достигнуты не больше, чем за несколько столетий или, самое большее, тысячелетий: намного быстрее, чем даже самые быстрые эволюционные изменения, которые мы можем измерить благодаря ископаемым летописям. Не удивительно, что Чарльз Дарвин описал большинство приручений в своих книгах.
Мы можем сделать то же самое в более управляемых экспериментальных условиях. Самый прямой тест для проверки гипотез об особенностях природы – эксперимент, в котором мы преднамеренно и искусственно подражаем ключевым для этих гипотез элементам природы. Если у Вас есть гипотеза, что, скажем, растения лучше растут в почве, которая содержит нитраты, Вы не просто анализируете почвы, чтобы увидеть, есть ли там нитраты. Вы экспериментально добавляете нитрат в некоторые образцы почвы, но не в другие. Таким образом, осуществляется дарвиновский отбор. Гипотеза об особенностях природы – что неслучайное выживание в поколениях приводит к систематическому изменению в типичной форме. Экспериментальный тест должен смоделировать только такое неслучайное выживание, пытаясь направить эволюцию в некотором желательном направлении. Таков искусственный отбор. В самых аккуратных экспериментах одновременно выбирают две линии в противоположных направлениях от одной и той же отправной точки: скажем, одну линию, делающую животных больше, а другую – делающую их меньше. Очевидно, если Вы хотите получить приличные результаты прежде, чем умрете от старости, Вы должны выбрать организм с более быстрым циклом жизни, чем Ваш собственный.
У плодовых мушек и мышей поколения измеряются в неделях и месяцах, а не в десятилетиях, как у нас. В одном эксперименте плодовые мушки дрозофилы были разбиты на две «линии». Одна линия была выведена в течение нескольких поколений с положительной тенденцией влечения к свету. В каждом поколении особям, наиболее энергично ищущим свет, разрешали размножаться. Другая линия систематически выводилась в противоположном направлении в течение того же числа поколений с тенденцией избегать света. Всего за 20 поколений было достигнуто разительное эволюционное изменение в обоих направлениях. Продолжалось бы расхождение всегда с одной и той же скоростью? Нет, хотя бы потому, что доступные генетические изменения, в конечном счете, закончилось бы, и мы должны были бы ждать новых мутаций. Но прежде, чем это случится, могут быть достигнуты весьма большие изменения.
У кукурузы более длинные поколения, чем у дрозофилы. Но в 1896 году Сельскохозяйственная лаборатория штата Иллинойс начала выводить кукурузу на содержание масла в семенах. «Высокая линия» отбиралась на повышенное содержание масла, а низкая линия одновременно отбиралась на уменьшенное содержание масла. К счастью, этот эксперимент продолжался намного дольше, чем исследовательская карьера любого нормального ученого, и есть возможность увидеть в течение более чем 90 поколений примерное линейное увеличение содержания масла в высокой линии. Низкая линия сокращала содержание масла менее быстро, но это, по-видимому, потому, что она достигла дна графика: у Вас не может быть меньшего количества масла, чем ноль.
Этот эксперимент, как и эксперимент с дрозофилой и как многие другие подобного рода, демонстрирует потенциальную способность отбора стимулировать поистине очень быстрые эволюционные изменения. Переведите 90 поколений кукурузы, или 20 поколений дрозофилы, или даже 20 поколений слона в реальное время и Вы все же получите величину, ничтожную в геологическом масштабе. Один миллион лет – время слишком короткое, чтобы его заметить в большинстве ископаемых летописей – в 20 000 раз больше того, что у нас было, чтобы утроить содержание масла в семенах кукурузы. Конечно, это не означает, что миллион лет отбора могли увеличить содержание масла в 60 000 раз. Действительно, кроме исчерпания генетических вариаций, есть предел тому, при каком количестве масла семя кукурузы может прекратить его увеличение. Но эти эксперименты служат предостережением против очевидного распространения тенденций более чем на миллионы прошедших лет и наивной их интерпретации как ответной реакции на устойчиво длительное давление отбора.
Давление дарвиновского отбора наверняка имеет место. И оно чрезвычайно важно, как мы можем увидеть повсюду в этой книге. Но давление отбора неустойчиво и неоднородно на протяжении временной шкалы, которая обычно может быть получена благодаря окаменелостям, особенно для древних ископаемых материалов. Кукуруза и плодовые мушки учат нас тому, что дарвиновский отбор мог блуждать в различных направлениях, то вперед, то назад, десять тысяч раз, в пределах самого короткого времени, которое мы можем измерить благодаря летописи горных пород. Держу пари, что это случалось.
Все же есть основные тенденции на протяжении более длинных отрезков времени, и мы должны знать о них также. Чтобы повторить аналогию, которую я использовал прежде, представьте себе пробку, относимую волнами от Атлантического побережья Америки. Гольфстрим вынуждает пробку дрейфовать в основном в восточном направлении, и она, в конечном счете, будет выброшена на какой-то европейский берег. Но если Вы оцените направление ее движения в течение любой минуты, то она, уносимая волнами, вихрями и водоворотами, будет казаться, дрейфует на запад так же часто, как на восток. Вы не заметите смещения на восток, если не будете отмечать ее положение за намного более длинные периоды. И все же смещение на восток реально, оно есть, и это также заслуживает объяснения.
Волны и водовороты естественной эволюции обычно слишком медленны, чтобы мы могли наблюдать за ней в течение нашей маленькой жизни, или, по крайней мере, в пределах ограниченных объемов типичного исследовательского гранта. Есть несколько известных исключений. Школа Э. Б. Форда (E. B. Ford), эксцентричного и скрупулезного ученого, по которому мое поколение Оксфордских зоологов изучало нашу генетику, посвятила десятилетия исследований отслеживанию ежегодной судьбы особых генов в диких популяциях бабочек, моли и улиток. Их результаты в некоторых случаях, кажется, имеют прямые дарвинистские объяснения. В других случаях шум случайных волн заглушает эффект любого Гольфстрима, возможно, борющегося с обратным течением, и результаты загадочны. Мысль, на которую я обращаю Ваше внимание – что такая загадка должна ожидаться любым смертным дарвинистом – даже дарвинистом с такой длинной исследовательской карьерой, как у Форда. Одним из главных предсказаний, которые Форд вывел в работе своей жизни, было то, что давления отбора фактически заложены в основу природы, и даже если они не всегда тянут в одном и том же направлении, они имеют величину большего порядка, чем могли бы мечтать самые оптимистичные основатели неодарвинистского возрождения. И это снова подчеркивает вопрос: почему эволюция не идет намного быстрее, чем могла бы?
Рассказ Галапагосского Вьюрка
Галапагосский архипелаг является вулканическим и имеет возраст не более 5 миллионов лет. Во время столь краткого существования здесь эволюционировало захватывающее количество разновидностей. Наиболее известные из них –14 видов вьюрков, которые широко, хотя, возможно, неправильно, считались основным вдохновением Дарвина (
