Вселенная внутри нас: что общего у камней, планет и людей - Нил Шубин

Не нарушаем ли мы сейчас то равновесие, которое было частью нас с самого начала нашей жизни в саваннах, лесах и пещерах? Что бы мы обнаружили, если бы перенеслись во времени на тысячу или миллион лет назад: какие факторы определяли тогда быстроту бега, продолжительность жизни и познавательные способности человека?

Некоторое представление об этом можно получить из бейсбольной статистики. Мы достигли такого уровня развития во всех отношениях, что при оценке физических возможностей человека, например, способности выбить хоумран, следует разделять тех, кто использует современные технические достижения, и тех, кто их не использует. Медикаменты могут настолько сильно изменять физические и умственные способности человека, что, вполне возможно, вскоре соответствующую классификацию придется применять и при вручении Нобелевских премий. С момента возникновения человеческой цивилизации прошло около одиннадцати тысячелетий. Можете себе представить, на что будут способны люди еще через одиннадцать тысяч лет, если учесть постоянно возрастающую скорость изменений в нашей жизни.

Анализируя влияние технологии на нашу жизнь, можно задать вопрос: а что если дарвиновская эволюция больше не определяет порядок вещей? Не привели ли миллионы лет человеческой эволюции к отчуждению человека от планеты и от самого процесса эволюции?

Биологи используют множество методов, чтобы переводить идеи Дарвина и его последователей в математическую форму. И это не пустая затея: числа и уравнения позволяют нам сделать то, что хорошо умеет делать наука, а именно: формулировать предсказания. Одних только фраз типа «выживает наиболее приспособленный» недостаточно. Для предсказания эволюционных изменений нужны количественные данные, отражающие признаки вида, их передачу из поколения в поколение, а также их влияние на успешность развития живых существ в их среде обитания. При описании эволюционного процесса эти данные, особенно «успешность», необходимо определить как можно точнее. Так, под успешностью подразумевается численность жизнеспособного потомства данного существа за всю его жизнь в конкретных условиях среды. Если в каком-то месте красные птицы оставляют больше жизнеспособного потомства, чем зеленые, и окраска птиц сильно зависит от генов (является наследственным), то при прочих равных условиях под действием естественного отбора с течением времени красных птиц будет становиться больше. Естественный отбор не прекращается никогда, и если выполняются определенные условия, его результат неизбежен и предсказуем.

Применить такой подход к анализу эволюции современных людей трудно, потому что необходимые количественные показатели не всегда удается определить с достаточной точностью. В идеале следовало бы провести исследование на очень большой выборке людей, позволяющей проследить историю целых семей и передачу в них наследственных признаков. Самые полные базы данных, отражающие различные признаки, удается составить в ходе проведения широких клинических исследований, направленных на изучение состояния здоровья населения за длительные промежутки времени. Например, в знаменитом исследовании распространения сердечно-сосудистых заболеваний в городе Фремингэм, Массачусетс, которое началось в 1948 году и продолжается до сих пор, было опрошено около четырнадцати тысяч человек. Учитывалось протекание родов, количество детей, множество разных признаков и причины смерти. В других исследованиях проводили анализ заболеваний сосудов, состояния репродуктивной системы и психологических факторов. Наиболее обширные базы данных существуют в странах с обязательной регистрацией актов гражданского состояния. Например, в Дании собрана информация о восьми миллионах человек и отражено множество параметров — от фертильности до семейного анамнеза.

Биолог Стивен Стирнс и его коллеги проанализировали эти данные и пришли к простому заключению. Между людьми, проживающими в разных частях планеты, существуют очень большие различия. В развитых странах, жители которых имеют доступ к медицинской помощи, нормально питаются и пользуются чудесами современной техники, основным фактором, влияющим на эволюционный процесс, является деторождение: сколько люди хотят иметь детей, и в каком возрасте они их производят на свет. В развивающихся странах ситуация иная: на передачу генетических признаков влияет смертность, особенно детская. В одном мире успешность эволюции определяется возрастом родителей при рождении ребенка, в другом успешность прямо связана с выживаемостью. Пути эволюционного развития человеческих популяций зависят от социально-экономических, культурных и технологических факторов.

В прошлом долгосрочная успешность рода определялась возможностью наследственной передачи генов и признаков и часто зависела от внешних условий. Главным источником информации, передаваемой из поколения в поколение, была ДНК. Теперь ситуация не столь очевидна. Американский ученый Норман Борлоуг и его жена имели троих детей, пятерых внуков и шестерых правнуков. Можно взглянуть на их семейное древо и проанализировать передачу генетических признаков. А если мы перенесемся в будущее, то сможем оценить успешность передачи биологических признаков: цвета волос, способности сворачивать язык трубочкой, предрасположенности к заболеваниям, и так далее. Но в какой степени подобные признаки влияют на будущее нашего вида? Возможно, гораздо важнее другое. Борлоуг не только передал гены своим биологическим детям, но его также считают отцом «зеленой революции». Благодаря его усилиям удалось значительно повысить урожайность кукурузы и пшеницы и устойчивость растений к заболеваниям. Он спас и улучшил жизнь миллионов людей на планете. Его идеи живут в других людях, его гений изменил планету. Успешность нашего вида, оценивается ли она по количеству жизней, спасенных благодаря прорыву в медицине и сельском хозяйстве, или по количеству судеб, измененных благодаря великим книгам, философии или музыке, зависит от плодовитости нашего мозга.

Подобно шестидесятилетнему человеку, наша Земля преодолела три четверти своего жизненного пути. Земле примерно 4,57 миллиарда лет, и законы физики небесных тел говорят о том, что еще через миллиард лет Солнце расширится до такой степени, что жить на нашей планете станет невозможно. Если оглянуться назад, можно сказать, что после возникновения планеты на ней достаточно быстро зародилась жизнь — всего через несколько сотен миллионов лет. Примерно через два с половиной миллиарда лет появились многоклеточные существа. Затем последовательно возникали головы, руки, сознание — все быстрее и быстрее. В соответствии с законом Мура об удвоении мощности процессоров каждые два года, биологический мир тоже развивается с ускорением: большая часть срока жизни планеты истекла, когда появилось существо с крупным мозгом и начало изготавливать каменные орудия… и всего за какие-то тысячи лет возникли интернет, методы клонирования генов и схемы геоинженерного переустройства атмосферы планеты. Планетарные и биологические изменения привели к революционному моменту, когда идеи и изобретения начали изменять наши тела, саму планету и наши с ней взаимоотношения. До того как появился наш вид, триллионам клеток водорослей понадобились миллиарды лет, чтобы переделать планету, а теперь изменения направляются идеями, передающимися со скоростью света.

Благодаря генетическому наследию наш вид способен к освоению широких просторов Вселенной, изучению истории длиной 13,7 миллиарда лет и осознанию наших глубоких связей с планетами, галактиками, живыми существами. Есть что-то почти волшебное в мысли о том, что наши тела, мозг и идеи уходят корнями в земную кору, воды океанов и атомы в составе небесных тел. Звезды в небе и окаменелости в земле — это маяки, посылающие нам сигналы о том, что, несмотря на всё ускоряющийся темп развития человечества, мы представляем собой всего лишь новую ниточку в старых связях, древних как сами небеса.

Примечания и дополнительная литература

Существуют прекрасные книги об истории Вселенной, нашей планеты и жизни, написанные для широкой публики. Со времен сочинения Карлом Саганом книги «Космос» (Sagan, Carl Cosmos. New York: Ballantine Books, 1985) прошло несколько десятилетий, но она по-прежнему остается одним из наиболее понятных и запоминающихся произведений о Вселенной и нашей с ней связи. Свой взгляд на историю Вселенной, начиная с Большого взрыва и заканчивая образованием нашей планеты, изложили многие ученые. Я советую, например, ознакомиться со следующими книгами: Krauss, L. Atom: A Single Oxygen Atom’s Journey from the Big Bang to Life on Earth… and Beyond. Boston: Back Bay Books, 2002; DeGrasse Tyson, Neil, and Donald Goldsmith Origins: Fourteen Billion Years of Cosmic Evolution. New York: Norton, 2005. Ричард Форти со свойственной ему элегантностью описывает историю планеты в книге: Fortey, R. Earth: An Intimate History. New York: Knopf, 2002. В этом же списке и другие произведения об истории планеты и о происходящих на ней процессах: Flannery, Tim Here on Earth: A Natural History of the Planet. New York: Atlantic Monthly Press, 2011; Novacek, Michael Terra: Our 100-Million-Year-Old Ecosystem — and the Threats That Now Put It at Risk. New York: Farrar, Straus and Giroux, 2007; Stager, Curt Deep Future: The Next 100,000 Years of Life on Earth. New York: Thomas Dunne Books, 2011. Рекомендую следующие труды по истории жизни на Земле для широкого круга читателей: