Демон Дарвина. Идея оптимальности - Горбань А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Наибольшую сложность в формализации идей Ч. Дарвина создает отсутствие у него определенной точки зрения на наследование. Одни полагают, что Ч. Дарвин здесь был близок к Ламарку. Да, наследование признаков, приобретенных в силу условий жизни, не отрицалось в работах
Ч. Дарвина, а вот значение результатов упражнения вызывало у него сомнение, хотя тоже категорически не отвергалось. Другие приближают ег к современной точке зрения. Высказывания Ч. Дарвина, разбросанные по его знаменитой книге [38], убеждают в том, что он не знал механизмов наследования и хорошо знал, что он этого не знает. Ч. Дарвин придумал свои (неудачные) схемы наследования, но это не означает, что он относился к ним, как к реальности. Скорее, это были пробные ходы в незнаемое.
Невозможно представить себе картину мира в биологии, не учитывающую явление наследования. Даже при поверхностном взгляде становится ясным, что каждое живое существо что-то получает от предков, а какие-то другие свойства зависят больше от условий жизни. Что получено от предков? На этот вопрос даже сейчас можно давать различные ответы. С одной стороны есть гены - те гены, которые изучает генетика. А на сколько поколений простирается в естественных условиях такой негенетический (с точки зрения молекулярной биологии) эффект, как связанное с составом рациона влияние химизма родительского организма на потомство ? У насекомых оно может быть сильным и продолжаться несколько поколений. Детальнее мы рассмотрим вопрос о
50
наследовании в соответствующей главе, а пока постараемся сформулировать как можно более гибкую точку зрения. Не будем бояться возможности охватить и неправильные частные случаи. Главное для нас здесь - не упустить правильные, построить разумную рамку.
В первом приближении можно сказать: наследуется программа построения фенотипа и норма его реакции на изменения окружающей среды. Б. М. Медников выдвигает в качестве “первой аксиомы биологии” следующее утверждение: “Все живые организмы должны быть единством фенотипа и программы для его осуществления (генотипа), передающегося по наследству из поколения в поколение” [72, с. 30].
Очень удобно использовать такие формулировки в качестве отправных точек, с тем, чтобы в ходе рассуждения их критиковать и перестраивать. Вероятно, в этом и может состоять роль “аксиомоподобных” построений в биологии. В математике, напротив, аксиомы в рамках одного исследования стоят незыблемо9). И только в историческом движении формальные основания математики -определения и аксиомы - критикуются и перестраиваются, как убедительно показал И. Лакатос [59]. Функции аксиом современной математики и “аксиом” биологии различны.
Сформулированная “аксиома” может быть уточнена. Мы полагаем, что такое уточнение уместно. Генотипы (программы), строго говоря, не передаются из поколения в поколение. При двуполом размножении в создании генотипа особи участвуют, по крайней мере, два генотипа - отца и матери (а возможен еще, например, перенос генетического материала вирусами). Даже при отсутствии мутаций в согласии с классической генетикой генотип каждой особи создается заново из имеющихся элементов. Продолжая аналогию с программированием, можно сказать, что из поколения в поколение передаются не программы, а подпрограммы, из которых каждый раз заново собираются программы - генотипы.
Итак, генотип - программа, фенотип - результат работы этой программы в данных условиях. Но легко сказать “программа”. Значительно сложнее выяснить, как она работает. Для иллюстрации один вопрос: нет ли в ней запрограммированных случайностей? Не будет ли в практически одинаковых условиях значительного разброса фенотипов при одинаковом генотипе? Для одних видов, например, для человека - вроде бы нет. Разброс в фенотипах однояйцевых близнецов значительно меньше внутрирасового, внутрипопуляционного. А, например, для насекомых ?
Многие условия среды меняются случайно. Не исключено, что лучшим способом приспособиться к случайной среде может быть преднамеренно случайное изменение фенотипа. Полной ясности в этом
9 Кроме работ по зависимости выводов от принятой аксиоматики
51
вопросе нет. В следующей главе мы проведем исследование простой модели, показывающей, что наличие такогодатчика случайных чисел может быть выгодно10). Для нас в этой главе генотип - то, что особь “получает от рождения ”. Дальнейшее уточнение здесь неуместно.
Со временем состав живых существ на планете меняется. Кого-то становится больше, а кого-то меньше, появляются совсем новые разновидности и виды, а некоторые исчезают навсегда. Можно ли не то, чтобы построить, но помыслить как потенциально осуществимую динамическую модель этого процесса? Есть принципиальные препятствия: динамика состава живых существ плохо обособляется от динамики климата и ландшафта, минерального состава почвы и количества доступной влаги и т.д. Все это завязано в один узел.
Большинство выделенных и описанных учеными процессов химического и энергетического кругооборота тесно связано с процессами жизни: функционированием и миграцией, размножением и гибелью живых существ. Тут не просто влияние и даже не взаимное влияние, а частичное взаимное включение этих процессов. Корни деревьев достают воду из глубины земли, а листья ее испаряют - это и часть функционирования леса, и часть круговорота воды.
