// Любищевские чтения, 2006 (сборник докладов) Современные проблемы эволюции. Ульяновск, 2006, с. 104-114.

Идея отбора опровергнута опытом. Какой фактор движет эволюцию?

Ю.В. Чайковский

Как известно, Ч. Дарвин ввел понятие естественного отбора по аналогии с искусственным отбором, не имея ни одного примера реального действия естественного отбора в природе. Он заявлял, что появление даже одного примера эволюции без отбора будет «сильнейшим ударом» для его учения, однако позже сам приводил такие примеры и всё же не менял основу учения, а лишь уверял, что во всех остальных случаях отбор действует. Правда, под конец жизни он разочаровался в своем детище и в последние 6 лет жизни отошел от эволюционной темы, но на судьбу учения это не повлияло: сообщество приняло его на веру.

Ни одно из ключевых возражений против принципа естественного отбора никогда не получило со стороны дарвинистов рассмотрения по-существу. Надо было рассмотреть аккуратно (с числами и графиками, с демонстрацией исходной и итоговой изменчивости) хотя бы один пример эволюционного приобретения, чтобы убедиться, что оно произошло именно под действием отбора, но этого никогда никем сделано не было. Все немногочисленные «доказательства естественного отбора» демонстрируют либо искусственный отбор, либо просто сдвиг генных частот. В остальных же случаях термином «естественный отбор» пользуются для обозначения всякого изменения, которому удается придумать полезность.

Но ведь по сути то же самое делали и делают сторонники иных учений: богословы видят в полезном свойстве проявление высшего разума, а ламаркисты – итог активности особей. Нужны не толкования, а опыты.

Впоследствии критики дарвинизма привели множество примеров эволюции без отбора и даже против отбора (например, гениталии пятнистой гиены, рожающей через клитор – И.И. Шмальгаузен объяснял отбором и это [9, с. 136, 142], но то была уже пародия на теорию [8, с. 154]).

Критики сформулировали общее положение: отбор в принципе неспособен вести прогрессивную эволюцию (усложнение организмов), однако может служить для второстепенных эволюционных процессов (выбраковка негодных, простейшие очень эффективные улучшения, распределение видов по зонам обитания). Наиболее четко эту линию (как выяснилось, тоже чисто умозрительную) проводил А.А. Любищев.

В данном ключе написаны и мои прежние работы, в том числе книга «Эволюция» [8]. Анализу возможностей отбора там посвящена основная часть главы 5, где получен вывод, что отбор слабо выгодных признаков невозможен. Из этого сделано заключение, что отбору могут подвергаться только «кванты селекции», т.е. приобретения, возникающие сразу как целое, резко повышающие выживаемость и размножаемость их обладателей. Приведены примеры свойств, которые можно счесть квантами селекции, однако ни для одного из них мною не приведено доказательств того, что оно действительно распространилось в силу большей размножаемости его обладателей. Другими словами, реально было показано отнюдь не «только», а «если могут, то только». Этим я повторил главную логическую ошибку Дарвина, что в наше время непростительно.

На самом деле следовало сказать: «если отбор и возможен, то лишь отбор квантов селекции» и заняться поиском доказательства или опровержения этой возможности. Оказывается, опровержение давно известно.

Отбор опровергнут фактами еще при Дарвине

После выхода книги [8] мне попала в руки книга писателя Мориса Метерлинка (автора знаменитой «Синей птицы») «Тайная жизнь термитов» (1926) [7]. В ней красочно описано то, что было известно еще Дарвину. Как раз в 1850-е годы стали в массе поступать сведения о тропических термитах – общественных насекомых, которые живут весь год в закупоренных термитниках, бесполые, слепые и бескрылые; но раз в году из термитника вылетает зрячее крылатое половое поколение, самцы и самки. Это похоже на пчелиный рой, но есть два принципиальных отличия.

Во-первых, самок много, а во-вторых, в момент завершения спаривания все особи термитов теряют крылья и, беспомощные, тут же становятся жертвой множества хищников. Термиты очень привлекательны как пища, легко заметны и беззащитны, поэтому выедаются мгновенно, и лишь около одной пары на тысячу ускользает от гибели. Это значит, что самою природой из века в век ставится селекционный опыт: если есть вариации съедобности и они могут отбираться, то несъедобные должны вытеснить остальных. Такова логика дарвинизма, на которой построено всё учение.

Полторы тысячи видов (сотни термитников в каждом) дают достаточный материал для реализации изменчивости. Поскольку несъедобность может быть достигнута многими и притом очень простыми способами (известны примеры несъедобности за счет замены одной аминокислоты в одном белке), а эффективность отбраковки очень высока, то несъедобность должна достигаться быстро. Поэтому она оказывается идеальным примером кванта селекции.

Но на деле никакого появления несъедобных не происходит, следовательно, «отбора на несъедобность» здесь нет. Тем самым, идея отбора опровергнута прямым массовым наблюдением. Тем более, нет оснований допускать ее в менее ясных ситуациях. Пора (с опозданием почти на полтора века) сделать выводы.

Первый: невозможно изменять одних путем поедания других. Для получения эволюционного эффекта надо действовать не на гибнущих, а на остающихся. На эту логическую ошибку критики указывали не раз.

Более конкретно: напрасно была без опыта принята как ведущий принцип та мысль, что путем изменения размножаемости можно изменить какие-либо свойства организмов. Из того факта, что эволюционный успех может повлечь лучшую размножаемость, никак не следует обратное – что лучшая размножаемость влечет эволюционный успех. Наоборот, сама по себе она беспомощна (данный факт известен как эффект саранчи). Никакого изменения свойств за счет лучшей размножаемости никто не наблюдал, связь всегда додумывают. Размножаемость как одно из следствий успеха жизнедеятельности очевидна, но как его причину ее надо доказывать, что пока не сделано и даже не объявлено как задача.

Второй: если так, то надо принять как логическую возможность, что эволюционно успешные варианты вполне могут размножаться плохо – лишь бы размножаемость никогда не падала ниже некоторого уровня. Примеров известно много. Например, новые формы часто остаются малочисленными в течение миллионов лет, но продолжают усложняться.

Третий: принятие учения сообществом до получения конкретных примеров обратило его в доктрину, а доктрина, которая принята и преподается, может вообще не нуждаться в обосновании. Таковы, например, плановая экономика прежде и рыночная – ныне.

Четвертый: в основании любой теории всегда лежат чёткие опыты или наблюдения. В дарвинизме их нет, следовательно, он не теория и не основа для теории. Он мог считаться гипотезой, пока не был опровергнут данными о термитах и им подобными. Разумеется, можно строить самоуспокоительные фразы о том, что уничтожение почти всех половых особей зачем-то выгодно виду, но это будет вовсе не теория естественного отбора. Это – указание на потребность в теории самоорганизации экосистем.

Экологически ситуация с термитами вполне ясна: выеданием половых особей здесь обеспечивается баланс экосистемы (таким путем термитник выбрасывает в окружающую среду биомассу, полученную при потреблении подземной пищи). Если одной выживающей пары на тысячу хватает для существования вида, то нужды в появлении несъедобности нет. Вспомним, что термитник живет неопределенно долго и в размножении (в появлении других термитников) всё это время не нуждается. И наоборот: если возникнет несъедобная популяция, она распространится, словно стая саранчи, и подорвёт базу собственного существования.

Сказанное не имеет отношения к отбору. Более того, термитник очевидным образом вписан в экосистему вопреки отбору: согласно дарвинизму, неопределенная изменчивость существует всегда, а более плодовитые варианты должны вытеснять менее плодовитые, если они занимают ту же экологическую нишу; здесь же ничего этого нет (ни у одного из многих видов тропических термитов). Можно было бы сказать, что механизм естественного отбора здесь выключен, если бы имелся хоть один аккуратный пример того, что таковой механизм бывает включён. Полутора веков бесплодного ожидания достаточно, чтобы усомниться, что такой пример появится. Пока его не имеется, вернее будет сказать, что механизма естественного отбора вообще не существует, что естественный отбор – неудачная выдумка. Она – феномен социальной психологии.

Эволюция без отбора

Фундаментальная ошибка как дарвинистов, так и их критиков (в том числе моя), была в том, что различие в размножаемостях было без опытного обоснования сочтено движущим фактором эволюции. В действительности высокая размножаемость сама по себе («эффект саранчи») никогда к эволюционным новациям не ведет, на что обратил внимание биофизик В.Л. Воейков (см. [8, с. 83]). Эволюцию движет нечто иное.

Существует феномен селекции (неудачно называемый после Дарвина искусственным отбором), сельскохозяйственной процедуры, при которой судьба избранных определяется не их размножаемостью, а их желательными для селекционера качествами. Избранный вариант может быть вообще неспособным к самостоятельному размножению (культурные сорта плодовых деревьев), но успешно завоёвывать ареал. Селекция никогда не связана с конкуренцией. Это сказано и в моей книге [8, с. 192].

Единственный известный мне достоверный пример селекции в природе – рост клона иммунокомпетентных клеток – как раз таков: клон растет не за счет лучшей, чем у других клонов, размножаемости, а путем смены способа размножения [8, с. 225]. Смена всем известна: иммуноциты делятся впятеро медленнее бактерий, однако клон иммуноцитов растет быстрее колонии подавляемых бактерий – но не принимается во внимание.

Процедуре избирательного лавинообразного размножения следует дать название, не содержащее слова «отбор» (selection), поскольку слишком прочна его связь с дарвинизмом, а исходное значение (сознательная сельскохозяйственная процедура) утеряно. Предлагаю термин расплод.

Расплод, согласно словарю В.И. Даля, есть отглагольное существительное от глагола расплодить; тем самым, оно исходно означает процедуру получения массового потомства избранного селекционером варианта. Оно соответствует латинскому слову proseminatio и английскому the breeding. Именно так представлял себе эволюцию молодой Дарвин прежде, чем ввел термин «естественный отбор»: по его тогдашнему мнению, эволюцию ведет всевидящее «Существо», выбирающее и размножающее нужный вариант из числа поставляемых изменчивостью [8, с. 38].

То, что мы наблюдаем при завершении акта иммуногенеза, это как раз расплод. То же самое, по всей видимости, являет собой быстрая эволюция в опытах Г.Х. Шапошникова с тлями [3, c. 69; 8, c. 195]. Тот факт, что расплод здесь не имеет отношения к редкой изменчивости, ясно показал В.Б. Сапунов, в опыте которого эволюционный эффект достигнут за два поколения (см. [8]): нужное изменение возникает сразу у многих.

Антонио Лима-де-Фариа [4] был прав, назвав свою книгу «Эволюция без отбора», но его правота стала ясна мне только теперь. После этого очевидно, что все попытки синтезировать дарвинизм еще с чем-то бессмысленны – по крайней мере, пока не будет доказано наличие естественного отбора хотя бы на одном объекте, но аккуратно. Хорошо было бы построить теорию вообще без упоминания этого термина, однако он слишком въелся в язык науки, поэтому еще долго придется разъяснять, что именно действует там, где тот или иной автор применил слово «отбор». Например, в хорошо продуманной эволюционной схеме А.Г. Зусмановского [3] тройка «зондирование – подкрепление – отбор» вполне может оказаться реально работающей, если слово «отбор» окажется означающим процедуру вроде расплода. То есть: активной заменой ненужного на нужное, текущей быстро и без сравнения размножаемостей вариантов.

Что же движет эволюцию?

Движущий фактор называли по-разному, и надо выявить то, что было общим у всех авторов, видевших нужду в таком факторе. Сперва воспользуемся тем, что сказано выше. Полный отказ от идеи естественного отбора побуждает искать нечто конструктивное в тех самых явлениях, которые навели Дарвина на мысль искать в природе аналог искусственного отбора. Мысль его оказалась неконструктивной, но всё же полезна тем, что отмечено два явления: стремление особей увеличить численность (оставить более двух детей на пару родителей) и изменчивость (дети всегда чем-то отличны от родителей). Это два типа активности – особей и их генов.

Но ведь и у Ламарка активность особи есть движущий фактор эволюции. Активностью является и «жизненный порыв» Бергсона, и движущие принципы прочих авторов, начиная с Мопертюи, который назвал его химическим термином «сродство». Вот отсюда, по-моему, и надо двигаться.

Через всю историю европейской мысли, от Аристотеля и Клеанфа, проходит та мысль, что мир существует и развивается за счет своей активности. Физика как наука о неживой природе приняла свою классическую форму именно тогда, когда признала свои типы активности (сила, поле, энергия), отделив их от активности живого. Поле часто принимает форму сродства, т.е. сближения объектов (гравитация, притяжение электрона к протону). Борьба физики Ньютона (поле) с физикой Декарта (вихри частиц) была борьбой за право видеть активность материи как таковую.

Противники идеи поля отказывались признать гравитацию на том основании, что “тело не может действовать там, где его нет”. Это звучало очень убедительно, но оказалось заблуждением. Сторонники Ньютона победили, когда понятие поля стало привычным, а привычным оно стало потому, что позволяло получать практические результаты, и тем постепенно привлекло ученых. (Наоборот, вихревая физика Декарта была тогда способна лишь на произвольные толкования, такие же, как ныне в дарвинизме.) Через 200 лет то же повторилось с полями, вводимыми в квантовой теории: сами по себе они неочевидны, но ведут к работающей теории.

Бытует афоризм: “квантовую физику нельзя понять, к ней надо привыкнуть”. Привыкнув, физики овладели ею. Полагаю, та же участь ждет идею активности живого. Биология лишь вступает на путь, пройденный физикой и химией, и пройти его, по-видимому, необходимо.

Активность – это движущая сила, а сила действует в каком-то поле (по крайней мере, в физике и химии). Биологические поля вводились и обсуждались многократно, и можно напомнить важную в этом роль Любищева [6], но научным сообществом так и не приняты, хотя взамен до сих пор не предложено ничего. Мне представляется, что сопоставление каждому типу активности своего типа поля (если таковое удастся) сможет прояснить ситуацию. Напомню, что прежде многим физикам казалось, что поле тяжести – фикция, удобная для описания непонятных явлений, что в будущем ее удастся заменить потоком частиц, но прошло триста лет, и теперь никто, кажется, так не считает. Несколько типов полей признаны ныне в качестве исходных понятий, через которые можно понять всё остальное.

Даже самые яростные противники идеи биополя (например, Л.И. Корочкин) признают, что развитие зародыша определяется такими полями, как расположение клеток и концентрации веществ. Сколько типов таких полей существует? Какими активностями они проявляются?

Введение новых типов полей и сил можно рассматривать как усложнение используемых типов активности материи. Существенно, каким образом химия ввела свои типы активности (валентность, химический потенциал и др.): они вроде бы должны быть выведены из физических типов активности, но эта задача так и осталась общим пожеланием, фактически же они вводятся независимо от атомной физики, как первичные. Аналогично с активностью живой материи: задачу ее выведения из физико-химической активности ставить можно (что делает Воейков), однако на деле все свойства активности живого приходится вводить как самостоятельные.

Феномен активности живого известен всем культурам в форме признания души организмов. Начиная с ботаника Цезальпина (XVI в.) говорят и о душе растения. Начиная с Мопертюи, активность живого сопоставляют с химической активностью (у него – со сродством), а начиная с Эразма Дарвина, все концепции эволюции так или иначе рассматривают активность как фактор эволюции.

Ламаркизм основан на двух типах активности: активность особи и стремление к прогрессу; активность ли это молекул, клеток, особей или таксонов – не говорится. Частным случаем этой активности является стремление удовлетворить потребность (в том смысле, какой придает этому термину Зусмановский [3]).

Жоффруизм, понимаемый в смысле [8, с. 148], вводит собственную активность зародыша как фактор эволюции. На ранних стадиях развития основной формой активности зародыша мне представляется биополе.

Дарвинизм, как сказано, вводит активность в двух видах: как стремление к избыточному размножению (отсюда иногда выводится борьба особей за дефицитный ресурс, а это тоже активность) и как изменчивость наследственного материала, не имеющая определенного направления (случайная). Слово “активность” тут уместнее, чем “случайность”, и заслугой Дарвина надо признать обращение внимания на два вида активности.

Номогенез достаточно равнодушен к идее активности, но все-таки у Л.С. Берга читаем: “Какая причина заставляет организм изменяться в определенном направлении, это пока для нас скрыто... Но замечательно, что организм обладает способностью активно приспособляться к среде, обнаруживая при этом как бы присутствие некоего внутреннего регулирующего принципа”, причем “развитие идет, нередко вопреки внешним условиям, в определенном направлении в силу внутренних конституционных причин, связанных с химическим строением протоплазмы” [2, c. 135].

Если ни одна концепция не обходится без идеи активности живого, то разумно ввести ее в явной форме, чтобы сделать все нужные следствия. Расплод – тоже итог активности (активности генетической системы).

В 1907 году французский философ-эволюционист Анри Бергсон, известный ламаркист, назвал всякую активность живого объекта жизненным порывом (élan vital), и понятие используется до сих пор. Однако термин “активность” предпочтительнее для нашей темы, поскольку подчеркивает универсальность феномена, его господство на всех уровнях – от элементарных частиц, через физику и химию, через жизнь и культуру, до космоса.

Другое дело – считать ли активность живого особой сущностью или пытаться выводить ее из чего-то? В гл. 7 книги [8] можно видеть, что некоторые свойства активности живого можно вывести из химии, но не все. Некоторые оптимистичны – «пока не умеем», но есть и противоположная точка зрения: «нельзя в принципе». Наиболее интересна третья (отнюдь не промежуточная) позиция: активность как живого, так и неживого, вытекает из более общего свойства природы. Это свойство физик и натурфилософ Дж. Бёрджерс (США) называл концептуальной активностью и полагал первичным; даже материя и поле для него вторичны [10]. С этой позиции акт возникновения жизни – неизбежный итог усложнения материи.

Итак, движущим фактором эволюции на всех уровнях можно признать активность. Биологические типы активности, несмотря на всю своеобразность, являются формами этого всеобщего движущего природу начала. На мой взгляд, введение активности как первичного свойства живого столь же уместно, как введение физического поля или химической активности.

Как обычно, есть опасность загнать всё непонятное в новый термин, заменив тем самым исследование природы на игру словами (как это, увы, произошло в дарвинизме). Выход видится мне в том, чтобы чётко оговорить, что в эволюции не является активностью. Ею не является то, с чем активность работает, на что она действует, т.е. сама материя; точнее – всё то, что в ней пассивно. В частности, активностью не является та упорядоченность строения организмов, которую изучает номогенез, столь симпатичный Любищеву. В книге [8] эта упорядоченность названа, вслед за С.В. Мейеном, рефренной структурой разнообразия.

Если нет отбора, то почему организмы приспособленны?

Ответ на этот вопрос Любищев видел так: приспособленность есть частный случай гармонии природы [5]. Понять это куда как сложнее, чем тезис Дарвина (по которому наблюдаемые организмы приспособленны потому, что остальные погибли, и поэтому ненаблюдаемы), но коль скоро тезис фактически обосновать не удалось (он оказался самообманом), то приходится обращаться к трудным вариантам. Любищев полагал, что

«допустимо принятие разных, качественно различающихся целеполагающих начал в природе: разум, интуиция, инстинкт […] я думаю, что даже растениям мы не вправе отказать в принятии целеполагающего начала, бессознательного, качественно отличного от нашего […] В пользу этого говорит огромное количество данных, показывающих, что творчество природы имеет большое сходство с творчеством человека» [5, с. 179-180].

Если так, то понимание процесса приспособления возможно только при новом понимании принципа причинности. Обычная физика, где принцип причинности работает для каждой частицы, оказывается таким же приближением к физике концептуальной активности, как физика Ньютона – к физике Эйнштейна. За последние полвека физика сделала важные шаги по пути отказа от привычного понимания материи (тогда как биологи надеются понять эволюцию в рамках физики XIX века до сих пор), поэтому стоит посмотреть, что же следует из идеи Бёрджерса. Он писал:

«Информацию или множество инструкций, зашифрованных в ДНК клеточного ядра, можно скорее рассматривать как множество стратегий, чем как множество фиксированных программ. Эти стратегии обладают некоторой пластичностью и могут адаптироваться к обстоятельствам... При их реализации вступает в силу дискриминирующая, или концептуальная активность... Стратегии могут вступать в действие одновременно или раздельно под влиянием старших (master) стратегий. Поэтому должны быть формы концептуальной активности разных уровней». И далее: «Я допускаю, что можно рассматривать мутации прежде всего как изменение стратегии. Это изменение может вызываться перемещением определенных групп в ДНК и ферментах и, если оно не деструктивно, оказаться подходящим» [10, c. 175-176, 179].

Во многом он оказался прав: активность в самом деле многоуровнева, а мутации являются, в основном, итогом целенаправленного редактирования РНК [8, п. 5-6]. Интуиции Бёрджерса (он был физик-гидродинамик) биолог может лишь позавидовать. Еще Бергсон говорил, что «эволюция есть творчество», и Р.Г. Баранцев тоже уверен: «Творческие способности живого существа проявляются через его активность [...] Внутренний механизм упорядочения, каким бы он ни был, поддерживается, должно быть, потенциалом творческой активности живого вещества» [1, с. 96, 98].

Как видим, различные философы приходят к одному: реальность устроена куда сложнее, чем казалось прежде. Эти философские тезы еще предстоит наполнить биологическим содержанием, но уже сейчас видно, что старая философия вела биологию в тупик обманчивой очевидности.

Литература

1. Баранцев Р.Г. Имманентные проблемы синергетики // Вопросы философии, 2002, № 9.

2. Берг Л.С. Труды по теории эволюции. Л., Наука, 1977.

3. Зусмановский А.Г. Биоинформация и эволюция. Ульяновск, 2003.

4. Лима-де-Фариа А. Эволюция без отбора. Автоэволюция формы и функции. М., Мир, 1991.

5. Любищев А.А. Проблемы формы, систематики и эволюции организмов. М., Наука, 1982.

6. Любищев – Гурвич. Диалог о биополе. Ульяновск, 1998.

7. Метерлинк М. Тайная жизнь термитов. М., Эксмо-пресс, 2002.

8. Чайковский Ю.В. Эволюция. М., Центр системных исслед., 2003.

9. Шмальгаузен И.И. Факторы эволюции. М., Наука, 1968.

10. Burgers J.M. Experience and conceptual activity. Cambridge (Mass.), 1965.