Опасная идея Дарвина: Эволюция и смысл жизни - Дэниел К. Деннетт

Возможно лишь одно решение, и мы хорошо представляем себе, какое: перед появлением бактерий с автономным обменом веществ существовали гораздо более простые организмы, похожие на вирусы; но, в отличие от вирусов, у них не было (пока) каких-либо хозяев, на которых можно бы было паразитировать. С точки зрения химика, вирусы – «всего лишь» огромные, сложные кристаллы, которые благодаря своей сложности не остаются на своих местах – они «нечто делают». В частности, они воспроизводятся и самокопируются, претерпевая изменения. Вирус путешествует налегке, в его багаже нет аппарата, обеспечивающего обмен веществ, так что он либо случайно набредает на запасы энергии и материалов, необходимых для самокопирования и самовосстановления, либо в конце концов подчиняется Второму закону термодинамики и распадается. Сегодня живые клетки служат хранилищами запасов для вирусов, которые эволюционировали так, чтобы ими пользоваться, но в давние времена вирусам приходилось выкручиваться, прибегая к менее эффективным методам, чтобы копировать себя. В наши дни не у всех вирусов двуспиральная ДНК; некоторые используют язык своих предков и состоят из односпиральной РНК (которая, разумеется, продолжает участвовать в нашем размножении – играет роль системы-посредника, передающей информацию в процессе «экспрессии»). Если мы будем следовать общепринятой практике и называть вирусами паразитические макромолекулы, то для их предков понадобится какой-то особый термин. Инженеры-программисты называют скомпонованные фрагменты кодированных команд, выполняющие конкретную задачу, «макросами», а потому я предлагаю называть макросами этих предшественников современных вирусов, чтобы подчеркнуть, что, хотя они представляют собой «всего лишь» огромные макромолекулы, они также являются элементами программы или алгоритма, простейшими, элементарными самовоспроизводящимися механизмами, удивительно похожими на недавно возникшие удивительные и зловредные компьютерные вирусы197. Поскольку эти макросы-первопроходцы воспроизводятся, они удовлетворяют необходимым дарвиновским условиям эволюции, и сейчас уже стало ясно, что они почти миллиард лет существовали на Земле до появления каких-либо иных живых организмов.

Однако даже наиболее простой из воспроизводящихся макросов далеко не прост: он состоит из тысяч – или миллионов – частей в зависимости от того, как вести учет исходных материалов. Буквы алфавита – аденин, цитозин, гуанин, тимин и урацил – элементы не настолько сложные, чтобы они не могли возникнуть в нормальных условиях добиологического периода. (В появившейся прежде ДНК молекуле РНК место тимина занимает урацил.) Однако специалисты не пришли к единому мнению по вопросу о том, могут ли в результате ряда совпадений эти составляющие синтезироваться в нечто столь сложное, как самовоспроизводящаяся молекула. Химик Грэм Кэрнс-Смит198 формулирует новую версию аргумента Пейли для явлений молекулярного уровня: процесс синтезирования фрагментов ДНК очень сложен даже при использовании передовых методов современной органической химии; это доказывает, что их случайное появление так же маловероятно, как и в случае сборки часов бурей Пейли. «Нуклеотиды слишком дорого обходятся»199. Для появления ДНК требуется выполнить слишком много проектно-конструкторских работ, чтобы она могла возникнуть случайно, – настаивает Кэрнс-Смит, продолжая блестящий (хотя и умозрительный и спорный) рассказ о том, как все эти работы могли бы быть выполнены. Подтверждается теория Кэрнса-Смита в конечном итоге или опровергается, о ней, несомненно, стоит упомянуть просто потому, что она служит прекрасной иллюстрацией фундаментальной дарвиновской стратегии200.

Последовательный дарвинист, вновь столкнувшись с проблемой поиска иголки в стоге сена Пространства Замысла, начал бы искать еще более простую форму репликатора, которая могла бы каким-то образом выступить в качестве временных лесов, способных удерживать вместе части белков или основания нуклеотидов, пока молекула белка или макрос не будет собрана полностью. Поразительно, но на это место есть кандидат, обладающий как раз необходимыми качествами, и еще поразительнее, что это ровно то, о чем говорится в Библии: глина! Кэрнс-Смит показывает, что в дополнение к углеродным самовоспроизводящимся кристаллам ДНК и РНК существуют также гораздо более простые (он называет их «низкотехнологичными») кремниевые самовоспроизводящиеся кристаллы, и эти так называемые силикаты сами могут быть результатом процесса эволюции. Из них формируются ультратонкие частицы глины (глины такого рода слагают ложе бурных, с сильным течением малых рек), и отдельные кристаллы несколько отличаются друг от друга на уровне молекулярной структуры, причем эти отличия могут быть «переданы по наследству», когда запускаются процессы кристаллизации, ведущие к их самовоспроизведению.

Кэрнс-Смит формулирует сложные аргументы, чтобы показать, как фрагменты белка и РНК, которые естественным образом облепляют поверхность этих кристаллов словно множество блох, могут в конце концов быть использованы силикатными кристаллами в качестве «орудий», облегчающих процесс репликации. Согласно этой гипотезе (которая подобно всем по-настоящему плодотворным идеям имеет множество вариаций, любая из которых может в конечном счете победить), элементы, из которых слагаются живые организмы, начали путь как своего рода квазипаразиты, липнувшие к самовоспроизводящимся частицам глины и становившиеся все сложнее, чтобы иметь возможность удовлетворять «потребности» этих частиц; в конечном счете они достигли той стадии развития, на которой уже могли сами о себе позаботиться. Никакого небесного крюка – лишь лестница, которую можно отбросить, – как сказал в иных обстоятельствах Витгенштейн, – когда подъем завершен.

Но даже если все так и обстоит, история далека от завершения. Предположим, что короткие самовоспроизводящиеся спирали РНК появились в результате такого низкотехнологичного процесса. Кэрнс-Смит называет подобные полностью замкнутые на себя репликаторы «голыми генами», ибо они не предназначены ни для чего, кроме самовоспроизведения, происходящего без всякой внешней помощи. Перед нами все еще стоит сложный вопрос: как одеть эти голые гены? Как эти эгоистические самовоспроизводящиеся сущности смогут когда-нибудь начать кодировать конкретные белки, крохотные механизмы-энзимы, из которых слагаются большие комплексы, передающие современные гены от организма к организму? Но вопрос еще сложнее, ибо эти белки не просто формируют комплексы; как только спираль РНК или ДНК приобретает достаточную длину, они становятся необходимы для самого процесса самовоспроизводства. Хотя короткие цепи РНК могут реплицироваться без помощи энзимов, более длинные нуждаются в свите помощников, и чтобы кодировать их, нужна очень длинная последовательность – длиннее той, что может быть воспроизведена с достаточной точностью до появления этих же самых энзимов. Кажется, мы вновь столкнулись с парадоксом, порочным кругом, лаконично описанным Джоном Мэйнардом Смитом: «Точная репликация невозможна, если цепочка РНК короче, скажем, 2000 пар нуклеотидов, а без точной репликации подобная длина РНК недостижима»201.