашими достижениями в медицине и технике. Например, в большей части стран уже не наблюдается массовой детской смертности. Люди с генетическими повреждениями, обреченные в прошлом на смерть, сегодня могут нормально жить и иметь потомство. Наши естественные враги - хищники - также уже не определяют для нас правил выживания.
Исследователь Стив Джонс (Steve Jones) из Университетского колледжа Лондона настаивает на том, что эволюция человека в значительной мере прекратилась. В 2002 г., выступая на проходившей в Королевском обществе Эдинбурга дискуссии под названием "Эволюция закончена?", он заявил: "Для нашего биологического вида ситуация перестала улучшаться или ухудшаться. Если хотите знать, как выглядит Утопия, то посмотрите вокруг - она перед вами". Джонс указал на то, что, по крайней мере, в промышленно развитых странах почти каждый человек может теперь дожить до репродуктивного возраста, а все бедные и богатые обладают равными возможностями иметь детей. Конечно, наследственная устойчивость к заболеваниям - таким, например, как ВИЧ - дает людям дополнительные шансы на выживание, однако решающим фактором в решении вопроса о жизни и смерти будет сегодня не столько генетическая наследственность, сколько культура. Иными словами, современную эволюцию, пожалуй, можно назвать не генетической, а миметической, т.е. связанной с мыслями.
Другая точка зрения сводится к тому, что генетическая эволюция продолжается и сегодня, однако действует в противоположном направлении. Определенные особенности современной жизни могут вызывать такие эволюционные перемены, которые не только не повышают нашу способность выживать, но даже способствуют ее уменьшению. Один из возможных вариантов действия такой эволюции "в обратную сторону" испытывает на себе, например, огромное количество студентов. Продолжая образование, они на некоторое время откладывают создание семьи и рождение детей, в то время как многие их бывшие одноклассники, не преуспевшие в учебе, заводят детей сразу же. Если у менее интеллектуально развитых родителей появляется больше детей, то интеллектуальность в современном мире оказывается, по Дарвину, фактором уязвимости и, соответственно, можно ожидать снижения ее среднего уровня.
Подобные спорные моменты обсуждаются уже давно. Один из многочисленных контраргументов заключается в том, что человеческая интеллектуальность состоит из множества разных способностей, закодированных в огромном числе генов, и не имеет высокой наследуемости, тогда как естественный отбор действует лишь в отношении наследуемых качеств. Ученые активно дискутируют, насколько интеллектуальные способности вообще могут передаваться по наследству. На данный момент они пока не могут заявить о реальных признаках снижения среднего уровня интеллектуальности.
Но даже если наш интеллект пока не находится под угрозой, человеческий вид вполне может накапливать другие, в большей степени наследуемые особенности, которые уж точно не сулят нам ничего хорошего. Например, такие нарушения поведения, как синдром Туретта или синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) могут, в отличие от интеллектуальности, быть закодированы всего лишь в нескольких генах - и этого будет достаточно для их высокой наследуемости. Если подобные нарушения для кого-то увеличивают вероятность рождения детей, то они с каждым новым поколением будут становиться все более распространенными. Как утверждает в публикациях в научных журналах и в своей книге специалист по таким нарушениям Дэвид Камингс (David Comings), число людей, страдающих от упомянутых синдромов, существенно возросло. Причиной может быть эволюция: женщины с подобными синдромами с меньшей вероятностью обучаются в высших учебных заведениях, а потому имеют тенденцию быть более многодетными, чем здоровые матери. Впрочем, некоторые исследователи высказывают серьезные возражения против используемой Камингсом методики. Кроме того, в вопросе, действительно ли увеличивается распространенность данных нарушений, нет ясности: исследования в этих областях затруднены по причине существующего в обществе предубеждения, что многие подобные отклонения от нормы неизлечимы.
Итак, общая логика рассуждений кажется вполне убедительной. Мы склонны представлять себе эволюцию как нечто, связанное со структурными изменениями в организме, однако она способна затрагивать и такие области, как поведение человека. Многие люди носят в себе гены, делающие их предрасположенными к алкоголизму, потреблению наркотиков и другим пагубным пристрастиям. Большая часть людей успешно этому противостоят, поскольку гены - это не всегда неотвратимость, и действие таких генов определяется окружением человека. Однако, разумеется, есть люди, которые поддаются влиянию наследственности, и возникающие проблемы влияют на то, смогут ли они выжить и сколько у них будет детей. Подобных изменений уровня рождаемости вполне достаточно для продолжения действия естественного отбора. Дальнейшая эволюция может в значительной мере зависеть от ситуаций, в которых будут проявляться специфические формы поведения людей. Точно так же она зависит от различных человеческих реакций на изменчивые социальные и прочие внешние условия. Однако, в отличие от других биологических видов, мы не собираемся пассивно принимать эту логическую схему Дарвина.
Управляемая эволюция
Нам уже удавалось управлять эволюцией многих видов растений и животных. Почему бы теперь не попытаться контролировать свою собственную? Зачем ждать, когда все сделает естественный отбор, если мы можем справиться с этим быстрее и во многих отношениях с большей для себя пользой? Например, работая в области поведения человека, ученые ведут сегодня поиск генетических компонентов, связанных не только с медицинскими проблемами и нарушениями, но также с характером, различными аспектами сексуальности и конкурентоспособности личности. Многое из этого, хотя бы частично, может передаваться по наследству. Есть вероятность, что со временем станет привычным проводить тщательное обследование людей для выявления организации их генома и по результатам назначать лекарства.
Следующим шагом будет непосредственное воздействие на гены человека. Это может быть сделано двумя путями: заменой генов в каком-то отдельном органе (генная терапия) или же изменением всего генома пациента (так называемая зародышево-потомственная терапия). Пока что исследователи стараются решить промежуточную задачу по применению генной терапии для лечения у пациента некоторых заболеваний. Но если когда-нибудь ученые овладеют зародышево-потомственной терапией, то это будет означать, что мы сможем оказывать помощь не только самому пациенту, но и его детям. Главное препятствие для использования генной инженерии в этих целях - исключительная сложность человеческого генома. Гены в организме человека выполняют обычно более чем одну функцию. А функции, в свою очередь, бывают обычно закодированы более чем в одном гене. Из-за этой особенности, известной как плейотропия, воздействие на какой-то один ген может иметь самые неожиданные последствия.
Зачем вообще пытаться это делать? К вмешательству в гены будет, вероятно, вынуждать стремление родителей гарантировать рождение ребенка нужного пола, желание наделить детей красотой, умом, музыкальным талантом или приятным характером, а кроме того - попытаться избавить ребенка от обреченности стать скупым, депрессивным, гиперактивным или даже склонным к правонарушениям. Побудительные мотивы здесь очевидны, и они очень сильны. Столь же мотивированной, как попытки родителей генетическим путем обеспечить социальную защищенность своих детей, станет борьба с человеческим старением. Как подсказывают многие недавние исследования, старение человека - не просто износ частей его организма, а запрограммированное разрушение, которое в значительной мере контролируется генетически. Если это так, то рано или поздно генетические исследования помогут выявить многочисленные гены, управляющие различными аспектами этого процесса, и с такими генами можно будет производить необходимые манипуляции.
Если представить, что генные изменения войдут в практику, то стоит подумать, как бы это могло повлиять на дальнейшую эволюцию человечества? Вероятно, очень сильно. Предположим, родители воздействуют таким образом на еще не родившихся детей, способствуя их умственному развитию, приобретению определенного внешнего вида и большей продолжительности жизни. Если такие дети вырастут умными, проживут много лет, то они смогут иметь больше детей и зарабатывать больше любого из нас. Вероятно, на таких схожих людей начнет действовать взаимное притяжение. В условиях их добровольной географической или социальной самоизоляции может произойти дрейф генов, а впоследствии и новое видообразование. Иначе говоря, однажды люди смогут создать человека нового вида. Захочет ли человечество избрать такой вариант развития событий, будет зависеть от наших потомков.
Путь боргов
Еще менее предсказуемыми, чем генные манипуляции, представляются наши взаимоотношения с машинами. Или их с нами. Не может ли быть конечной целью эволюции нашего биологического вида симбиоз с техникой, синтез органического и неорганического начал? Многие писатели-фантасты уже предсказывали, что возможно сочетание человека и робота, или, например, загрузка данных из мозга человека в компьютер (см. Стикс Г. Как подключиться к мозгу // ВМН, №2, 2009). Фактически мы уже находимся в зависимом положении от машин. Чем активнее мы создаем их для удовлетворения собственных нужд, тем больше наша жизнь оказывается приспособленной уже к их потребностям. С увеличением сложности и взаимосвязанности техники для нас возрастает необходимость попытаться наладить с ними некое взаимодействие. Эту позицию отчетливо выразил в 1998 г. в книге "Дарвин среди машин" американский писатель Джордж Дайсон (George Dyson). Он писал: "Все, что делают люди для облегчения управления компьютерными сетями, становится одновременно, хотя и по иным причинам, облегчением для компьютерных сетей задачи управления людьми: Дарвиновская эволюция может пасть жертвой собственного успеха, поскольку не будет успевать за порожденными ею самой недарвиновскими процессами".
Наше совершенствование в технических областях угрожает размыть старые пути, по которым двигалась эволюция. Рассмотрим два различных взгляда на будущее, взятые из очерка 2004 г. шведского философа-эволюциониста Ника Бострома (Nick Bostrom) из Оксфордского университета. Вначале он настраивает нас на оптимистический лад: "Развернутая картина показывает общую тенденцию к повышению уровней сложности, знания, понимания и целенаправленной организации. Тенденцию, которой мы можем дать название "прогресс". Представляя себе все это в радужном свете, можно утверждать, что эволюция (биологическая, миметическая и техническая) будет продолжаться и пойдет в желательном для нас направлении".
Хотя использование слова "прогресс" наверняка бы заставило перевернуться в гробу покойного биолога-эволюциониста Стивена Джей Голда (Steven Jay Gould), следует дать некоторые пояснения. Как доказывал Голд, окаменелости - в том числе оставшиеся от наших предков - свидетельствуют о том, что эволюционные перемены не были непрерывными. Они происходили рывками, которые, конечно же, нельзя считать "прогрессивными" или целенаправленными. Ведь биологические организмы могут как уменьшаться, так и увеличиваться в размерах. Однако прошлая эволюция имела по меньшей мере один неизменный вектор: в направлении возрастания сложности. Вероятно, таковой будет и дальнейшая эволюция человечества: к увеличению сложности через некое сочетание анатомических, физиологических или поведенческих изменений. Если мы продолжим приспосабливаться и произведем умелое терраформирование (изменение климатических условий планеты для приведения ее атмосферы, температуры и экологических условий в состояние, пригодное для обитания земных растений и животных; термин впервые использовал американский писатель-фантаст Джек Уильямсон (Jack Williamson) в 1942 г.), то у нас будут все генетические и эволюционные предпосылки к тому, чтобы жить на нашей планете даже в эпоху угасания Солнца. В отличие от запрограммированности на старение наш вид не кажется генетически запрограммированным на вымирание.
Менее благополучный вариант нам уже очень хорошо знаком. Как считает Бостром, загрузка нашего сознания в компьютер могла бы означать конец человечества. Совершенный искусственный разум получил бы возможность извлекать различные элементы наших знаний, а затем собирать из них нечто, что уже не будет иметь отношения к человеку. Это сделало бы нас морально устаревшими. Бостром прогнозирует следующий сценарий развития событий: "Некоторые человеческие индивидуумы будут производить загрузку в компьютер и делать несколько собственных копий. Между тем благодаря постепенному прогрессу в нейронауке и создании искусственного интеллекта впоследствии появится возможность помещать знания каждого человека в индивидуальный модуль, а затем соединять его с модулями других людей. Модули, соответствующие общему стандарту, могли бы лучше общаться и взаимодействовать с другими модулями, что было бы более экономичным и продуктивным и вызывало бы потребность в дальнейшей стандартизации: Для умственной структуры человеческого типа могло бы тогда попросту не найтись места".
Словно прогноза о возможности морального устаревания человека ему было недостаточно, Бостром рисует нам еще более мрачную перспективу. Если бы новым критерием эволюционной приспособленности стала эффективность машин, то в нашей жизни было бы уничтожено очень много из того, что мы считаем глубоко человеческим. Ученый пишет: "Существуют такие сумасбродные и приятные вещи, которые в значительной мере условно наполняют человеческую жизнь смыслом - юмор, любовь, игры, искусство, секс, танцы, светские беседы, философия, литература, научные открытия, еда, дружба, воспитание детей, спорт. Исходя из своего вкуса и возможностей, мы занимаемся всем этим, и в эволюционном прошлом нашего вида подобные предпочтения носили приспособительный характер. Но какие у нас основания для уверенности, что эти же или подобные им вещи по-прежнему будут нужны нам для адаптации в будущем? Вероятно, тогда добиваться максимальной эволюционной приспособленности станет возможным лишь путем непрерывного, тяжелого и монотонного труда при помощи повторяющихся и изматывающих рабочих операций, главная цель которых - крохотное улучшение какого-нибудь производственно-экономического показателя".
Короче говоря, предположив, что оно выживет, человечество может пойти по одному из трех вероятных путей:
застой - преимущественное сохранение нынешнего положения с некоторой коррекцией в период смешения человеческих рас;
видообразование - появление нового вида человека на нашей или какой-либо другой планете;
симбиоз с машинами - в результате соединения машин и человеческого сознания образуется коллективный разум, в чьих границах могут сохраниться или не сохраниться качества, которые мы рассматриваем как человеческие.
Quo vadis Homo futuris?
Перевод: А. Н. Божко
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Future Evolution. Peter Ward. W.H. Freeman, 2001.
The Future of Human Evolution. Nick Bostrom in Death ad Anti-Death: Two Hundred Years after Kant, Fifty Years after Turing. Edited by Charles Tandy. Ria University Press, 2004.
A Map of Recent Positive Selection in the Human Genome. Benjamin F. Voight, Sridhar Kudaravalli, Xiaoquan Wen and Jonathan K. Pritchard in PloS Biology, Vol. 4, No. 3, pages 0446-0458; March 7, 2006.
Genome-wide Detection and Characterization of Positive Selection in Human Populations. Pardis C. Sabeti et al. in Nature, Vol. 449, pages 913-918; October 18, 2007.
Natural Selection Has Driven Population Differentiation in Modern Humans. L.B. Barreiro, G. Laval, H. Quach, E. Patin and L. Quintana-Murci in Nature Genetics, Vol. 40, No. 3, pages 340-345; March 2008.
The 10,000 Year Explosion: How Civilization Accelerated Human Evolution. Gregory Cochran and Henry Harpending. Basic Books, 2009.
Часто говорят, что с помощью инноваций в науке, медицине и сельском хозяйстве люди стали хозяевами своей биологической судьбы. Человечество приобрело контроль над собственной эволюцией, устраняя большинство причин смерти и страданий, испытываемых нашими древними и не слишком далекими предками.
Борьба с голодом
Мы уничтожили голод и устранили нехватку продуктов в большинстве стран мира. На сегодняшний день мы имеем доступ к огромному количеству продуктов питания высокого качества. Та пища, которая раньше была доступна только сезонно, теперь находится на наших столах круглый год.
Избавление от болезней
Люди приручили множество смертельных заболеваний с помощью антибиотиков и даже уничтожили некоторые из них полностью через вакцинацию. Хотя мы стареем, и наше тело часто изнашивается, у нас есть много возможностей его вылечить и даже заменить некоторые органы искусственными.
Контроль рождаемости
Люди могут контролировать собственное плодородие и решать, стоит ли им иметь детей, даже сохраняя при этом активную сексуальную жизнь. При желании мы можем отсрочить рождение детей, пока не будем к этому готовы как в финансовом, так и в эмоциональном плане. Поэтому многие решают сначала построить карьеру, и только после этого создавать семью и растить детей.
Многие из нас могут выбрать, когда и с кем вступать в брак. Сейчас появилась возможность создать семью с человеком из любой части планеты, а не только с одногодками, живущими по соседству. Более того, многие люди получили возможность вступать в брак с представителями того же пола.
Увеличение длительности жизни
Мы значительно расширили границы продолжительности жизни: все больше людей живут гораздо дольше, чем когда-либо прежде. По всей планете количество долгожителей будет только увеличиваться с каждым годом.
Перенаселение
И со всеми этими изменениями в культуре, здоровье, питании и продолжительности жизни население существенно увеличилось за последнее столетие. Потребовались сотни тысяч лет, чтобы население выросло до миллиарда человек, но к середине прошлого века было уже два с половиной миллиарда. Более того, существуют предположения, что к середине двадцать первого века на этой маленькой голубой планете будет почти 10 миллиардов людей.
Влияние на эволюцию других видов
Мы не только переписываем наше собственное будущее, но и влияем на эволюцию миллионов других видов. Прежде всего, микробиом наших тел существенно изменился из-за введения в рацион новых продуктов и лекарств. Также мы влияем на многие виды через загрязнение окружающей среды, вырубку лесов и чрезмерную эксплуатацию природы.
Какое влияние все эти изменения могут иметь на наше будущее как вида? Каким будет дальнейший ход нашей эволюции?
Влияние выбора
Генетики обнаружили прямые доказательства того, что наш выбор может оказывать глубокое воздействие на эволюцию всего населения, а в конечном счете - и на наш вид.
Существуют некоторые яркие примеры такого положения вещей. Оказывается, что и женщины, и мужчины во многих обществах в настоящее время решают в более раннем возрасте заводить первого ребенка. Другие исследования показали, что женщины находятся в более позднем возрасте при рождении последнего ребенка в некоторых доиндустриальных группах. В то же время возраст наступления менопаузы в некоторых постиндустриальных группах населения значительно увеличился.
Тем не менее другие исследования показали, что женщины становятся значительно выше, по меньшей мере, в одной доиндустриальной группе, но при этом в постиндустриальных их рост уменьшается.
Тенденция к ранней половой зрелости при меньших размерах тела может быть следствием повсеместного снижения подростковой смертности в результате улучшения гигиены, здравоохранения и медицинской помощи.
Современная эволюция глазами ученых
Интересное исследование, опубликованное в этом году командой ученых во главе с Яиром Филдом из Стэнфордского университета, изучало ДНК, хранящуюся в проекте UK10K, с целью поиска признаков недавней эволюции живущих в Британии людей.
Команда исследовала изменения, охватывающие последние 2000 лет, и нашла доказательства эволюции в трех важных наборах генов.
Во-первых, произошли изменения в генах лактазы, или тех, которые связаны со способностью человека переваривать молоко и другие молочные продукты.
Оказалось, что переносимость молока была на подъеме в последние пару тысяч лет в Великобритании, возможно, наряду с увеличением его потребления.
Изменения произошли также в генах HLA, которые играют важную роль в иммунной системе человека. Хотя возможная причина до сих пор не ясна, это может быть связано с увеличением воздействия инфекционных болезней из-за большого числа иммигрантов, таких как римляне, которые заселили Великобританию около 2000 лет назад, и многих групп после них.
Но самым удивительным было открытие того, что гены, отвечающие за светлые волосы и голубые глаза, были доминантными в течение последних двух тысячелетий. В этом случае кажется, что половой отбор, а не естественный, увеличил число людей, несущих гены для этой комбинации.
В Великобритании, по крайней мере, кажется, что мужчины действительно предпочитают блондинок, ну, по крайней мере, в последние 2000 лет.
Далекий от эзотерического, этот вид исследований показывает, как решения, которые мы принимаем относительно образа жизни, продуктов питания и выбора партнера, могут иметь долгосрочные последствия для нашей эволюции.
Именно поэтому мы действительно должны думать о последствиях нашего современного образа жизни и глубоких изменениях, которые мы производим на планете, ведь все это может повлиять на нашу эволюцию.
Мир изменяется, каждое последующее десятилетие, столетие или тысячелетие приносит свои, характерные лишь ему изменения, а скорость перемен лишь возрастает. И наравне с изменяющимся миром – меняется человек. Эволюция продолжается. На данный момент существует множество различных теорий, которые дают свои варианты развития человека в будущем. Однако некоторые антропологи и исследователи все же считают, что эволюционные процессы уже не играют столь важной роли, которую играли раньше.
Биологическая эволюция – естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом (с) Wikipedia
Так, например, по мнению профессора Стива Джонса из Университетского колледжа Лондона, эволюция уходит на второй план. Если в далеком прошлом, выживал сильнейший, то в современном мире, человек, окруженный комфортом, вряд ли продолжит мутацию. В то же время, ученые не исключают вероятности изменения и развития наших тел.
Кроме того, нельзя забывать о существовании закона Харди-Вейньерга, который гласит, что эволюционное изменение является математически необходимым до тех пор, пока генетическая популяция остается под влиянием как минимум одного из пяти факторов:
- Мутация
- Неслучайное спаривание
- Поток генов
- Дрейф генов
- Естественный отбор
На основе этого закона можно сделать простой вывод – эволюционным процессам быть. Именно поэтому многие ученые не останавливаются на споре «за» или «против» эволюции, а выдвигают свои предположения на тему того, как человек будет выглядеть в будущем и каким эволюционным изменениям нам грозят последующие тысячелетия.
Изменение роста
Доподлинно известна и изучена тенденция к увеличению роста. Если брать в расчет хотя бы последние 100-150 лет, то не сложно подсчитать, что человечество стало выше в среднем на 10 сантиметра. Так, например, каждый пятый житель Италии имеет рост выше 180 см, а в послевоенное время (после Второй Мировой войны), количество людей с таким ростом составляло не более 6% от всего населения.
Средний рост мужчин на карте мира
Как считают исследователи, одной из главных причин подобного изменения является изобилие питательных веществ, которые доступны современному человеку. И если раньше голод мешал организму развиваться, то сейчас в немалой части мира подобный вопрос уже второстепенен.
Размер головы человека
Интересно, что по вопросу изменения размеров черепной коробки существует два мнения. Первое гласит, что размеры черепа будут увеличиваться. Это обусловлено в первую очередь развитием самого человека, ведь технологическое развитие подразумевает необходимость в развитии интеллектуальном и развитии мозга. Именно поэтому, как считает часть ученых, будем мы в будущем выглядеть как самые настоящие стандартные «инопланетяне».
Впрочем, есть и обратное данному предположению мнение, которое гласит, что размер черепной коробки если и претерпит изменения, то несущественные. Палеонтолог Питер Уорд, из университета Вашингтона в Сиэтле считает иначе. Причина очень проста – любая женщина, которая хотя бы раз в своей жизни рожала, с полной уверенностью скажет вам, что голова ребенка уже сейчас довольно крупных размеров. Именно поэтому в наши дни все чаще используется метод Кесарева сечения и именно поэтому эволюция вряд ли пойдет на такой шаг (нет, мы не считаем эволюцию чем-то, что имеет собственную волю – прим. ред.).
Цвет кожи и черты лица
Моноэтничость – вот слово, которое приходит на ум многим ученым, когда речь заходит о далеком будущем человечества. Смешанные браки уже давно перестали быть чем-то из ряда вон выходящим и «чистота крови» сохраняется лишь у определенных этнических групп, которые, обычно, находятся в определенной изоляции, территориальной, религиозной или любой другой.
Тем не мене, глобализация и культурное слияние вместе с доступностью свободного перемещения делают свое дело и рано или поздно все это приведет к усреднению черт лица и цвета кожи. Об этом говорит профессор Йельского университета Стивен Стернс. По прогнозам различных исследователей, цвет кожи и волос потемнеет. Поэтому есть мнение, что через несколько веков или чуть позже, большая часть населения Земли будут выглядеть приблизительно как бразильцы.
Есть и параллельная точка зрения, приверженцы которой считают, что со временем человечество или отдельные люди смогут приобрести способность к мимикрии, а стало быть, появится возможность изменять цвет кожи по собственному желанию. Подобные заявления можно было бы считать фантастикой, однако уже сейчас ученые экспериментируют с внедрением хроматофоров (пигментсодержащих клеток, которые присутствуют у земноводных, рептилий и т.д.).
Человеческие волосы
Ни для кого не секрет, что древние люди были куда более волосаты, чем мы. Нет, это не значит, что у них были очень длинные волосы, отнюдь, просто волосяной покров был куда более заметен, чем сейчас. Известный ученый Чарльз Дарвин в свое время говорил, что волосы на наших телах не более чем рудимент, своеобразный привет из прошлого человечества.
Волосяной покров в те далекие времена заменял человеку одежду, однако со временем подобная потребность отпала в связи с распространением и доступностью одежды и отопления. Поэтому есть не малая вероятность, что в будущем человечество станет практически лысым. Однако и тут нельзя говорить об уверенности в подобных изменениях. Так, например, волосы выступают в качестве одного из показателей при выборе полового партнера, а значит, если надобность в волосах окончательно не пропадет, то и волосы никуда не денутся, разве только их станет немного меньше.
Зубы
Если вы посмотрите на челюсти человека, проживавшего около 100000 лет назад и на челюсти современного человека, то даже невооруженным взглядом заметите изменения. В прошлом, размер зубов человека был в два раза больше. Это необходимо было для того, что бы можно было разгрызать орехи, рвать зубами сырое мясо и т.п. Позже, мозг человека развивался, менялся его рацион и как следствие, челюсти, как и зубы, начали уменьшаться.
Одно из самых заметных изменений – исчезновение зубов мудрости. Уже сейчас практически 25% людей рождаются без зачатков зубов мудрости, что можно списать на влияние естественного отбора, а в будущем, данный процент будет лишь увеличиваться. По предположениям ученых, продолжат уменьшаться и зубы человека, а возможно, даже пропадать.
Мышцы
То, что человечество потеряет в мышечной массе - всего лишь вопрос времени, в этом практически уверены ученые. Уже сейчас человечество слабее своего прошлого «я». Это обусловлено все меньшими объемами физического труда, который по не многу вытесняется техникой. Чем быстрее будет проходить развитие технологий и автоматизация, тем быстрее человечество станет в плане физической силы.
Между тем, уже сейчас проводятся серьезные разработки по созданию искусственных и усиленных частей тела, мышечных тканей, экзоскелетов и прочего. Все это может привести к тому, что конечности людей могут начать изменяться. Сокращение мышечной массы, ноги станут короче, а ступни меньше.
Кроме того, есть второй вариант развития событий, который предполагает, что человечество потеряет мышечную массу в связи с «переселением» в космос. Многие знают, что после возвращения на Землю из космоса, космонавтам приходится заново набирать свою физическую форму. А теперь представьте, что будет, если подобный полет затянется на о-о-очень долгий срок.
Функции мозга
Естественно, что и мозг не останется без изменений. В современном мире уже сейчас видно влияние технологий на наше мышление. Мозг человека работает так, что бы выполнять задачу максимально эффективно, поэтому вместо того, что бы запомнить определенный объем информации, мозг предпочитает запомнить непосредственно источник, откуда можно взять необходимые данные. Так, например, куда легче запомнить, куда ты положил книгу, а не то, что написано на 329 странице в 3 абзаце. Поэтому в будущем, велика вероятность ухудшения состояния нашей памяти. С другой стороны, человечество не раскрыло весь своей «мозговой» потенциал, поэтому за будущие поколения не стоит слишком опасаться.
Еще одно интересное изменение может коснуться нашего слуха. На протяжении эволюционного процесса, человек научился акцентировать свое внимание на определенные звуковые волны улавливаемые ухом и вычленять то, что ему больше необходимо. Хотя само собой, подобный навык не всесилен, однако во время шумной вечеринки мы в состоянии среди множества разговоров и шумов выделить речь нашего собеседника. Само собой, подобным механизмом обладает не ухо, а наш с вами мозг, который исполняет роль аналитического фильтра. В это же время, развитие медиа и сети Интернет все более забивается ненужным «шумом» и бесполезной информацией, которую человек пытается сортировать уже сейчас. На основе этого можно прийти к выводу, что в условиях подобного информационного окружения, человечеству придется более эффективно научиться определять, что для него полезно и вычленять это среди бурного общего потока.
На этом все. Нет, конечно, существует еще множество вариантов эволюционных изменений, однако всех их перечислить довольно сложно, да и не очень нужно. Мы же, постарались вкратце описать наиболее заметные из них и дать общее представление о том, что ждет наши потомков в далеком (или не очень) будущем. Удачи и эволюционируйте!
Многих интересует, продолжается ли эволюция человека сегодня, и если да, то куда она идет. Станем ли мы умнее, чем теперь? Будут ли у нас пудовая голова на тщедушном тельце и пальчики, приспособленные под раскладку QWERTY? Или нет, под QWERTY только левая. Правая – мышевая. А может, мы просто возьмем да и вымрем под грузом вредных мутаций?
Как правило, серьезные ученые воздерживаются от подобных прогнозов, отговариваясь недостаточностью данных, недоразработанностью моделей и высокой степенью стохастичности рассматриваемых процессов (то есть большой ролью случайности в эволюции вообще и в эволюции человека в частности). Все это верно. Но я уже пару раз намекал на свое отношение к чрезмерной серьезности. Тем более что некоторые обоснованные утверждения сделать все-таки можно.
Начнем с того, что биологическая эволюция человека не прекратилась и вряд ли когда-нибудь прекратится. Это нетрудно доказать, что называется, на пальцах, чем мы сейчас и займемся.
Эволюция – это прежде всего изменение частот аллелей (генетических вариантов) в популяции. Два основных механизма изменения частот аллелей – генетический дрейф и естественный отбор. Начнем с дрейфа.
Генетический дрейф – это случайные, ненаправленные колебания частот аллелей. Под "юрисдикцией" дрейфа находятся в первую очередь нейтральные генетические различия, то есть такие, которые не влияют или слабо влияют на репродуктивный успех особи (число оставляемых потомков). Случайные колебания частот аллелей абсолютно неизбежны хотя бы просто потому, что в силу огромного количества всевозможных случайных причин разные особи оставляют разное число потомков. Пример действия генетического дрейфа мы рассмотрели в главе "От эректусов к сапиенсам", когда говорили о митохондриальных Евах. Неизбежность появления этих Ев – одно из следствий генетического дрейфа. Этот пример показывает, что при всей своей случайности генетический дрейф приводит к вполне предсказуемым последствиям.
За счет дрейфа частоты аллелей все время потихонечку меняются. А это значит, что эволюция идет. Остановить дрейф может только чудо. Для этого нужно, чтобы аллель, частота которого в данном поколении составляет, положим, 25,0632001%, в следующем поколении имел точно такую же частоту. С точностью до всех знаков, соответствующих целому числу людей. И чтобы в третьем поколении его частота осталась точно такой же. И в четвертом, и в пятом, и всегда.
Как этого добиться? Ну, можно заставить каждого человека иметь ровно двух детей – не больше и не меньше. Одного мальчика и одну девочку. Это поможет, но не сильно. Потому что каждому ребенку достается случайно выбранная половина ваших генов. Каким-то генам обязательно повезет больше, каким-то меньше. Какой-то из ваших генов достанется обоим детям, какой-то – никому. Чтобы полностью остановить дрейф, нужно взять под контроль еще и образование половых клеток – гамет. Специально брать от каждого человека две такие гаметы, в которых нет ни одного повтора, в которых представлены абсолютно все гены данного родителя, причем каждый – ровно в одном экземпляре. Простым выбором из имеющегося разнообразия гамет тут не обойтись, особенно у женщин. Они производят слишком мало яйцеклеток. Придется конструировать геномы гамет искусственно. Адский труд – и при этом совершенно никому не нужный.
За счет дрейфа, как мы видели на примере с митохондриальными Евами, любой нейтральный аллель рано или поздно обязательно достигнет либо нулевой, либо стопроцентной частоты. То есть либо зафиксируется в популяции, либо исчезнет. Причем вероятность первого исхода (закрепления аллеля в популяции) равна частоте аллеля в данный момент времени. Если популяция большая, ждать фиксации придется долго – тысячи, десятки тысяч поколений. В маленькой популяции нейтральные аллели исчезают и фиксируются быстрее.
Но в маленькой популяции возникает и меньше новых мутаций. Например, у каждого новорожденного человека, по имеющимся оценкам, примерно 100 новых мутаций, которых не было у его родителей. Большинство этих мутаций – нейтральные, некоторые (возможно, около десятка) – вредные, и крайне редко появляются полезные мутации. Будем пока для простоты считать, что все мутации нейтральны. Значит, в популяции из тысячи человек в каждом поколении возникает 100 тыс. новых нейтральных мутаций. В популяции из миллиона человек – 100 млн мутаций. Часть из них впоследствии исчезнет из генофонда, часть зафиксируется, то есть достигнет стопроцентной частоты.
Вероятность того, что новая, только что появившаяся нейтральная мутация в итоге зафиксируется в популяции, а не исчезнет, обратно пропорциональна численности популяции. Количество мутаций, появляющихся в популяции, прямо пропорционально ее численности. В итоге, если мы захотим рассчитать, с какой частотой будут фиксироваться в популяции новые мутации, то численность в нашем уравнении просто-напросто сократится. Скорость фиксации мутаций не зависит от численности популяции! Она зависит только от скорости мутагенеза (в нашем случае – 100 мутаций на особь за поколение). Более того, скажу вам по секрету, она просто-напросто равна этой скорости. Если темп мутагенеза у нас 100 мутаций на особь за поколение, то из этого следует, что в каждом поколении в генофонде человечества примерно 100 нейтральных мутаций достигают 100-процентной частоты.
В результате дрейфа популяция неуклонно меняется, накапливая нейтральные мутации. Причем "нейтральные" – это не значит "не проявляющиеся в фенотипе". Они очень даже могут проявляться, просто они не оказывают заметного влияния на репродуктивный успех. В качестве примера такого признака, определяемого одним-единственным геном и, по-видимому, никак не влияющего на репродуктивный успех, можно привести способность сворачивать язык в трубочку. Может быть, через тысячи поколений этой способностью будут обладать все люди на земле. Или, наоборот, никто. Это тоже эволюция.
Впрочем, на одном дрейфе далеко не уедешь. Дрейф не может обеспечить длительное эволюционное движение в какую-то определенную сторону. Он не может придать эволюции направленность, потому что распоряжается в основном нейтральными генетическими различиями. Он не способен создать новую адаптацию.
Все это может сделать естественный отбор. Действует ли отбор на современных людей? Многие почему-то считают, что не действует. Трудно сказать, откуда пошел этот миф. На самом деле остановить отбор ничуть не легче, чем положить конец генетическому дрейфу. Судите сами: чтобы отбор перестал действовать на людей, нужно добиться, чтобы никакие генетически обусловленные различия между людьми абсолютно никак не влияли на число оставляемых потомков. Для этого нужно, например, чтобы самые тяжелые наследственные заболевания влияли на репродуктивный успех ничуть не сильнее, чем умение сворачивать язык в трубочку. Ясно, что в среднем люди, отягощенные множеством вредных мутаций, оставляют меньше потомков, чем люди, у которых вредных мутаций мало (под "вредностью" будем пока понимать вред для здоровья).
Дело, конечно, не ограничивается наследственными болезнями. Вспомните первый закон генетики поведения: все поведенческие признаки зависят от генов! Можно ли, оставаясь в здравом уме, предположить, что количество детей, произведенных человеком, не зависит от его поведения?
Несомненно, отбор продолжает на нас действовать. Но вот как именно – вопрос непростой, и конкретных фактов известно пока мало. Ясно, что направленность отбора в постпалеолитических обществах самым радикальным образом зависит от культуры, от принятого в данном социуме образа жизни. Японцы, возможно, отбирались на способность переваривать водоросли, скотоводческие племена – на производство лактазы во взрослом состоянии, многие африканские народы – на устойчивость к малярии, кочевые охотники-собиратели Южной Америки – на авантюризм и стремление к новизне. Но вот для племен, не употребляющих молоко, производство лактазы во взрослом состоянии – бесполезный и даже немножко вредный признак (тратятся ресурсы на синтез лишнего белка). Для оседлых земледельцев немножко вреден "ген авантюризма". И так далее. Направленность отбора разная в разных культурах.
Между тем культурная эволюция в последние столетия в большинстве социумов идет такими семимильными шагами, что факторы отбора, наверное, успевают сменить направление по нескольку раз за время жизни одного поколения. Пока образ жизни людей не "устаканится", социальная среда не стабилизируется – в общем, пока не наступит остановка социального и культурного развития человечества (а я, честно говоря, надеюсь, что в ближайшие тысячелетия этого не произойдет), говорить о надежных и детальных эволюционных прогнозах довольно бессмысленно. Пусть историки и социологи распишут биологам во всех подробностях социально-культурное развитие человечества на ближайшие 100 тыс. лет, и тогда биологи, возможно, сумеют дать обоснованный прогноз дальнейшего хода биологической эволюции Homo sapiens .
В общем, если читатель разочарован отсутствием в этой книге внятных прогнозов, пусть знает: во всем виноваты историки с социологами.
Что касается конкретных фактов о направленности отбора в наши дни, то они пока не очень впечатляют: слишком мало таких исследований проведено, и в круг внимания исследователей попало слишком мало признаков, которые потенциально могут влиять на репродуктивный успех.
Например, есть данные о связи между числом детей и такими чертами личности, как экстраверсия и невротизм. Обе эти психические характеристики в значительной мере наследственны (Viken et al., 1994 ). Экстраверсия у мужчин, как правило, положительно коррелирует с числом половых партнеров и социальным статусом. Для некоторых современных обществ показано, что мужчины-экстраверты оставляют больше детей по сравнению со своими соплеменниками – интровертами. Однако экстраверты в среднем чаще попадают в опасные переделки и получают травмы. Возможно, этим уравновешивается их преимущество (и поэтому интроверты до сих пор не вымерли). Высокий уровень невротизма у женщин может повышать плодовитость, но при этом снижать "качество" потомства (детям достается меньше заботы, что уменьшает их шансы на успешное воспроизводство). Низкий уровень невротизма, наоборот, ассоциируется с меньшим количеством детей, в каждого из которых вкладывается больше ресурсов. Максимальный репродуктивный успех в итоге могут иметь женщины со средним уровнем невротизма. К сожалению, такие исследования пока выполнены лишь на отдельных культурах, и неясно, насколько всеобщими могут быть подобные закономерности (Alvergne et al., 2010 ).
Еще один пример: по результатам 60 лет наблюдений за 5000 женщин, проживающих в Северной Америке, удалось показать, что отбор в настоящее время благоприятствует следующим женским фенотипическим признакам (Coyne, 2009 ):
1. рост немного ниже среднего (можно ожидать уменьшения среднего роста североамериканских женщин на 2,1 см в течение следующих десяти поколений);
2. вес немного выше среднего (женщины поправятся на 1,4% за десять поколений, если характер отбора не изменится);
3. невысокий уровень артериального давления и холестерола (холестерол упадет на 3,6%, давление – на 1,9% за десять поколений);
4. более ранние первые роды (средний возраст, в котором североамериканская женщина рожает первого ребенка, уменьшится за десять поколений на 1,7%: от 26,18 до 25,74 лет);
5. более позднее наступление менопаузы (увеличится на 1,6%, или 0,8 лет, за десять поколений).
Впрочем, даже эти (честно говоря, не очень интересные) выводы не являются окончательными и бесспорными. В расчетах учитывалась степень наследуемости признаков, оценить которую в ряде случаев можно лишь приблизительно. И потом, все эти прогнозы основаны на допущении – совершенно, кстати, нереалистичном, – что образ жизни (включая диету) и факторы отбора, действующие на североамериканских женщин, не изменятся в течение десяти поколений.
Вырождаемся?
Ходят упорные слухи, что человечеству грозит генетическое вырождение. Об этом твердят многие журналисты и философы. И надо признать, что слухи эти возникли не на пустом месте. Многие ученые всерьез рассматривают такую возможность. Похоже, у нас действительно есть повод для беспокойства.
Проблема в том, что культурно-социальный и научно-технический прогресс ведет к ослаблению очищающего отбора – того самого, что отвечает за отбраковку вредных мутаций. Речь идет прежде всего о так называемых слабо вредных мутациях, каждая из которых сама по себе не очень сильно снижает жизнеспособность и плодовитость, но когда их накапливается много, суммарный эффект становится ощутим.
Люди или другие животные, отягощенные множеством слабовредных мутаций, отличаются слабым здоровьем, у них могут быть понижены иммунитет, интеллект, энергичность, быстрота реакции, плодовитость, продолжительность жизни, сексуальная привлекательность и все прочее, для чего нужны "хорошие гены". Слабовредные мутации возникают в каждом поколении, и если отбор их не отсеивает, они накапливаются. Каждый новорожденный человек несет в своем геноме, вероятно, около десяти новых слабовредных мутаций, которых не было у его родителей.
Для начала представим себе ситуацию, в которой отбора нет вообще. Выше мы говорили, что такого не бывает, но вообразить-то можно что угодно. Допустим, мы пытаемся спасти вымирающий вид животных и у нас остались только две особи: самец и самка. Мы их скрестили и получили потомство – одного сына и одну дочь (поколение 1). Допустим, что по каким-то причинам мы не можем получить от пары родителей больше, чем одного сына и одну дочь. У сына будет десять новых слабовредных мутаций, у дочери – тоже десять, но других. Скрещиваем теперь брата с сестрой: у нас просто нет другого выхода, если мы хотим сохранить вид. Вредными последствиями инбридинга (близкородственного скрещивания) давайте для простоты пренебрежем. Получаем потомство – девочку и мальчика. Каждый из них унаследует от каждого родителя в среднем половину его вредных мутаций (5 + 5 = 10), плюс еще появится десять новых. Итого, в поколении 2 каждая особь будет иметь в среднем по 20 вредных мутаций. В поколении 3 будет уже 30 мутаций, и т.д. Вырождение в таких условиях (когда нет никакого отбора) происходит быстро и неотвратимо. Очень скоро мы получим поколение настолько слабое, чахлое, болезненное и бессильное, что никакая суперсовременная медицина не поможет получить от этой пары потомство. Без отбора любой вид должен быстро выродиться и погибнуть. Просто потому, что: 1) мутагенез остановить невозможно; 2) большинство не нейтральных мутаций вредны.
Генетическое вырождение в условиях ослабленного отбора – не чисто теоретическое построение, а экспериментально подтвержденный факт. В 1997 году известный биолог-эволюционист Алексей Кондрашов, ныне работающий в Мичиганском университете, и его коллеги Лев Ямпольский и Светлана Шабалина опубликовали результаты эксперимента на дрозофилах, в котором отбор в подопытных популяциях был радикально ослаблен (Shabalina et al., 1997 ). Авторы брали от каждой пары мух одного случайно выбранного сына и одну случайно выбранную дочь. Отобранных таким образом мух делили, опять-таки случайным образом, на брачные пары. Из потомства каждой пары опять брали одного сына и одну дочь, и т. д. Отбор при этом не был полностью отменен, потому что некоторые пары вообще не могли произвести потомство, из некоторых отложенных яиц не выводились личинки, некоторые личинки не могли окуклиться, а из некоторых куколок не выводились взрослые мухи. Очевидно, такая судьба постигала тех, чьи геномы были уж слишком отягощены вредными мутациями. Но тем не менее отбор стал гораздо слабее, чем в природе или в обычной лабораторной популяции, где мухи, живущие в пробирках с кормом, образуют брачные пары по собственному выбору и свободно конкурируют друг с другом за пищу и жизненное пространство. Если отбор не отключать, он вполне способен противостоять вредным эффектам инбридинга, как показывает опыт выведения чистых линий лабораторных животных или, скажем, история древнеегипетских фараонов, регулярно женившихся на родных сестрах.
Через 30 поколений подопытные популяции мух пришли в жалкое состояние. У них резко упали плодовитость и продолжительность жизни. Кроме того, они стали вялыми и, по словам А. С. Кондрашова, "даже не жужжали" [у нас с А. С. Кондрашовым по этому поводу состоялась занятная дискуссия в интернете, с которой можно ознакомиться по адресам: http://macroevolution.livejournal.com/36027.html (часть 1) и http://macroevolution.livejournal.com/38950.html (часть 2)] . Генетическое вырождение налицо.
Есть основания полагать, что в течение последних 100 лет люди (по крайней мере жители развитых стран) оказались в условиях, напоминающих эксперимент Кондрашова. Благодаря развитию медицины, изобретению антибиотиков, решению продовольственной проблемы и росту уровня жизни резко снизилась смертность (а несколько позже и рождаемость). У жителей развитых стран стали выживать почти все родившиеся дети. Кроме того, слабое здоровье перестало быть серьезной помехой для размножения (см. видеозапись публичной лекции А. С. Кондрашова "Эволюционная биология человека и охрана здоровья": http://www.polit.ru/science/2010/10/22/kondrashov_live.html). По мнению Кондрашова, естественный отбор на человека сегодня почти не действует, по крайней мере в развитых странах. Это значит, что выживаемость и плодовитость людей практически перестали зависеть от их генотипа.
Безусловно, опасность накопления вредных мутаций в человеческой популяции существует. Но каков масштаб бедствия? Для точных оценок данных пока недостаточно, но кое-какие основания для сдержанного оптимизма у нас все-таки есть.
Я уже говорил, что современные данные о генетической предопределенности (пускай лишь частичной) большинства поведенческих признаков не позволяют поверить в возможность того, что репродуктивный успех человека больше не зависит от его генотипа. У нас всё зависит от генотипа – доброта, интеллект, счастье в семейной жизни, даже политические взгляды. А ожидаемое число потомков, репродуктивный успех, говорите, не зависит? Немыслимо. Например, признак "возраст рождения первого ребенка" точно имеет ненулевую наследуемость и находится под действием отбора (см. выше). К тому же он наверняка зависит от кое-каких свойств характера, не правда ли? В том числе и от таких, по которым есть наследственная изменчивость (потому что практически все свойства характера имеют ненулевую наследуемость). Следовательно, репродуктивный успех человека, несмотря на все достижения медицины, все равно зависит от генотипа.
Эффективность отбраковки слабовредных мутаций, конечно, снизилась, но все же не обнулилась. Человек, обремененный множеством слабовредных мутаций, будет в среднем более слабым, болезненным, глупым, некрасивым (кособоким – несимметричным). Помимо всего прочего, он дороже обойдется своим родителям. Если случай будет совсем тяжелый, он заставит родителей призадуматься, а стоит ли им рожать еще одного. Пусть даже этот слабый, болезненный человек благодаря медицине выживет и оставит потомство. Этого мало, чтобы отбор не действовал. Отбор перестанет действовать, только если такой человек в среднем будет оставлять ровно столько же – с точностью до долей процента! – детей, сколько и здоровый, крепкий, умный, красивый, симметричный, доставивший родителям только радость (так что они захотели родить еще одного). Пусть всего на доли процента, но репродуктивный успех таких обремененных генетическим грузом людей даже в самых передовых странах все равно будет ниже, чем у носителей меньшего числа слабовредных мутаций. Отбор не прекратился – он лишь стал слабее, но не исчез и никогда не исчезнет, пока мы живем в своих биологических телах, а не превратились в роботов.
Имеются и прямые фактические подтверждения сказанному. Например, установлено, что репродуктивный успех как мужчин, так и женщин в современном индустриальном обществе положительно коррелирует с внешней привлекательностью. Американцы, родившиеся в 1937–1940 годах, чьи фотографии в возрасте 18 лет оцениваются другими людьми как более привлекательные, произвели в среднем больше детей, чем их менее привлекательные сверстники. Отчасти это объясняется половым отбором – привлекательные люди реже остаются холостыми (незамужними), – но отчасти, по-видимому, и "обычным" естественным отбором, то есть положительной корреляцией между привлекательностью и плодовитостью. Любопытно, что у женщин зависимость репродуктивного успеха от привлекательности нелинейная: больше всего потомков оставили женщины, относящиеся ко "второй четверти сверху", то есть привлекательные, но не самые неотразимые. Суперкрасотки родили больше детей, чем представительницы двух "нижних четвертей", но все-таки меньше, чем просто привлекательные барышни. Чем это объясняется – завышенной самооценкой, заботой о фигуре или чем-то еще, – пока неизвестно (Jokela, 2009 ).
Кроме того, отбор по-прежнему отлично работает на уровне эмбрионов. Зигота (оплодотворенная яйцеклетка), совсем уж перегруженная вредными мутациями, долго не протянет, она будет "отбракована" на ранних стадиях эмбрионального развития. Правда, такой отбор действовал и на дрозофил в опытах Кондрашова – и не спас несчастных от вырождения.
Я возлагаю большие надежды на технологию экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), за которую ее создатели недавно получили Нобелевскую премию. Методика "зачатия в пробирке" предполагает создание нескольких "запасных" зигот, которые доращиваются до определенной (очень ранней) стадии эмбрионального развития, а затем из этих зародышей отбирают самых здоровеньких для пересаживания в матку будущей матери ["лишние" эмбрионы при этом погибают. Их можно использовать для научных исследований, весьма важных для развития медицины. Гуманизм и человеколюбие на эти крохотные комочки клеток, по идее, не должны распространяться, потому что у них нет ничего похожего на нервную систему, а значит, и души нет ни на грош, что бы там ни говорили идеалисты и мистики] . Если мы научимся быстро и без вреда для эмбрионов проводить их генетический анализ, то сможем отсеивать вредные мутации гораздо эффективнее, чем это сделал бы обычный естественный отбор.
Очищающий отбор действительно стал слабее, но нам, возможно, сейчас и не нужен сильный. Дело в том, что численность человечества сегодня беспрецедентно высока: нас почти семь миллиардов. Такой численности никогда не бывало ни у одного вида наземных позвоночных нашего размера за всю историю Земли. Между тем численность популяции имеет самое прямое отношение к эффективности действия отбора на слабовредные мутации: чем популяция больше, тем меньше шансов у слабовредной мутации распространиться в генофонде.
Попробуем разобраться, почему это так. Рассмотрим сначала маленькую популяцию из 1000 особей. Пусть половина этих особей несет в своем генотипе слабовредную мутацию, снижающую репродуктивный успех на 0,01% (одну десятитысячную) по сравнению с носителями немутантного аллеля того же гена. Мутация с таким слабым негативным эффектом в популяции из 1000 особей будет просто-напросто невидима для отбора. Говоря упрощенно, если в поколении 1 было 500 мутантов, то в поколении 2 их число должно уменьшиться на 0,01%. Что это будет означать на практике? Попробуем рассчитать среднее ожидаемое число мутантов во втором поколении: 500 – (0,01 х 500/100) = 499,95. Но число особей не может быть дробным. На самом деле мы получим целое число мутантов, близкое к 500: их может оказаться 482, или 512, или 501, или 497. Вероятность того, что мутантов окажется меньше 500, чуть больше вероятности того, что их окажется больше 500. Однако это различие вероятностей будет пренебрежимо малым. Иными словами, данная мутация в популяции из 1000 особей будет вести себя фактически как нейтральная. Ее частота будет меняться по закону случайных блужданий, и в конце концов мутация либо зафиксируется, либо элиминируется. Вероятность фиксации слабовредной мутации в этом случае будет близка к 0,5, как и у любой нейтральной мутации (при исходной частоте 0,5).
Но если популяция большая, допустим, состоит из 7 млрд особей, то такая мутация уже будет очень хорошо заметна для отбора. Ее частота в каждом поколении будет по-честному снижаться примерно на 0,01%. Если мутантов изначально было 50% (3 500 000 000), то в следующем поколении их станет меньше в среднем на 350 000 особей (а не на 0,05 особи, как в предыдущем случае). Конечно, и в этом случае будет случайный разброс. Однако вероятность того, что в силу случайности число мутантов в поколении 2 окажется больше, чем в поколении 1, на этот раз будет не около 50% (как это было в маленькой популяции), а около 0%. То же самое справделиво и для вероятности фиксации (элиминации). В маленькой популяции вероятность того, что мутация зафиксируется, близка к 50%. В большой – фактически равна нулю. Вот вам и влияние численности. В большой популяции даже мутация с очень слабым негативным эффектом будет отбраковываться отбором и никогда не сможет достичь стопроцентной частоты. В маленькой, напротив, она легко может зафиксироваться. Таким образом, огромная численность человечества сама по себе является хорошей защитой от распространения слабовредных мутаций.
Между прочим, колоссальный размер популяции в сочетании с ослаблением очищающего отбора дает нам дополнительные шансы на появление очень маловероятных (то есть редких) полезных мутаций. Мутация, вероятность возникновения которой составляет одну миллиардную, в популяции численностью в 1000 особей будет происходить в среднем один раз за миллион поколений. То есть фактически никогда. В семимиллиардной популяции такая мутация почти наверняка произойдет уже в первом поколении. Что касается ослабления очищающего отбора, то оно дает нам дополнительный шанс выйти из так называемых ловушек локальных максимумов приспособленности (см. главу "Жертвы эволюции"). Чтобы выработать какую-то ценную новую адаптацию, нам может быть необходимо пройти через этап временного снижения приспособленности. Например, для этого могут быть нужны три мутации в комплексе, причем первая и вторая мутации сами по себе вредны, однако в сочетании с третьей они дают положительный эффект. Медицина позволяет нам теперь проходить такими эволюционными траекториями, запрещенными для популяций, находящихся под действием сильного очищающего отбора, потому что дает шанс на выживание перспективным мутантам – носителям двух первых "вредных" мутаций.
Кроме того, как бы ни была сильна медицина, избирательность граждан при выборе долговременного полового партнера никто не отменял и не отменит. Всегда будут суперпринцессы искать суперпринцев, всегда будут граждане похуже качеством вынужденно усмирять свою привередливость и выбирать себе в партнеры примерно таких же (подобная избирательность, или "положительная ассортативность", при образовании брачных пар действительно существует у людей, как и у других моногамных животных). Люди, обремененные множеством слабовредных мутаций, будут скрещиваться преимущественно друг с другом, как и везунчики с хорошими генотипами. Такая избирательность, между прочим, резко повышает эффективность очищающего отбора. На одном краю спектра будут то и дело рождаться совсем уж нежизнеспособные заморыши. Они будут погибать на ранних стадиях эмбриогенеза или чуть позже вместе со своими мутациями.
Положительная ассортативность по интеллекту у людей тоже существует (умные женщины склонны выбирать умных мужчин, глупые мужчины избегают общения с женщинами умнее себя). Это позволяет надеяться, что если мы в будущем и поглупеем, то только в среднем, не радикально и не все.
Можно привести еще несколько соображений, позволяющих надеяться, что накопление вредных мутаций из-за ослабленного отбора, возможно, представляет не такую уж большую опасность для человечества.
Во-первых, нужно решить, что же все-таки мы подразумеваем под "вредностью". В эволюционной биологии вредная мутация – это мутация, снижающая приспособленность (репродуктивный успех). Степень вредности мутации определяется величиной, на которую эта мутация снижает приспособленность. Если мутация не снижает приспособленность, то она не вредная с эволюционной точки зрения, даже если ее фенотипический эффект лично нам не нравится. С этой точки зрения следует признать, что вредность мутаций непостоянна: она меняется в зависимости от развития медицины и прочих благ цивилизации.
Например, высокая детская смертность Homo sapiens была во многом обусловлена инфекциями, от которых теперь мы защищены антибиотиками и вакцинами. Для наглядности рассмотрим гипотетическую вредную мутацию, снижающую сопротивляемость вирусу черной оспы. Допустим, эта мутация повышает вероятность заболеть оспой при контакте с вирусом или повышает вероятность смерти в случае заболевания. Такая мутация была очень вредной 100 лет назад (допустим, она снижала приспособленность в среднем по человечеству на 2%). Когда появилась вакцинация, вредность этой мутации уменьшилась (допустим, теперь она снижала приспособленность только на 1%). А сейчас, когда вируса оспы больше нет в природе (о чем было торжественно объявлено в 1980 году), вредность этой мутации полностью улетучилась. Мутация вообще перестала быть вредной, что бы мы ни понимали под "вредностью". Она стала нейтральной и может теперь спокойно претерпевать случайные колебания своей частоты под действием дрейфа.
Большинство болезней, конечно, не исчезли подобно оспе. Они по-прежнему могут угробить человека, но благодаря наличию антибиотиков вероятность такого исхода сегодня гораздо ниже, чем раньше. Мутации, повышающие восприимчивость ко всем этим болезням, раньше очень сильно снижали приспособленность, а теперь их вредность уменьшилась. Мы можем сказать, что очищающий отбор, действующий на эти вредные мутации, ослаб. Но можно сказать то же самое и другими словами: эти мутации стали менее вредными.
По-видимому, многие вредные мутации, которые сейчас стали накапливаться в генофонде человечества из-за ослабления отбора, – это как раз такие мутации, вредность которых благодаря медицине радикально уменьшилась.
К сожалению, во многих случаях "вредность" эволюционная не совпадает с "вредностью" человеческой. Естественный отбор может защитить нас только от тех мутаций, которые снижают репродуктивный успех. Но он не защитит нас от мутаций, которые снижают качество нашей жизни, не влияя на число оставляемых потомков.
В эксперименте с дрозофилами, когда в живых оставляли двух потомков от каждой самки, экспериментаторы тем самым как бы сказали мухам: "Дорогие мухи, отныне все мутации, снижающие вашу плодовитость до десяти, пяти или даже до двух потомков за жизнь, больше не будут для вас вредными. Сколько бы вы ни нарожали, все равно в живых останутся ровно двое". Мухи обрадовались и быстро накопили мутации, снижающие плодовитость, но при этом совершенно безвредные для них в условиях эксперимента. Потом экспериментаторы пришли и сказали: "Вообще-то мы пошутили. Эти мутации все-таки вредные, и мы их сейчас у вас подсчитаем. Ах, как вы выродились!"
Глядя на ситуацию под таким углом, можно заметить, что с эволюционной точки зрения мухи в этом эксперименте, возможно, не так уж сильно и выродились. Но вот с точки зрения самих мух (если бы они обладали сознанием и могли немного порефлексировать) дела их действительно были плохи. У них пропала жизненная энергия, сократилась продолжительность жизни, они стали вялыми и даже перестали жужжать. Боюсь, от всего этого не застрахованы и мы. Вымереть не вымрем, но вот стать в среднем более чахлыми, вялыми и глупыми очень даже можем.
Более того, вполне возможно, что именно это с нами и происходит в течение последних 10 тыс. лет (со времени перехода от охоты и собирательства к земледелию и скотоводству) . Или даже 40 тыс. лет – со времени верхнепалеолитической революции.
Жаль, конечно, что мы не становимся с течением поколений добрее, умнее и талантливее. То есть не становимся генетически; развитие культуры нас пока выручает. Но все-таки хотелось бы еще и генетически. Есть ли надежда? Трудно сказать. Я лично очень надеюсь на принцесс. Лишь бы они не стали неразборчивыми в связях. Дорогие принцессы! Помните, пожалуйста, что при выборе спутника жизни политкорректность неуместна. Вы заслуживаете большего. Внимательно следите за индикаторами приспособленности. Не путайте подлинные большие, красивые и дорогие павлиньи хвосты с дешевыми подделками.
И напоследок – еще одно обнадеживающее, хотя и чисто гипотетическое соображение. Насколько четко коррелирует уровень смертности с эффективностью отбора? Да, мы знаем, что сейчас люди в развитых странах стали рожать очень мало детей, и почти все эти дети выживают, то есть постнатальная смертность резко снизилась. Но следует ли из этого, что и эффективность постнатального отбора уменьшилась ровно на такую же величину? Мне кажется, что не следует, потому что есть еще одна важная переменная: степень зависимости смертности от генотипа. Многие особи погибают или остаются бездетными не потому, что у них гены плохие, а просто потому, что "не повезло". Иными словами, существует некая вариабельность по репродуктивному успеху среди особей, и весь вопрос в том, какая доля этого разброса определяется наследственной изменчивостью. Ясно, что эта величина всегда меньше 100% и всегда больше 0%. Эффективность отбора зависит от нее не меньше, чем от уровня смертности.
По идее, с переходом организмов от r- к К-стратегии (то есть от производства множества слабо защищенных потомков к производству небольшого количества хорошо защищенных) степень зависимости репродуктивного успеха от генов (а не от случайности) должна возрастать. Если бы это было не так, то мы наблюдали бы очень четкие различия между r- и К-стратегами по скорости накопления вредных мутаций, по темпам генетического вырождения и вымирания видов. Мы наблюдали бы, что К-стратеги вымирают быстрее и вообще в конечном итоге всегда оказываются в проигрыше. Ведь К-стратеги по определению производят меньше потомков, и у них более низкая смертность. Однако этого не наблюдается. В палеонтологической летописи мы видим много примеров того, как переход к К-стратегии явно улучшил "генетическое благополучие" и эволюционное процветание группы. В эволюции наземных животных и растений прослеживается четкая тенденция к развитию все более качественной заботы о потомстве, то есть к движению в сторону К-стратегии. При этом средние темпы вымирания видов в целом не растут, а снижаются.
То, что сейчас происходит с человечеством, – это ярко выраженный сдвиг в сторону К-стратегии: детей рождается меньше, зато в каждого вкладывается очень много ресурсов и почти все выживают. Не была ли высокая смертность в прошлом, в том числе детская, гораздо более зависящей от случайностей (а не от генов), чем сейчас? Дети умирали как мухи в основном от антисанитарии и недоедания. Голод мог охватывать целые районы, эпидемии смертельных болезней прокатывались по целым континентам. Не было ли это похоже на массовую гибель криля в пасти кита, когда от генотипа конкретного рачка почти ничего не зависит?
Сегодня в развитых странах большинство людей более или менее обеспечены материально, медицина всем доступна, голод не грозит, в солдаты на 25 лет самых здоровых юношей не забирают. Не приводит ли это к радикальному уменьшению влияния случайности на репродуктивный успех? И к увеличению влияния на него – да, как ни странно, генов? Если социально все более или менее равны (ну хотя бы в идеале) и стихийные силы вам больше не угрожают, то от чего еще будет зависеть ваш успех, в том числе и репродуктивный, если не от генов, над которыми никакая демократия и никакая политкорректность пока не властны и которые все равно у всех разные? Может быть, "выравнивание шансов", обеспеченное цивилизацией (а также усиленной заботой о потомстве и другими характерными признаками К-стратегии), на самом деле не уменьшает, а увеличивает зависимость репродуктивного успеха от генотипа? Если так, то оно должно способствовать не только снижению эффективности отбора (за счет снижения смертности), но и увеличению этой эффективности (за счет роста влияния генотипа на репродуктивный успех).
К сожалению, для количественной оценки всех этих предполагаемых механизмов пока не хватает данных. В конечном счете вполне может оказаться, что перечисленные "защитные эффекты" все-таки недостаточны и генетическое вырождение через несколько поколений действительно станет для нас серьезной проблемой. Не смертельной, но противной.
Что такое хорошо и что такое плохо
Как наверняка заметили внимательные читатели, автор не считает этот вопрос напрямую относящимся к теме книги. По-моему, это вовсе не дело биологов – решать, какие из эволюционно обусловленных (или привитых культурой) особенностей нашей души следует сегодня считать "хорошими", а какие "плохими". Тем более что все это так легко и быстро меняется: и во времени, и от страны к стране, от сообщества к сообществу, даже от семьи к семье. В Европе и США плакаться в жилетку считается нормальным, в Корее – не очень. Давать деньги в рост когда-то считалось аморальным, сейчас все банки этим занимаются с гордостью. Улыбаться, глядя на незнакомого человека, где-то считается неприличным, где-то наоборот. Убийство – страшный грех, но в военное время по приказу старшины – пожалуйста. Перечислять подобные примеры можно до бесконечности. Биологическая эволюция ко всему этому имеет весьма косвенное отношение.
Эволюционная психология и антропология отвечают на другой вопрос – они помогают понять, почему мы такие, какие есть. И они хранят гробовое молчание по поводу того, какими нам следует быть, к чему мы должны стремиться, какие способы поведения брать за образец. Данные этих наук можно сравнить с этимологическим словарем. Читать о происхождении слов интересно, это расширяет кругозор и даже помогает решать некоторые специальные задачи, но не влечет за собой никаких оргвыводов, касающихся повседневной речи. Если ваша цель – научиться грамотно писать и говорить, то знание праиндоевропейских корней, к которым восходят те или иные слова, едва ли вам сильно поможет. От орфографического словаря и справочника по грамматике будет куда больше пользы. Еще больше – от общения с образованными людьми.
Биологическая эволюция нашей психики, по-видимому, еще не закончена, но она идет медленно. На временных интервалах порядка нескольких веков ею вообще можно смело пренебречь. Гораздо большее влияние на развитие моральных норм, законов, традиций и стилей поведения людей вот уже много тысячелетий (как минимум начиная с верхнего палеолита) оказывает культурно-социальная эволюция. Она основана на избирательном размножении мемов, а не генов. У нее свои законы, о которых мы почти не говорили, потому что эта книга посвящена биологической, а не культурно-социальной эволюции человека.
Эволюция снабдила нас крупным мозгом, в котором от рождения уже есть кое-какие заготовки и шаблоны, помогающие работать с поступающей информацией. Мы не рождаемся с девственно чистой душой и пустой памятью. Гипотеза чистого листа давно отвергнута психологами и нейробиологами. Но эти шаблоны пластичны, и в разной культурной среде одни и те же врожденные склонности могут проявиться совершенно по-разному. Одна и та же мутация, влияющая на уровень секреции окситоцина, в одной культурно-социальной обстановке может способствовать дружбе с жителями соседней деревни, в другой – вражде с ними.
Но есть у нас и такие врожденные склонности, которые проявляются похожим образом в самом разнообразном культурном окружении. Это не значит, что их проявления вообще не зависят от культуры. Но это все-таки значит, что они мало зависят от тех культурных различий, которые имеются сегодня на планете. Это в свою очередь позволяет предположить, что данные шаблоны проявлялись схожим образом и у наших палеолитических предков, и что именно поэтому они и были поддержаны отбором. Среди таких устойчивых шаблонов – поведенческих стереотипов, предположительно выгодных палеолитическим охотникам-собирателям, – есть вполне благопристойные по нынешним меркам. Например, те наши врожденные склонности, которые у многих людей воплощаются в осознанную моральную установку – идеал реципрокного альтруизма, золотое правило этики: "Поступай с другими так же, как хочешь, чтобы поступали с тобой".
Но они очень разнообразны, эти шаблоны, и порой противоречат друг другу. У нас явно есть генетическая предрасположенность к формированию эмоциональной привязанности к брачному партнеру – и это тянется, возможно, еще со времен ранних гоминид, перешедших к моногамии. Но у нас (в отличие от прерийных полевок) есть и явная склонность легко избавляться от таких привязанностей, "не становиться их рабами". У нас есть склонность к супружеским изменам и кое-какие свойства, которые можно интерпретировать как адаптации, направленные на предотвращение измен (к ним, возможно, относится чувство ревности). Все это тоже, скорее всего, тянется за нами с очень давних времен. Что здесь хорошо, а что плохо? Эволюционная психология скромно, но твердо воздерживается от ответа. Решайте сами! А не хотите брать на себя ответственность – можете переложить ее на общество в лице его избранных представителей (друзей, родителей, соседей, писателей, телеведущих, популярных исполнителей – кому что нравится). Они вам охотно объяснят, как должна вести себя приличная девушка и что должен совершить достойный юноша, чтобы заслужить всеобщий респект.
Как и у всякого человека, у меня есть свои представления о добре и зле. Но они не выводятся напрямую из данных эволюционной психологии – и не должны выводиться. Они выводятся из накопленных человечеством культурных богатств, реалий сегодняшнего дня, обстановки в обществе и атмосферы в социальном окружении. Например, я терпеть не могу ксенофобию во всех ее проявлениях, от нацизма до гомофобии и идеологической нетерпимости, хоть и понимаю, что эволюционные корни этого гадкого свойства психики весьма глубоки и прочны.
Главное – понять, что эволюционный подход к человеку ничего и никого не оправдывает. Он объясняет происхождение, а это разные вещи. Мне непонятна логика тех граждан, которые считают, что эволюция якобы оправдывает безжалостное истребление слабейших (эта ошибочная теория известна под именем "социал-дарвинизма"), равно как и тех, кто требует запретить преподавание эволюции в школах под тем предлогом, что "если детям сказать, что они произошли от обезьян, то дети и будут вести себя как обезьяны". Фантастическая чушь! Давайте тогда уж скрывать от детей, что они состоят в основном из воды, а то еще начнут растекаться и принимать форму сосуда.
Мы не произошли от обезьян. Мы – обезьяны, но обезьяны особенные, культурные (в том смысле, что наше поведение определяется культурой, а не только генами) и к тому же умные, аж с семью регистрами кратковременной рабочей памяти. С какой стати нам брать пример с шимпанзе, этих реликтовых лесных гоминоидов, не способных изготовить простейший олдувайский отщеп? Мы ведь даже со своих совсем недавних предков – палеолитических охотников-собирателей, людей бронзового века или средневековых европейцев – если и берем пример, то очень избирательно. И правильно делаем. Эти ребята считали "добром" многое из того, что сегодня является безусловным злом.
Если серьезно, то я считаю, что десакрализация и демистификация человеческой психики, вскрытие ее подлинных эволюционных и нейробиологических корней – это путь к переводу нашего самосознания на новый, более высокий уровень. Многие считают, что главная отличительная черта человека – способность к рефлексии, осознанию собственного существования. Этого мало. Следующим шагом должно стать осознание собственной природы и происхождения. Честно говоря, я надеюсь, что когда-нибудь парадоксальная фраза "человек происходит от Дарвина" будет восприниматься как банальная истина.
Наша внутренняя "модель себя", эта первооснова нашего социального интеллекта, очищенная наконец-то от примитивных сказок и страшных призраков, а заодно и от чрезмерно раздутого чувства собственной важности, с переписанными и учтенными скелетами в шкафах, станет куда более эффективным рабочим инструментом, чем тот полуфабрикат, с которым эволюция выпустила нас в мир культуры. А ведь на "модели себя" основано все то, что издавна считалось хорошим (пусть и в узком, "парохиальном" смысле): взаимопонимание, любовь, сочувствие. Мы сможем лучше понимать друг друга. Мы сможем стать великодушнее.
Да, способность манипулировать ближними тоже основана на этой модели, но вы попробуйте применить свои макиавеллиевские штучки к собрату, который не хуже вас все знает о макиавеллиевских штучках.
Хватит уже быть жертвами эволюции, друзья. Хватит чуять нутром и думать желудком. У нас есть семь регистров, мы еще не окончательно угробили эту планету, мы уже поняли, откуда мы взялись, и мы уже гуляли по Луне. Все еще может быть не так плохо.
Величие
Есть величие в этом воззрении, по которому жизнь с ее различными проявлениями Творец первоначально вдохнул в одну или ограниченное число форм; и между тем как наша планета продолжает вращаться согласно неизменным законам тяготения, из такого простого начала развилось и продолжает развиваться бесконечное число самых прекрасных и самых изумительных форм.
Что касается "Творца", то в первом издании "Происхождения" его еще не было. Вместо "Творец вдохнул" стоял безличный оборот. В последующих изданиях Дарвин не только добавил слово "Творец", но и под давлением критики внес в книгу много других изменений, которые с позиций сегодняшнего дня выглядят неудачными. Кто-то даже пошутил, что шестое издание правильнее было бы назвать "Происхождение видов путем естественного отбора и множеством всяких других путей". Добавленное в текст упоминание Творца смущало Дарвина, судя по его письмам. Вообще-то он склонялся к мысли, что жизнь могла сама зародиться "в каком-нибудь теплом пруду". Но аргументов у него не было, и он решил поберечь свою репутацию. Ну да ладно, не в том дело. Дело в величии.
Просто удивительно, как удается до сих пор некоторым людям не замечать подлинного величия, захватывающей дух красоты научной картины мира. В том числе – уже во многом прояснившейся благодаря усилиям ученых истории нашего собственного биологического вида.
Человечество в своем культурном развитии породило много волнующих, талантливых, эстетически привлекательных мифов о происхождении и устройстве мира. Я и сам их люблю с детства. Эти истории отбирались по способности воздействовать на психику: самые впечатляющие запоминались и пересказывались, скучные забывались. Неудивительно, что некоторые из них обладают завораживающим, гипнотическим действием. Завладев мозгом, они не хотят его отпускать. Они приспособлены именно к этому.
Выводы науки не отбираются по своей чарующей силе. Они отбираются по соответствию фактам. Казалось бы, уже по одной этой причине у них не может быть шансов на победу в конкурентной борьбе мемов за овладение массовым сознанием. Но не тут-то было. Картина мира, складывающаяся постепенно из открытий науки, оказывается изысканно сложной, гармоничной и величественной. Словом, не менее чарующей, чем специально отбиравшиеся по этому признаку мифы и сказания. Удивительно! А может быть, и нет. Разве мог мир, породивший такую замысловатую обезьяну, как Homo sapiens , оказаться скучным и некрасивым?
К счастью, все больше людей начинают это понимать. Вот, например, чудесная цитата из "Живого Журнала" пользователя zlata_gl (публикуется с разрешения автора):
Меня подвигли на эту тему разговоры с людьми, гордящимися тем, что сам Бог их сотворил. Посему декларирую: Я горжусь своими славными предками!
Я горжусь обезьяной, которая додумалась взять камень и разбить им орех. Может быть, у нее были больные зубы… Это очень сложная операция для объема мозга обезьяны. На пределе способностей. Как для нас – Ньютон или Эйнштейн. Нужно объединить три предмета в одном месте: камень, на который кладут орех, камень, которым бьют, ну и сам орех. Я горжусь питекантропом, который первым подошел к страшному зверю – огню, ужасу всех зверей. Он взял в руку горящую ветку и понес. И стал подкармливать огонь другими ветками. Его смелость сравнима с подвигами всех героев исторических времен.
Я горжусь неандертальцем, который впервые стал ухаживать за раненым сородичем или товарищем. Мы знаем о нем из раскопок в Шанидаре, где найдены останки людей, проживших долгое время после тяжелых ранений. Один из них был инвалидом без руки и глаза. Никакое животное не смогло бы жить с такими увечьями.
Я горжусь кроманьонцами, разрисовавшими стену пещеры картинами охоты на оленей. И людьми неолита, бросившими в землю зерна.
Их реальные подвиги – выше и интереснее всех чудес религиозной мифологии.
То же самое следует сказать и о тайнах человеческой души, открываемых нейробиологией и экспериментальной психологией. Они оказались куда интереснее и глубже любых мистических фантазий. Интереснее хотя бы потому, что их действительно можно открывать. Их можно проверять фактами и экспериментами, а не просто придумывать и принимать на веру. Глубже – хотя бы потому, что любые тайны мистического свойства, если проследить их до основания, очень быстро упираются в какую-нибудь "беспричинную первопричину" или другой абсурд и непознаваемость. Поначалу это завораживает, но вскоре становится скучно. Сети из миллиардов нейронов, между которыми связей больше, чем звезд в Галактике, завораживают куда сильнее, стоит только начать в них разбираться.
Наука не убивает душу. Она ее открывает и даже в каком-то смысле создает. А еще – берет ее за ручку и выводит из детского сада со сказочными картинками на стенах в огромный и прекрасный мир реальности.