III. Эволюция и антропогенез

Стержневой идеей «Суммы технологии» является широкое применение эволюционного подхода. С.Лем анализирует неочевидные параллели между развитием жизни на Земле и техноэволюцией, исследует марковские цепи для гомеостатов и сложных химических соединений, маркирующих информацию.

Минувшие со времени создания «Суммы...» десятилетия никак не отразились на общих представлениях о процессе эволюции, в то время как история жизни на Земле была в значительной степени переписана. С современной точки зрения, в палеонтологических отступлениях С.Лема неправильно почти все208.

208 Современные представления о палеонтологии изложены в книге К.Еськова «История Земли и жизни на ней». М.: МИРОС – МАИК «Наука/Интерпериодика», 2000

Прежде всего, резко обострилась ситуация вокруг проблемы происхождения жизни. Парадоксально, но сейчас Человечество знает о биогенезе меньше, чем сорок лет назад, когда безраздельно господствовала концепция медленной эволюции макромолекул в «первичном бульоне».

Сейчас мы понимаем, что эта модель не работает.

Во-первых, для приготовления «бульона» отчаянно не хватает времени. Собственно, для производства спирали ДНК методом случайного синтеза ничтожно малым кажется даже возраст Вселенной (по современным представлениям, 18 миллиардов лет). Но после того, как были обнаружены следы жизни возрастом 3,8 миллиарда лет при датировке древнейших горных пород в 4,2 миллиарда лет, иллюзии на этот счет исчезли окончательно. Жизнь появляется на Земле одновременно с водой, так что ни о какой эволюции «первичного бульона» не может быть и речи.

Во-вторых, возникнуть должна была не ДНК, не клетка, не «первобактерия», но устойчивая, замкнутая относительно органического вещества экосистема: гетеротрофы и автотрофы, соединенные в пищевую цепь. В противном случае накопленная в «бульоне» органика за геологически ничтожное время утилизируется возникшими организмами (для гетеротрофов конечными продуктами будут углекислый газ и вода, для автотрофов – нерастворимые высокоуглеродные соединения), после чего эти организмы вымирают, и жизнь необходимо создавать заново.

Наконец, в третьих, органический синтез смешивает оптические изомеры, в то время как жизнь на Земле «хирально чиста» – состоит только из левовращающих аминокислот и правовращающих Сахаров.

Последнее обстоятельство ставит под сомнение и гипотезу космического происхождения жизни: метеоритное органическое вещество кирально симметрично.

Таким образом, на сегодняшний день не существует сколько-нибудь разумной рабочей гипотезы, позволяющей объяснить биогенез и «запуск» механизма биологической эволюции.

Представления о самом эволюционном механизме, как уже отмечалось, практически не изменились за последние полвека. Считается, что:

• наследуется только генетическая информация;

• видогенез носит мутационный характер, то есть новые признаки возникают вследствие модификации исходного генома каким-то внешним воздействием (радиоактивное излучение, химические вещества);

• мутации стохастичны;

• благоприятные для выживания вида мутации закрепляются механизмом естественного отбора.

Не будет преувеличением сказать, что научное сообщество разделено на два лагеря по признаку отношения к этой группе аксиом. Большинство биологов считают их истиной в последней инстанции. Напротив, те представители точных наук, которые интересовались теорией эволюции, хотя бы на любительском уровне, подозревают, что предложенный механизм видообразования работать не может (по крайней мере, если речь идет не об эволюции простейших).

Начнем с того, что естественный отбор носит, несомненно, статистический характер: благоприятный признак повышает долю выживших и давших потомство индивидуумов. Однако статистические законы не применимы даже к человеческому сообществу, тем более они не должны «работать» в популяциях меньшей численности. Так что, с формальной точки зрения, механизмом естественного отбора можно объяснить только эволюцию простейших.

Это замечание носит в известной степени казуистический характер: пример С. Лема с «эволюционной эстафетой» выглядит вполне убедительным даже при численностях порядка сотен особей. Но (внимание!) если стохастичен не только естественный отбор, но и мутагенез, благоприятный признак первоначально появится только у одного индивидуума. Даже если новый «благоприятный» ген доминантен, это ничего не меняет: ни один математик, находящийся в здравом уме, не применит статистический механизм естественного отбора к единичному случаю. Иными словами, мутации, даже самые благоприятные, в момент своего возникновения не дают никаких видообразующих преимуществ.

Следующая проблема возникает в связи со стохастичностью самих мутаций. «Генетический мониторинг» привел врачей к твердой уверенности, что благоприятных мутаций не бывает: всякое повреждение генома приводит к болезни, обычно очень тяжелой. Вряд ли это должно удивлять. Представьте себе развернутую на приборной доске сложную электрическую схему (например, лампового цветного телевизора). Будем случайным образом капать на нее расплавленным оловом, разрушая одни соединения и создавая другие (аналог мутагенного воздействия). Испортить схему таким образом очень просто, но вот «перевести ее с метрового на дециметровый диапазон» вам вряд ли удастся.

Проблема в том, что число значимых признаков весьма велико, генетические последовательности очень длинны, и информация в них «запакована» нелинейным способом. При таких условиях стохастический видогенез требует очень больших времен, сравнимых с возрастом Вселенной, в то время как палеонтологическая летопись свидетельствует о возможности очень быстрой эволюции – примером тому взрывное видообразование млекопитающих в начале кайнозойской эры.

Интересно, что очень грубая модель (сотня признаков, несколько десятков элементов генетического кода, однозначная зависимость между «геном» и «признаком») эволюционирует очень правдоподобно209, причем нетрудно подобрать параметры модели, при которых реализуются наблюдаемые темпы эволюции.

209 Это было использовано в целом ряде компьютерных игр.

Еще одной проблемой классической теории эволюции является неравномерный характер видообразования. Для объяснения «эволюционных взрывов» был выдвинут целый ряд предположений, среди которых, как обычно, фигурирует непосредственное вмешательство Божие в форме близких вспышек Сверхновых.

Критику «классической теории эволюции» можно продолжать и далее. Следует, однако, сказать прямо, что альтернативного механизма пока не предложено. Применение к эволюционному процессу аппарата теории систем позволило получить ряд любопытных результатов, но все они носят «гомеостатический характер», то есть описывают устойчивость, а не изменчивость экосистем.

В связи с проблематикой «Суммы технологии» представляет интерес системный подход к эволюции Homo Sapiens.

После основополагающих работ Римского клуба возникла тенденция противопоставлять Человека и Природу, рассматривая человеческую деятельность, как нечто безусловно враждебное биоте. Такой подход, разумеется, не оправдан: структурность человеческой популяции меньше, нежели структурность Природы в целом, поэтому Человек есть не управляющий, а управляемый фактор эволюции. Иными словами, вовсе не Человек «эксплуатирует» Природу, «выжимая из нее все соки». Напротив, Природа использует Человека для решения некоторого специфического круга проблем, которые оказались неразрешимыми для «неразумного» (выразимся точнее: не создающего техносферу) крыла биоты.

Любой биогеоценоз (в том числе – глобальный биогеоценоз, охватывающий всю Землю) стремится к нулевому балансу в обмене с окружающей средой по веществу и минимальному обмену по энергии. В больших масштабах времени это приводит к включению любых невосполнимых ресурсов (пока не будем относить к таковым ресурсам солнечное излучение) в общий биологический круговорот, то есть к много-(бесконечно-)кратному использованию этих ресурсов.

Однако за все предшествующие эпохи, периоды, эры и зоны природе не удалось добиться замкнутости циклов по кислороду и углероду. Известно, что практически весь кислород на Земле имеет биогенное происхождение. «В норме» кислород, выделяющийся во время фотосинтеза, расходуется на дыхание и окисление продуктов распада (в этом можно усмотреть содержание «кислородной революции» с точки зрения стремления биоты к замкнутым циклам: анаэробная жизнь носила принципиально незамкнутый характер и сравнительно быстро привела к необратимому отравлению среды обитания свободным кислородом). Однако, если продукты распада выводятся из обратимой реакции дыхания – фотосинтеза за счет угле- и нефтеобразования, в атмосфере начинает расти количество кислорода, в то время как углерод и высшие углеводороды накапливаются в захоронениях, навсегда выключаясь из процессов биологического кругооборота.

Поскольку эпохи захоронения неокисленной органики периодически повторялись, к началу неогена сложилась кризисная ситуация: количество свободного кислорода в атмосфере возросло до 20%, значительные объемы органического вещества оказались связанными в захоронениях.

Вследствие антипарникового эффекта эффективная способность земного биогеоценоза усваивать солнечную энергию начала падать. Этот эффект сложился с наступлением криоэры и вызвал четвертичное оледенение. Экстраполируя ситуацию на будущее, приходим к выводу, что земная биота имела реальные шансы не пережить данную криоэру: в течение ближайших сотен миллионов лет одна из ледниковых эпох должна была привести к полному оледенению поверхности земли.

Данные рассуждения могут представить назначение Человека, как специфического орудия, созданного Природой для того, чтобы извлечь из захоронений органическое топливо и сжечь его, вновь включив в природный кругооборот. На настоящий момент эта задача частично уже решена, вследствие чего глобальная ледниковая зима отодвинута в неопределенное будущее (если только вообще возможна). По всей видимости, предстоящие столетия завершат «классическую технологическую эпоху», содержанием которой «с точки зрения Ее Величества эволюции» является восстановление глобального О₂ – СО₂ равновесия в природе.

Конечно, «конструируя» Человека, Природа не руководствовалась разумными соображениями (во всяком случае, «разумными» – в нашем смысле этого слова). В результате возможности созданного ею биологического вида превзошли потребности узкой и конкретной задачи обеспечения замкнутости биологической жизни по кислород-углекислотному равновесию.

«Запустив в крупную серию» млекопитающее с большим объемом мозга, переменным суточным ритмом («совы» и «жаворонки») и наиболее совершенной системой терморегуляции, Природа получила очередного «абсолютного хищника», максимально приспособленного к эксплуатации биоты. Человек действительно очень быстро (в биологическом масштабе времени) занял верхнюю позицию в трофической пирамиде и приступил к планомерному преобразованию Мира Обитаемого под свои потребности.

«Экологически настроенные» публицисты видят в этом, во-первых, нечто уникальное, а во-вторых – страшное и недопустимое. Между тем эволюция неоднократно встречалась с проблемой «абсолютного хищника» и «научилась» очень спокойно на нее реагировать.

Разумеется, «абсолютный хищник» необратимо нарушает устойчивость экосистемы, в которой он появляется. Из этого почему-то делается вывод, что таковой хищник «съест» всю экосистему, после чего умрет от голода. Далее, в зависимости оттого, насколько «алармистскими» являются взгляды данного специалиста, рассматривается три сценария – тотальная гибель экосистемы, дегенерация экосистемы с последующим медленным восстановлением, быстрое восстановление ценоза, но уже без абсолютного хищника, который вымирает во всех вариантах.

Опыт, однако, показывает, что на самом деле ничего подобного не происходит. Просто экосистема меняется – таким образом, что хищник теряет свойство абсолютности. При этом он остается важным элементом экосистемы, чаще всего – господствующим и во всех случаях – процветающим. Разумеется, за долгую историю биологической эволюции некоторая часть «абсолютных хищников» вымерла, но через сотни миллионов лет после появления в палеонтологической летописи и по совершенно «внешним» причинам. Кроме того, к моменту вымирания данный вид уже никак не мог считаться «абсолютным хищником».

В целом история жизни на Земле подсказывает, что «абсолютный хищник» отнюдь не является видом-самоубийцей. В еще меньшей степени он может считаться «разрушителем природной среды обитания». Его эволюционная роль носит совершенно иной характер: «абсолютный хищник» есть катализатор биологической эволюции.

Таким образом, Человек Разумный может более чем спокойно реагировать на алармистские высказывания «экологистов». Вид Homo представляет собой значительно меньшую угрозу современной биоте, нежели в свое время зоопланктон. То есть мы не можем погубить не только природу, но даже и себя.

Заметим в этой связи, что «бактериологический отклик» на появление абсолютного хищника (защитники окружающей среды, как правило, игнорируют такую возможность, в то время как «системщики» видят особую опасность в «новых болезнях», и в частности в ретровирусных и преонных инфекциях) не должен нас беспокоить. Во-первых, в эволюционной биологии «все это уже было», и никогда инфекции не были в состоянии положить предел развитию «абсолютного хищника». Во-вторых, мы анализируем взаимодействие систем «Homo» и «Остальная биота» на больших временах. Уже в наше время Человек Разумный поставил ряд надежных барьеров против бактериальных и вирусных инфекциях. Не подлежит сомнению, что ретровирусы, «медленные инфекции», рак, аллергии, наследственные заболевания представляют собой более серьезного противника, так что борьба с этим классом заболеваний может потребовать еще некоторого (минимального в эволюционном масштабе) времени. Скажем, пятидесяти лет...

Точно так же в эволюционном масштабе времен бесполезны попытки «экологистов» как-то остановить или замедлить развитие Человечества. Культура или Цивилизация может поставить своей целью сохранение редких и исчезающих биологических видов и даже построение гармоничных отношений общества и природы, но культуры и цивилизации преходящи. То есть «завтра» или через тысячу лет, или, в самом крайнем случае, через десять тысяч глобальный биогеоценоз в обязательном порядке придет в «правильное состояние»: все так называемые невосполнимые ресурсы включены в биотехнологический круговорот, биота полностью подчинена потребностям «абсолютного хищника».

Именно тогда следует ожидать «естественного» отклика эволюции на господство Человека Разумного над природной средой.

Этот отклик довольно легко себе представить. Поскольку эволюционная стратегия использования разума (причем именно человеческого разума – разума в нашем понимании) привела «сомнительный» по всем остальным характеристикам биологический вид к процветанию, именно эта стратегия станет активно использоваться Природой.

Иными словами, мы должны ожидать быстрого (в эволюционном смысле) возвышения к разуму целого ряда биологических видов – начиная с естественных спутников людей: крыс, собак и кошек. Сейчас невозможно сказать, какую именно форму примет процесс «сапиентизации» (по аналогии с «маммализацией» или «цефализацией») млекопитающих. Возможно, в целом ряде случаев будет создаваться «распределенный разум» (разумная стая неразумных собак и т.д. – вплоть до разумных биоценозов, разумных ландшафтов и, наконец, разумной Земли/Геи).

Скорость «сапиентизации» будет велика – вследствие индукционного давления уже созданного (человеческого) разума и наличия развитого информационного поля.

Эволюционный процесс, описанный выше, может быть представлен как генезис нового биологического класса, принадлежащего к типу позвоночных. Возможно, через какое-то количество лет четвертичный период – антропоген – будет рассматриваться не как завершение кайнозоя, но как начало новой эры (если не эона) – времени разумной жизни.

В самом деле, насколько можно считать человека млекопитающим?

Плацентарная беременность уже сейчас должна рассматриваться как биологический предрассудок. Сочетание прямохождения матери и высокого объема головного мозга плода привело к тому, что беременность у людей протекает тяжело и оказывает негативное влияние на работоспособность матери. Роды болезненны и даже опасны, при этом ребенок все равно рождается биологически недоношенным. Наконец, плацентарный барьер не носит абсолютного характера: ребенок отравляет организм матери продуктами своей жизнедеятельности, но и сам получает с кровью матери вредные для его развития вещества (и это – не только алкоголь, табак и антибиотики). Следует учесть также, что плацентарная беременность накладывает принципиальные ограничения на размеры головы ребенка, что тормозит биологическую эволюцию.

Сочетание этих широко известных факторов с неизбежностью приведет к появлению биотехнологии внешней беременности. Технически маточные репликаторы не слишком сложны и могут быть созданы уже сейчас. Биологически же их производство означает, что Homo Sapiens потеряет один из атрибутивных признаков класса млекопитающих.

Заметим, что отказ от вынашивания плода и родов, по всей видимости, приведет также к отказу от грудного вскармливания (или во всяком случае – к резкому ограничению его) – таким образом, будет утерян еще один атрибутивный для класса признак.

Сочетание маточного репликатора и процедуры клонирования расширит границы способа размножения вида Homo, который кроме обычного полового сможет использовать также вегетативное размножение (клонирование) и даже однополое размножение.

Управление геномом (что должно стать конечным результатом нынешней биологической революции) приведет к отказу от человеческого тела и видовой полиморфности человека. Заметим в этой связи, что при наличии искусственной среды обитания человек может отказаться даже от теплокровности.

Таким образом, эволюция Homo будет сопровождаться отказом от ряда (если не от всех) маммальных признаков. Если учесть, что атрибутивная характеристика данного вида – создание искусственной среды обитания – дает Человеку Разумному возможность выйти за границы земной атмосферы и расширить область своего существования до пределов Вселенной, мы с неизбежностью заключаем: антропогенез есть первый пример естественной сапиентизации, приводящей к созданию существ с внешней беременностью, социальной формой организации жизни, полиморфных, способных к конструированию собственной среды обитания. Представляется естественным отнести таких существ к новому биологическому классу – классу Разумных.