Стенограмма лекции палеонтолога Кирилла Еськова, прочитанной 16 ноября 2014 года в рамках Фестиваля публичных лекций #ЗНАТЬ – совместного проекта информационно-аналитического канала «Полит.ру» и Департамента науки, промышленной политики и предпринимательства г. Москвы.
Борис Долгин: Добрый день, уважаемые коллеги. Мы продолжаем фестиваль публичных лекций #ЗНАТЬ., организуемый информационно-аналитическим каналом «Полит.ру» совместно с Департаментом науки, предпринимательства и промышленной политики Правительства Москвы. Сегодня у нас три лекции, все три достаточно разные. Мы старались не допустить «дня микробиологии». Первая из них посвящена проблемам теории эволюции, тема «Равномерна ли эволюция?». Наш сегодняшний лектор – Кирилл Юрьевич Еськов, научный сотрудник палеонтологического института РАН, известный арахнолог, специалист в т.ч. по популяризации науки, автор школьного учебника по естествознанию, автор книг, но сегодня мы говорим об эволюции.
Регламент наш включает лекционную часть, во время которой говорит только наш докладчик, и ту часть, где можно будет задавать вопросы, выступать с какими-то репликами, подняв руку и с микрофоном.
Еще одна просьба, коллеги: устройства, которые издают звуки, превратить в устройства, которые звуков не издают. Спасибо. Пожалуйста, Кирилл Юрьевич.
К.Ю.Еськов: Когда речь заходит о теории эволюции, всегда приходится начинать с того, что как этот раздел излагается в рамках школьной программы - это, как говорится, «без слез не взглянешь». С моей точки зрения, он крайне неудачно структурирован. Да, на всякий случай, поднимите руки те, кто имеет отношение к биологии. О, меньшинство, но и не пара-тройка людей. Значит, как традиционно это излагается? Теория эволюции встроена в учебник общей биологии так, что она идет после всякой цитологии и генетики. Приступая к изучению теории эволюции, человек уже знает о строении клетки, он знает о некоторых механизмах наследственности, и дальше он имеет некоторый исторический экскурс, после чего переходит к Дарвину. Дарвин, путешествие на «Бигле», галапагосские вьюрки, и на этом месте возникают серьезные непонятки, почему были такие серьезные затыки с теорией эволюции к концу ХIХ - началу ХХ века? Приходится констатировать, что гораздо лучше, с моей точки зрения, было бы излагать этот раздел, именно более строго встраивая его в исторический контекст. Штамп, который отпечатан в мозгах «небиологического» человека, - что Дарвин открыл теорию эволюции, что Дарвин выдумал теорию эволюции, что Дарвин выдумал эволюцию! Этот штамп абсолютно неверен, он никакого отношения к делу не имеет. К тому времени, когда работал Дарвин – это середина ХIХ века, – уже существовала такая вещь, как геохронологическая шкала. Т.е., представление о том, что в земных слоях неким закономерным образом сменяется состав животных и растений – оно никаких сомнений не вызывало, оно было. Т.е. о необратимых изменениях животных и растений в ходе исторического развития, что, собственно говоря, и составляет предмет эволюции – по этой части никаких сомнений у естествоиспытателей в то время не было. Дарвин предложил первый внятный механизм для этого процесса. А само по себе существование эволюции особых сомнений не вызывало.
Поскольку мы будем говорить именно о некоторых прямых и проверяемых вещах, то здесь, наверное, мне надо сделать некое отступление именно по части только что упомянутой геохронологической шкалы, потому что здесь у людей, не связанных с этой темой, бытуют совершенно фантастические представления. Геохронологическую шкалу мы помним, в кабинете биологии висела картинка: справа – линейка, раскрашенная в разные цвета, где синим цветом – темно-голубая юра, лиловым – триас, зеленый – мел, рядом проставлены цифры, что границы между мелом и кайнозоем – 67 млн. лет, границы между юрой и мелом - 120. И когда начинаешь спрашивать, а откуда взялась эта геохронологическая шкала? – люди, напрягшись, отвечают примерно так: мы знаем, что ископаемые находятся в осадочных породах. Где-то в мире есть такая последовательность осадочных пород – там, где слои повыше, там всякие первобытные охотники и мамонты; зарываемся поглубже – там будут всякие динозавры и ихтиозавры; зарываемся еще поглубже – там всякие раки-скорпионы и трилобиты; зарылись совсем глубоко – там вообще никого, кроме всякой одноклеточной нечисти. И вот мы вроде как берем такую колонку, дальше мы неким образом эту колонку делим на некоторые последовательные слои (самые умные на этом месте знают, что это называется радиоизотопное датирование), вот мы знаем, что здесь у нас – 67 млн. лет, и это – граница между кайнозоем и мезозоем, и дальше смотрим, каков состав фауны в соответствующих частях этой колонки. По опыту – эта картинка у 85% людей в головах, и она не имеет вообще никакого отношения к действительности. Т.е. вообще никакого! Во-первых, никакого физического выражения у этой самой геохронологической шкалы, привычной нам, нет. Это – чистая абстракция. Такая же, как идеальный газ, материальная точка и прочее.
Что у нас есть в действительности? В действительности у нас есть серии реально существующих в природе разрезов. Вот вам берега речек, вот у вас последовательные слои. Вот в слоях существует некоторая фауна. Вот зверушки такого вида. А здесь – состав фауны в этом разрезе немного другой. Существуют два принципа, по которым работают геологи и стратиграфы. Первый принцип – принцип Стено. Был такой ученый монах еще в ХVII веке, который указал на элементарную вещь, совершенно на уровне здравого смысла: если один слой лежит выше другого, то раньше образовался тот, который лежит ниже; тот, который выше, – образовался позже. На уровне здравого смысла. И другой момент: слои, где один и тот же состав ископаемых, должны существовать примерно в одно и то же время. Соответственно, на этом месте мы получаем обобщенный разрез. Вот мы имеем последовательность сменяющих друг друга фаун. Обращаю ваше внимание на то, что в реальности, щупая пальцами, никакой такой последовательности нет! Есть только эти конкретные разрезы. Так вот, проведя такую работу по всему миру и сведя все конкретные разрезы в одну точку, ученые получили обобщенную геохронологическую шкалу. Т.е. шкалу сменяющих друг друга фаун. Обращаю ваше внимание, что никаких временных привязок здесь нет. Геохронологическая шкала, которая представляет собой просто последовательность фаун, никаких цифр вообще не предполагает. Столь привычные нам цифры в миллионах лет, которые сейчас при ней всегда состоят, это есть нечто совершенно отдельное. На этом месте обычно вопрос: «Когда, по-вашему, появились эти цифры в миллионах лет?» Понятно, что они появились тогда, когда появилась радиоизотопия. В начале ХХ века, совершенно верно. Позже 1904 года, когда Резерфорд получил свою Нобелевскую премию за трансмутацию урана, на этом был разработан метод, работы реально начались с 1907 года, сначала все было совсем неточно, потом, к середине ХХ века появились некоторые привязки. А когда была сама шкала сформирована? Да, в конце ХVIII века. В конце ХVIII века и в первой трети ХIХ века она уже приобрела вид, очень мало отличающийся от современного. С той поры шла некоторая дошлифовка. В течение века палеонтология и историческая геология отлично обходились безо всяких цифр. И следующее соображение: во-первых, никакого физического выражения у геохронологической шкалы нет, что начиналось все с последовательности фаун, цифры появляются намного позже; и что не фауны привязываются к цифрам, что совершенно очевидно из этого, а цифры ориентируются на смену фаун. Т.е. основа всех работ по исторической геологии и палеонтологии – это изучение смены фаун и границы между ними. Это вещи, которые к тому моменту, когда Дарвин писал свой труд, были совершенно общеизвестны.
Идем дальше. Дарвин, сложив все разнообразные данные, что он набрал во время экспедиции на «Бигле» (там были не только галапагосские вьюрки, там были южноамериканские палеогеновые млекопитающие, там было много чего), предлагает некий механизм, вполне внятный, каким образом может обеспечиваться эта закономерная смена фаун в земных слоях. Предполагая, что эта картина вполне адекватно отображает существующий в мире процессинг. Все было замечательно, теория была воспринята на ура, стала предметом для корректных, а по большей части – некорректных социальных аналогий, но это не предмет нашего нынешнего разбора, а мы говорим о чисто научных аспектах. По ходу дела, у Дарвина было сделано некоторое количество проверяемых предсказаний в работе – что эти вещи сейчас неизвестны, надо работать и, вероятно, результат будет такой-то и такой-то. Одна из таких вещей – проблема «Кембрийского взрыва», когда неожиданно на кембрийской границе появляются представители всех существующих типов живых организмов, а до этого никаких следов их нет. Дарвин честно перечислил все эти проколы и сказал, что это – некоторые недоработки. Надо работать - и примерно будет вот так. Дальше частично эти проблемы были решены, частично – нет, но Дарвин сделал две ошибки, настоящие ошибки. Они оказались не фатальными, но доставили некоторые неприятности эволюционной теории. К началу ХХ века серьезность этих ошибок научным сообществом была осознана вполне. И, если мы посмотрим, кто были наиболее яркими антидарвинистами в конце ХIХ - начале ХХ века, то мы увидим довольно удивительную картину: главными антидарвинистами были генетики и палеонтологи! Откуда сие происходит?
По ходу дела Дарвин сделал два допущения. Просто вводя в аксиоматику свои построения, которые дальше оказались неправильными. Почему генетика? Дарвин, как известно, так и не сумел вывернуться из т.н. «парадокса Дженкина». Дженкин был простым английским инженером, который задал совершенно детский вопрос: «Неким спонтанным образом, как и положено по теории, появился некий полезный признак. (Сейчас мы знаем слово «мутация», но тогда слова этого не было. Слова не было, но признаки были!) Почему этот признак в следующих поколениях не размывается, грубо говоря, не разбавляется?». Как и положено английскому джентльмену, Дженкин сформулировал этот вопрос в виде вполне расистской истории: «Представим себе некий тропический остров, на котором живут негры. Вот произошло кораблекрушение, и на остров попал замечательный английский моряк, который обладает замечательными качествами. Естественно, все женщины острова – его, и дальше, в следующем поколении, остров населен сплошь мулатами, которые промежуточны по своим характеристикам. В следующем поколении они должны становиться темнее, т.к. он – один, в следующем – еще темнее. Еще через несколько поколений от моряка ничего не остается, и весь остров возвращается в прежнее первобытное состояние. Как вы из этого будете выкручиваться?». И Дарвин на этот простой вопрос, как известно, ответить не сумел. Это странно для нынешнего девятиклассника, который, как известно, приступает к изучению раздела эволюционной теории, когда он уже знает о структуре клетки, о хромосомах, о том, что наследственность имеет материальные носители, которые записаны дискретно. Собственно говоря, это и есть ответ, в одно слово – «потому что наследственная информация дискретна». Все, ответ исчерпывающий. Все научное сообщество никаких представлений о механизмах наследственности в то время не имело вообще. И поэтому наследственность представлялась им континуумом. Кровью, которую можно разбавлять, которой можно манипулировать и прочее.
Дарвину эта ситуация не нравилась ужасно. Для того чтобы выкрутиться из парадокса Дженкина - признаки же появляются, они не растворяются, неким образом фиксируются! – чтобы объяснить нормальную картину, в противовес этому простенькому вопросу, ему пришлось допустить наследование приобретенных признаков. Дарвину ужасно не нравилось наследование приобретенных признаков, но по-другому выкрутиться из этого парадокса он не мог. Причем, поскольку «Происхождение видов» выдержало несколько изданий, и это были не просто переиздания, Дарвин каждый раз вносил коррективы в соответствии с новой информацией, которая накапливалась. Так вот, момент наследования приобретенных признаков просто усиливался от издания к изданию. Дарвину не нравилось, но деться некуда, приходится это допускать. Потом появляется товарищ Вейсман с его мышами, рублеными хвостами и всем прочим, непрерывной зародышевой плазмой… Генетики говорят: «Извините, но это не работает. Не наследуются приобретаемые признаки». Самое любопытное, что Дарвин держал в руках ответ! Как известно, Мендель прислал ему свою книжку, в которой содержался этот ответ в одну фразу на парадокс Дженкина. Но Дарвина она не заинтересовала, книжка так и осталась неразрезанной. К началу ХХ века переоткрываются законы Менделя, возникает нормальная генетика. Все это осложняется ситуацией с Вейсманом, генетики говорят, что «как-то все не так». Потом дальше оказалось, что, наоборот, все нормально, на синтезе классического дарвинизма и нововозникшей генетики как раз и возникает синтетическая теория эволюции, собственно говоря, синтез это и есть – эволюционная теория и генетика. И все становится прекрасно и замечательно. Это с генетиками. А теперь – палеонтологи. Опять надо вспоминать, в каком историческом контексте создается дарвиновская теория. Во-первых, над всеми нависала тень Кювье с его катастрофами. Любой естествоиспытатель знал, что ископаемые организмы в земных слоях располагаются, во-первых, дискретно, во-вторых, фауны отличаются друг от друга. Для того чтобы объяснить, каким образом происходит эта смена, Кювье, как мы помним, допускал катастрофы – что один набор фаун уничтожается некой всемирной катастрофой, и дальше они появляются заново неким образом. Вот, например, был Великий Потоп. Но, когда этот Великий Потоп один, это прекрасно, а фаун-то много… Когда ученики Кювье, стоявшие на тех же позициях, начали просто переводить в счетные вещи, получалось, что такого рода катастроф с уничтожением фауны и возникновением ее заново становится то ли 28, то ли 29. На этом месте картинка как-то совсем теряет красоту, с точки зрения религиозных воззрений это еще хуже получается, и поэтому было понятно, что это не очень-то работает. В любом случае, в этот момент в естествознании торжествует парадигма, которая формулируется как «природа не делает скачков». Лайель, отец современной исторической геологии, один из учителей Дарвина, формулировал это в явном виде, в виде актуализма, что «в прежние эпохи действуют те же законы природы, что и сейчас», т.е. мы можем допускать, что там были какие-то другие вещи, но by default мы должны принимать, что в прошлом действуют те же законы природы, что и сейчас. Вот когда совокупность фактов, имеющихся в нашем распоряжении, не допускает объяснения их с нынешней точки зрения тем набором законов природы, которые у нас действуют сейчас, вот тогда можно допускать что-то новое. Иначе товарищ Оккам, вооруженный своей бритвой, выразит нам свое неудовольствие по этому поводу.
Отлично. Природа не делает скачков. Весь эволюционный процесс очень-очень равномерен, очень-очень не торопясь накапливаются мелкие изменения, которые, в конце концов, аккумулируются и приводят к крупным результатам. Картинки филогенетических древес, которые, наверное, вы помните по ХIХ веку, во всяких учебниках выглядят примерно так. Вот дерево, оно ветвится, вот как-то так расходятся ветки - общий предок, распадается на две группы, следующая группа распадается еще на две, и вот это идет, медленно и неторопливо. Вот шкала времени на этом месте. Тут палеонтологи сразу начали говорить: «Позвольте, но, если у вас эволюционный процесс столь равномерен, как вы утверждаете (причем вы это не выводите как некое индуктивное обобщение реально имеющегося материала. Вы это выводите «из головы», чисто дедуктивно, что природа не делает скачков. А почему она их не делает? Откуда вы это взяли?), если бы природа не делала скачков, и процесс шел так, как вы его объясняете, у вас – внимание! – переходных форм всегда было бы больше, чем терминальных». Ну, насчет того, что никаких переходных форм нету, что это выдумки эволюционистов, это все из разной паранаучной литературы слышали, это, конечно, полная чушь, переходных форм более чем достаточно, на самых разных уровнях, но их по-любому на порядки меньше, чем их должно было бы быть, если бы эволюционный процесс был равномерен. Они есть, но их явно недостаточно. И на этом месте, в точности, как с парадоксом Дженкина и необходимостью ввести ради этого наследование приобретенных признаков, Дарвину, чтобы выкрутиться уже из этой неприятности (почему переходных форм меньше, чем терминальных?), – ему пришлось апеллировать к неполноте палеонтологической летописи. И он записал английским по белому, что, «если кто-то полагает, что палеонтологическая летопись катастрофически неполна, да, там можно поймать некие представления о живых организмах прошлого, но, тем не менее, палеонтологическая летопись неполна катастрофически, невосполнимо, и те читатели, которые полагают, что палеонтологическая летопись хоть сколь-нибудь адекватно отображает ход прежней истории, они могут закрыть мою книжку на этом месте и дальше не читать».
Такое сильное заявление. Палеонтологи на этом месте сказали, что – понятно, что летопись сильно неполна, понятно, что нам достается ничтожная часть от организмов, которые были; что у нас есть по экологии группы организмов, которые никогда не попадут в летопись, для этого нужно какое-то совсем уж сумасшедшее сочетание случайностей, но нельзя же говорить, что этого нет вообще! Но, обращаясь к аналогии с историей: понятно, что летописи неполны, что летописцы врут- кто-то по незнанию, кто-то сознательно, многое утрачено, - но из этого же не следует, что у нас нет никакой писаной истории! В истории есть раздел, который называется «Критика источников», каким образом из рваных и противоречащих друг другу свидетельств можно, складывая их в кучу, при этом часть отметая, часть взаимно контролируя, из этого делать более или менее внятную картину писаной истории. Абсолютной аналогией «Критики источников» в палеонтологии является раздел «Тафономия», который изучает именно неполноту палеонтологической летописи, закономерность формирования палеонтологической летописи, т.е., каким образом, грубо говоря, давать «упреждение на ветер», что отражается лучше, что отражается хуже, т.е. это – абсолютная аналогия «Критики источников». Иван Антонович Ефремов, который части из вас, наверное, знаком как писатель, был очень крупным палеонтологом и свою госпремию получил вовсе не за литературные заслуги, а за книжку «Тафономия».
Переходные формы принципиально редки. Слои, наборы ископаемых, в общем, преемственны, но отчетливо разные. Прямых переходов, где про каждый вид можно сказать, как он превращается в другой, такого нет. Что-то тут не то. И вот если возражения генетиков удалось снять в 20-30-е годы ХХ века, то эта задача продержалась до конца 60-х – начала 70-х годов. Решением ее было – что надо просто пересмотреть исходную посылку, из чего следует, что – да, природа не делает скачков, в том смысле, что не получается такого, что сегодня все вокруг – голосеменные, а завтра проснулся – все растения цветковые. Такого, конечно, не бывает, но, тем не менее, что эволюция существенно неравномерна, это ни из чего не следует. И, соответственно, в конце 60-х – начале 70-х палеонтологи Элдридж и Гулд выдвинули теорию «прерывистого равновесия». Прерывистое равновесие состоит в том, что, в действительности картинка у нас не такая, это не равномерный процесс, а существуют периоды стазиса, когда с таксонами ничего не происходит, чередующиеся с периодами резких взрывных изменений. И на этом месте дендрограммы приобретают вот такой вид. Происходит нечто быстрое, практически мгновенное с точки зрения геологической - понятное дело, что речь все равно идет об очень долгих эпизодах с обыденной точки зрения, - после чего следуют периоды стазиса, когда все стабильно и ничего интересного не происходит. Элдридж и Гулд выдвинули эти построения, изучая очень хорошо известные к тому времени разрезы в восточноафриканском озере Туркана. А изучены они были очень хорошо, потому что это та самая Восточная Африка, которая является районом происхождения человека. Просто там очень много копались и сопутствующие разрезы изучали на сопутствующую фауну, датировки и прочее. И там очень хорошо была изучена седиментология – т.е., как идет осадконакопление, темпы его устанавливались очень хорошо, и получалось, что можно показать, что темпы осадконакопления одинаковые, толща формируется с одинаковой скоростью, а в видах существующих там моллюсков происходит отчетливое чередование того, что предсказано. Очень быстрые изменения, причем разнонаправленные, чередуются с периодами стазиса. В тот момент – 70-е годы – это было не очень известно, поэтому теория прерывистого равновесия не всем понравилась, и там был такой отходной момент, что мы переоцениваем равномерность природных процессов, которые при этом происходили. Что на самом деле все было не так равномерно, как авторам хочется. Но сейчас с моллюсками Турканы стало все вполне ясно, потому что на помощь пришла еще одна методика. Когда мы с вами говорили о датировках, что сама по себе шкала строится по относительному датированию, т.е. по тому, как сменяются фауны, - мы не знаем, сколько времени они существуют, мы можем только знать, какая фауна раньше, какая – позже. А это делается по осадочным породам, в которых только и есть ископаемые. Между тем, радиоизотопное датирование делается только по изверженным породам. Т.е. когда речь заходит о датировании радиоизотопии осадочных пород, это означает, что в этих осадочных породах содержатся фрагменты изверженных, с которыми мы и работаем. В последнее десятилетие точность, с которой физики научились работать с материалом на предмет радиоизотопии, возросла очень сильно, а главное – научились работать с очень маленькими дозами вещества. Поэтому оказалось возможным датировать вулканические пеплы. А это довольно сильно поменяло картинку - районы, где есть активный вулканизм, это как у вас есть бассейн, в котором идет осадконакопление, и где мы получаем фауну, которую можно привязывать к относительной шкале. При этом вулканический пепел летает везде, он опускается и там тоже. Раньше как? У вас идут слои осадочных пород, потом они – слава тебе, Господи! – именно в этом месте мира перекрыты изверженной породой. И мы теперь знаем, что вот такие-то и такие-то географические свиты, такие-то ярусы не старше, чем такое-то время. Там все привязки были: не старше такого-то и не моложе такого-то. Когда начались датировки по вулканическим пеплам, стало возможным конкретно говорить, что на самом деле вот эта геологическая структура, эта свита, этот ярус имеют вот такой конкретный возраст. Естественно, плюс-минус статистическая ошибка. Соответственно, моллюски Турканы были проверены на этом месте, и все оказалось именно так, как предполагалось, – что все природные процессы шли очень равномерно на этом месте, а виды на этом месте менялись то быстро, то медленно. Эта картинка действительно дает ответ на вопрос, почему у нас принципиально редки переходные формы. Потому что практически все, что мы имеем, - это виды периода стазиса. Застать период этих взрывных изменений чисто по теории вероятностей очень трудно, кроме некоторых отдельных случаев.
Все вроде встало на места. Еще раз: теория «прерывистого равновесия» - это не что-то отдельное, противостоящее синтетической теории эволюции, а это просто некоторое уточнение и модификация общей картинки, которая объясняет некоторые существовавшие несообразности. Но на этом месте, естественно, возникает первый вопрос:
в старой картинке все понятно, там все равномерно, потому что «природа не делает скачков». А в вашей картинке почему вдруг они местами не меняются вообще, а местами вдруг начинаются резкие, непредсказуемые, кратковременные изменения, когда и получается все реальное разнообразие?
На этом месте наиболее продуктивные данные были получены, с одной стороны, палеонтологами, и с другой стороны – кое-какие результаты, которые имеют отношение к современным экологическим наблюдениям. Есть такой штамп, что эволюция идет так быстро, так быстро накапливаются изменения; на самом деле, она должна идти гораздо медленнее. Так вот, по данным эволюционной генетики, изменения должны идти гораздо быстрее, чем они идут. Т.е, реальные темпы эволюции в действительности гораздо медленнее, чем данные эволюционной генетики. Это должно быть понятно из экологических соображений. Вы встроены в экосистему. Вы связаны целой кучей экологических отношений с окружающими вас видами. Поэтому изменения, которые происходят у вас, в вашей популяции, и которые создают вам определенные селективные преимущества, они совершенно «не в масть» всем, кто вас окружает. Все прочие элементы экосистемы всеми силами репрессируют подобные изменения. В нормальных условиях идет очень неторопливая, т.н. «когерентная» эволюция, в терминах Валентина Абрамовича Красилова. Т.е. все более тонкая нарезка экологических ниш. Как в современных тропических лесах. Вчера там было 300 опылителей у соответствующего рода орхидей среди соответствующей группы бабочек, а завтра их стало 320. Они немного поделили время активности, чуть сдвинув ее из сухого сезона в мокрый, вот и все. Изменения, которые принципиально ничего не затрагивают. Но процесс-то стохастический, когда у нас возникает ситуация с появлением изменений в нескольких группах, у экосистемы просто не хватает «рук», чтобы репрессировать все эти изменения сразу. И кто-то вырывается вперед. И вот здесь возникает ситуация автокаталитической петли. Вид или некоторая группа на этом месте получает некоторые преимущества и начинает разваливать структуру экосистемы. На этом месте все другие виды, связанные с ним эволюционными связями, которые входят в его экологическое окружение, на этот момент получают шанс на гораздо более быстрые изменения. Регуляторные свойства экосистемы резко падают, и в этот момент – это очень важно! – такого рода периоды резких изменений, в соответствии с предсказаниями этой теории экологического контроля изменений, они должны не случайно распределяться среди разных, не родственных таксонов, подчеркиваю, а быть достаточно коррелированными. Все, что мы сейчас знаем по достаточно древним резким изменениям древних экосистем, приводит к тому, что – да, действительно – это так и происходит. Сбой в одном из звеньев экосистемы, разрушающий систему регуляции, провоцирует общий развал. А на этом общем развале начинаются самые неожиданные эксперименты. Из этого совершенно не следует, что это что-то хорошее. Ну, или что-то плохое, из этого тоже не следует. Просто на этом месте возникают достаточно серьезные изменения. По прошествии некоторого времени, экосистема опять входит в стабильное состояние, бОльшая часть «экспериментаторов», как и положено, гибнет на этом месте, набор новых доминирующих форм сменяется, формируется новая нишевая структура сообщества, после чего все это достаточно четко стабилизируется до следующего раза, когда возникнет следующий сбой.
Одним из самых четких и хорошо документируемых случаев такого рода эндогенного кризиса была экспансия покрытосеменных в «мелу». К ней хорошо обращаться, потому что этот процесс достаточно хорошо документирован палеонтологически. Как происходит процесс, который довольно удачно назвали «ангиоспермизацией мира»? «Ангиоспермы» - цветковые, что мезозойский мир, в основном, сформирован голосеменными, и вдруг в середине мела, на границе, разделяющей верхний и нижний мел, за геологически ничтожный срок примерно в 10 млн. лет происходит радикальная смена самой структуры растительного покрова Земли. Скорость, с которой это происходит, в свое время вынудила Дарвина назвать этот эпизод «abominable mystery» - «отвратительная тайна», потому что слишком быстро все происходит, так быстро это быть не должно! Производит впечатление какой-то катастрофы. Действительно, для участвующих в этом таксонов это была катастрофа.
Что существенно для покрытосеменных? Это группа, которая имеет некоторое количество всяких продвинутых признаков, но главное, что ее выделяет, – это коэволюция с насекомыми. Возможность энтомофилии, т.е. опыления с помощью насекомых, создает возможность точечного переноса пыльцы, и это избавляет от огромного количества «расходных статей бюджета». И, опять-таки, эти процессы взрывообразных изменений разных таксонов, надо помнить, что это всегда провоцирует изменения, начиная с таксонов, которые родственны тому, где это происходит, и кончая уже более далекими. В самых разных группах голосеменных, как выясняется, появляются отдельные признаки покрытосеменных. Не полный синдром признаков, отличающий цветковые от голосеменного, а отдельные признаки. Среди саговников, среди гнетовых, среди кейтониевых, среди беннеттитов. В самых разных группах они начинают эксперименты с этим самым точечным переносом пыльцы. Представим себе, что у некоего беннеттита образуется свита опылителей. И в это же время, что самое любопытное, среди насекомых появляются точно такие же эксперименты по созданию опылителей. Сейчас опылители, в основном, принадлежат к группе мекоптероидов; бабочки и мухи, главные опылители нынешнего времени – это мекоптероидные насекомые. Но в это время точно такие же эксперименты ведутся среди сетчатокрылых, среди равнокрылых, т.е. имитаторы бабочек возникают на этом месте в самых разных группах. Т.е. кто выполняет эту функцию, не будучи родственным здесь. Беннеттит, грубо говоря, создает «рабочие места», на них пробуется самый разный набор претендентов. Когда свита этих опылителей уже создана, ею уже нельзя не пользоваться, потому что это – ресурс, который надо использовать, ресурс используется, опять создается система рабочих мест (в наших терминах), через некоторое время оказывается, что те, кто не пользуются этим способом переноса пыльцы, они уже оказываются не в мейнстриме, глубоко на периферии. А дальше по ходу дела начинается радикальная смена структуры экосистемы, которая приводит, в т.ч., и к массовому вымиранию мезозойских групп, которые были связаны наиболее тесно с этой предыдущей экологической структурой.
То, что мы хорошо видим на палеонтологическом материале, но современные экологические наблюдения показывают, дают материалы не менее любопытные. Каким образом быстрые изменения у одного вида провоцируют изменения у других соседних? Были замечательные эксперименты: в Америке, как вы знаете, вероятно, яблок не было. Яблони туда привезли колонисты 300 лет назад. Время этого природного эксперимента можно определить с полной точностью. 300 лет назад в Америке появляются яблони. Существуют такие мушки-пестрокрылки, которые откладывают личинок в плоды разных розоцветных. Не только в розоцветные, они еще в чернику их откладывают. За 300 лет они осваивают яблоко, и на этом месте появляется один из вида пестрокрылок, которые раньше были боярышниковыми, и вот они перешли на питание яблоками. Если бы мы не знали, что процессу 300 лет, по формальным признакам этот вид спокойно был бы описан. Есть различия по биохимии, по поведению, кое-какие мелкие различия по морфологии, в общем, такой вот вид, все нормально.
Дальше все еще интереснее. У этих пестрокрылок имеются паразиты, местные группы наездников, которые откладывают яйца в личинок, которые едят эти самые плоды. Наездники идут вслед за этими самыми пестрокрылками. Но самое интересное, что на яблоко перешла пестрокрылка с боярышника, а вот наездник на нее перешел не боярышниковый, а черничный. Дальше, что опять-таки очень любопытно, яблоко – это не боярышник по размеру. Личинка живет в гораздо более глубоких слоях этого яблока. Ей в этих слоях плохо, в принципе. Но если она удалится на длину яйцеклада, то ее уже не достать никакими способами. Возникает естественный отход, но зато падает отход от заражающих ее личинок. Наездники тоже не стоят на месте. У группы наездников, которая переходит, имеется статистически достоверное увеличение длины яйцеклада. А дальше опять понятен следующий ход: если бы это были не плодовые растения (здесь, к сожалению, это нельзя воспроизвести, потому что это плодовые растения, которые находятся под контролем человека), но, если бы это была природная ситуация, то понятно, что было бы следующее. Ответ яблока. Яблоко, вовлеченное в этот процесс, тоже реагировало бы соответствующим образом. Вот вам пожалуйста, как изменения в одном из звеньев влияют на другие звенья, мы видим скорость, с которой это происходит, мы видим результаты, которые получаются, и в этом фактически лабораторном эксперименте мы видим, как возникает эта ситуация малого коэволюционного прорыва. Эти результаты были описаны лет пять назад, работа была настолько удивительна, что была перепроверена, после чего сказали, что – да, это первый документированный случай спонтанного симпатрического видообразования «на ровном месте» и провоцируемого внутренними процессами.
Поскольку речь зашла про неравномерность, про смены, про кризисы, про всякие катастрофы – убил ли динозавров метеорит и не убьет ли он нас еще когда-нибудь в следующий раз? Ответ краткий: то, чем мы располагаем, позволяет заключить, что суть – во внутренних изменениях в системе. Внешние воздействия, даже катастрофического характера, могут быть лишь камешком, роняющим лавину, «последней соломинкой, ломающей спину верблюда». Т.е. для экосистем и для биосферы, пребывающих в стабильном состоянии, все эти воздействия не опасны. Но если оно уже пребывает в состоянии внутреннего кризиса, это может спровоцировать лавинообразные изменения. Мне нравится такая аналогия: давайте представим себе, что издана историческая монография большим международным коллективом, где расставлены все точки над «ё» по поводу сараевского выстрела. На основании всех имеющихся исторических данных, все архивы всех служб рассекретили, наконец, получен ответ. Гаврила Принцип был террористом-одиночкой или он работал на сербские спецслужбы, кто стоял за сербскими спецслужбами, всю конспирологию разобрали, все дипломатические маневры всех держав вокруг этого события. Важна эта работа? Чрезвычайно! Полезная она? Очень! Имеет это какое-то отношение к причинам Первой мировой войны? Абсолютно никакого. Мы как палеонтологи занимаемся причинами этих самых кризисов. А что их спровоцировало, что стало «камешком, роняющим лавину», метеорит или извержение, сформировавшее деканские траппы, – это дело десятое. Когда такая ситуация, то это, что называется, «не понос, так золотуха», будет другой провоцирующий момент. Если экосистема и биосфера находятся в состоянии кризиса, и уже процесс пошел, как выражался Горбачев, то процесс и завершится таким большим «бемс!». А потом, конечно, все стабилизируется на новом уровне. Вот откуда, собственно говоря, по нынешним представлениям и берется эта самая «неравномерность эволюции» со всякими мелкими «отнорками» в виде редкости переходных форм, отдельности фаун слоев и всего прочего. Благодарю за внимание.
ОБСУЖДЕНИЕ
Б.Д.: Спасибо большое. Сейчас мы перейдем к вопросам. Я начну с маленького своего вопроса: сам фестиваль публичных лекций начался у нас вчера, было выступление фольклориста и антрополога Сергея Неклюдова и специалиста по эпидемиологии и доказательной медицине Василия Власова. К чему я это? В рассказе Власова звучал тезис о том что, когда идет повышение смертности, нельзя сказать, что оно идет от одного фактора, а от другого идет меньше, что, когда идет повышение, оно идет и от фактора А, и от В и от С. Это примерно о том же?
К.Ю.Еськов: Абсолютно точно. Насколько всегда можно судить, попытки найти фактор, который вызвал обрушение, - это поиски вечного двигателя, философского камня и всего прочего. Все, что мы знаем, говорит о том, что это всегда бывает сочетание факторов, каждый из которых по отдельности не фатален, а вот сойдясь в одной точке, они, как правило, все и провоцируют.
Б.Д.: Спасибо. Вопросы?
Вопрос из зала: Григорий Глазков. Большое спасибо за лекцию. Очень нравится, как вы рассказываете и как пишете, всегда с большим удовольствием вас слушаю. Мой вопрос – про самое последнее ваше замечание по поводу внешнего фактора и кризиса. Вы сказали, что «мы изучаем кризис, а что будет триггером – это нам не так важно».
К.Ю.Еськов: Это просто по другому департаменту, этим занимаются геологи, астрофизики и прочие.
Глазков: Хорошо. А кризис – это что?
К.Ю.Еськов: Понимаете, кризис, помимо всего прочего, когда идут эти лавинообразные изменения, они состоят еще и в том, что вымирает огромное количество групп, которые лучше всего были связаны с прошлой структурой экосистемы. Одна из интересных черт кризиса, которую все любят в качестве аналогии между палеонтологией и человеческой историей, – ими, конечно, надо аккуратно пользоваться, но в кризис обычно гибнут доминанты прежних сообществ, которые слагают их структуру, а вот всякие маргиналы, которые были выброшены на обочину жизни к этому времени, они все это переживают достаточно спокойно. Их это затрагивает гораздо меньше. Есть даже некоторая вероятность, что кто-то из них – реликты предыдущей эпохи – вернутся, и кто-то из них в новом качестве сумеет найти себе место в новообразующейся структуре экосистем. Но это происходит очень редко. В симптоматике кризиса – там есть шесть признаков, они расписаны, как мы смотрим по изменению состава фаун, который идет, из чего мы можем заключить, что в экосистеме все сильно неладно, - один из этих признаков так и называется - «Всплывание реликтов». Т.е. когда вдруг в существенном количестве и на существенных ролях на короткое время появляются реликты прежней эпохи. Потом они исчезают. Но не надо забывать, что, как правило, вымирание бывает компенсированное и некомпенсированное. Т.е., с одной стороны, как раз в момент кризиса, в связи с общим ослаблением регуляторных свойств системы, это как раз время всяких экспериментов, очень рискованных, когда терять нечего, собственно говоря, и возникновения большого количества принципиальных новаций. С другой стороны – это время несомненного упрощения экосистемы; что структура упрощается – это, опять-таки, точно. У упрощающейся экосистемы регуляторные свойства, опять-таки, падают. Это экологическая аксиома – чем выше разнообразие в экосистеме, тем она стабильнее и тем выше ее регуляторные свойства. В этом смысле, разнообразие для экологов вообще идет в категории «абсолютного добра». Разнообразие в находящейся в ситуации серьезного кризиса экосистеме реально падает, падение разнообразия вызывает дальнейшую разбалансировку, дальнейшая разбалансировка вызывает опять падение общего разнообразия. И до тех пор, пока «со дна не постучат», как у нас любят говорить, так все и будет. Т.е. провалы в суммарном разнообразии в момент кризиса бывают достаточно серьезными. Правда, иногда бывают артефакты счетных методик, на самом деле, если туда приплюсовать очень коротко живущие таксоны, которые в это время возникают, то картинка получается не столь ужасная, как в некоторых исследованиях по кризису. Это тот самый случай, когда говорят «Ну, да, ужас, но не ужас-ужас-ужас!» Когда 95% вымерло - но такого на самом деле реально не бывает никогда.
Глазков: Вы сейчас рассказали, как кризис протекает, как работает принцип положительной обратной связи. Вы упомянули такое понятие, как исчерпание возможностей саморегуляции, это то, с чего кризис начинает разворачиваться. Система саморегуляции начинает разрушаться, когда исчерпаны ее возможности. А как она возникает? На примере каком-нибудь, динозавров или еще каком-нибудь. Вы можете сказать – зарождение кризиса, его источник?
К.Ю.Еськов: Понимаете, вымирание динозавров – непохоже, чтобы это вообще было связано с каким-то кризисом. Группа тихо-спокойно жила, разнообразие ее падало. Ситуация с динозаврами – это ситуация с памятными нам всем арифметическими задачками на бассейн с двумя трубами. В одну втекает, в другую – вытекает. Нас интересует баланс – сколько воды в бассейне? Это зависит от того, как работают две трубы, -на «втек» и на «вытек». Вот морской кризис конца границы мела и палеогена – это момент, когда катастрофически заработала труба на «вытек». Было 50 видов планктонных фораминифер, потом дальше – бабах! – остается один на протяжении одного яруса, чуть больше 100 000 лет. И потом дальше от этой фораминиферы получается все современное разнообразие группы. С динозаврами ничего подобного не происходит. У них появляются новые формы – вымирают старые, появляются новые – вымирают старые. Так вот, если мы будем считать не масштабы суммарного разнообразия, обратимся, так сказать, от бассейна к работе трубы на вытекание, то обнаружится, что темпы вымирания динозавров на протяжении всего верхнего мела были примерно одинаковы. Собственно говоря, что произошло в маастрихте? В маастрихте вымерло семь последних видов динозавров. Ну, и что такого? Семь видов вымерло. Здесь внимание надо обращать не на то, почему вымерли эти семь последних видов - они могли вымереть по тысяче причин, - это стохастический процесс, а на то, почему никто не появлялся им на замену? Вот это существенно.
Глазков: Почему?
К.Ю.Еськов: Здесь, судя по всему, сошелся целый комплекс причин. Эволюционная фишка динозавров, делающая их царями мезозойской природы и основа их 120-тимиллионнолетнего процветания и того, что они были действительно абсолютно доминирующей группой среди позвоночных суши, - это два физиологических механизма. Очень удачная двуногая локомоция, позволяющая делать широкий шаг, это самые быстрые животные того времени. В некотором смысле, это абсолютное оружие – хищный двуногий динозавр вроде тирекса, но их там большое количество было. Вот среднестатистический волк среднестатистического оленя не догоняет. Поэтому он должен выбирать детенышей, больных и прочее. Среднестатистический тирекс любого игуанодонта и других, подобных, соответствующего размера, достает в тот момент, когда видит. Поэтому для травоядных возможны только пассивные стратегии защиты – уходить в воду, обрастать всякими панцирями и шипами, просто колоссально увеличивать размеры. И вторая физиологическая фишка динозавров – это инерциальная гомойотермия. Они были не теплокровными, как птицы и млекопитающие, но и не хладнокровными, как нынешние рептилии. Зачем динозавру надо быть огромным? Потому что в условиях очень ровного теплого климата можно поддерживать высокую температуру тела – а высокая температура тела нужна, чтобы запускать процессы в красной мускулатуре, которая вам позволяет кислородную биохимию, и для этого вам нужна температура не ниже 36о. Для того чтобы поддерживать эту температуру, вы тратите 9/10 той пищи, которую вы съедаете. Она идет просто на ваш обогрев. Ящерица этого не делает, она очень экономна, она тратит в 10 раз меньше еды, чем мышь соответствующего размера, но зато не работает на этом красная мускулатура, она может работать только на рывке. Так вот, динозавр, имея соответствующий размер, и обитая в соответствующем климате, может быть теплым, как мышь, а есть мало, как ящерица. Великолепный механизм, да? Только климат портился на протяжении верхнего мела, и в маастрихте жахнуло похолодание. Не какое-то оледенение, просто похолодание. Но при серьезном похолодании термическая инерция начинает работать против вас - и этот замечательный механизм рушится. А момент перехода от сократического режима к геокритическому, т.е. уменьшается количество мелководных морей, за счет этого – континентализация климата, по-другому располагаются материки, сменяется система океанических течений, значит, климат становится другим, т.е. начинается переход от термоэры к криоэре. Это внешние климатические вещи, динозавры бы их пережили, надо полагать. К этому времени у них было несколько запасных вариантов с маленькими динозаврами – те вполне активно в этот момент появлялись в мелу.
Но в этот момент началась перестройка уже в сообществе позвоночных. В сообществе позвоночных в это время появляются млекопитающие. Опять-таки, есть такой штамп, что мезозой – это время динозавров, а кайнозой – время млекопитающих. На самом деле, млекопитающие и динозавры появляются практически одновременно, в конце триаса. Динозавры немного помладше. 120 млн. лет они спокойно сосуществовали, бок о бок. Динозавры занимают крупный размерный класс, млекопитающие – мелкий размерный класс. Фактически, они формируют «параллельные миры», как сейчас сказали бы. То, что млекопитающие не выходят в крупный размерный класс, это всем известно, все это помнят. Но почему-то никто не обращает внимания на то, что малый размерный класс столь же эффективно «закрыт» терраморфами от динозавров, как крупный размерный класс закрыт для терраморфов. Что млекопитающие точно так же не пускают динозавров в малый размерный класс. К концу мела, когда появляются настоящие перьевые млекопитающие, современные сумчатые плюс плацентарные, у них принципиально другой уровень обмена веществ, этот уровень обмена веществ позволяет впервые приступить к последовательному питанию растительностью. До этого тоже бывали мультитуберкуляты, по всем признакам они были растительноядными. Но они питались, видимо, всякими плодами, это отдельная вещь. Настоящая фитофагия возникает как раз в это время. На этой настоящей фитофагии в сообществе позвоночных возникает в качестве регуляторного блока блок хищников. Это были представления, что возникшие млекопитающие могли есть детенышей динозавров, и все говорили: «Ну, мало ли что могло быть!» Но вот лет пять назад было замечательное открытие китайское, когда самое крупное по нынешнему времени мезозойское млекопитающее (самое крупное – это метр), это уже такая собачка, и в районе, соответствующем желудку – косточки маленького детеныша протоцератопса. Вот, медицинский факт – ели! Никуда не деться.
Ну, ели и ели, мало ли чего! Но когда в одной точке сходятся несколько таких факторов… Каждый из них не фатален, динозавры, наверное, выкрутились бы. Но, когда все сошлось в одном месте, для динозавров это оказалось печальным. Другое дело, что динозавры, к которым привлечено все внимание публики, «в экономике природы» никакой роли не играли. Ну, да, некоторое количество крупных позвоночных, самая макушка трофической пирамиды. Исчезновение динозавров ничего фатального не несло. Изменения были более серьезные. С этими провоцирующими воздействиями: сейчас понятно, где проходит граница, – иридиевый слой, 67 млн. лет назад ударил астероид. Вроде все договорились, что это Чиксулубский кратер на Юкатане. Хорошо, договорились. Там происходят всякие кошмарные жуткости в пацифике. У нас на Дальнем Востоке есть такая Цигаянская свита. В ней не обнаружено иридиевого прослоя, мы с вами говорили про вулканические пеплы, помните? - по которым сейчас можно датировать. Вот Цигаянская свита прорезана вулканическими пеплами, которые имеют абсолютно тот возраст, который нужен, те 60 млн. лет. Цигаянская свита – это самое мелкое стратиграфическое подразделение, которое бывает. С этой Цигаянской свитой билось некоторое количество международных коллективов палеоботаников и прочее. Проблема в том, что не происходит ничего. Как говаривал Дракон: «Когда не происходит ничего, совсем ничего!» Вот должна быть граница первого порядка, а ее нет. Для концепции глобальных изменений, провоцируемых астероидным ударом, это скандальная вещь. Невероятные усилия были приложены, чтобы хоть как-то ее поделить. Ну, поделили ее в итоге. Причем занимались этим ведущие палеоботаники - и макроостатки, и споры, пыльца... Удалось поделить, дико напрягаясь, на верхнюю и нижнюю Цигаянскую свиты, граница первого порядка проходит внутри! Т.е., в реальности не происходит ничего! В каждой науке есть такие «скелеты в шкафу», на которые не научное сообщество в целом, а сторонники «мейнстримной теории» могут закрывать глаза. Но сейчас обнаружилось, что свит этого возраста – поскольку это пеплопат, то это хорошо датируется, там активный вулканизм как раз по тихоокеанскому побережью, пепел сыпался много где – и сейчас найдено с полдюжины таких свит, в Китае, Корее, Японии. Непосредственно на Аляске этого нет, но там это хорошо поджато более или менее синхронными свитами. Т.е. становится понятно, что в пацифике в это время не происходит вообще ничего. И, опять-таки, из этого следует, что очень серьезные изменения могут начинаться с одного места, с приатлантической территории. Спровоцированы они астероидным ударом, не спровоцированы – это отдельная вещь. Но когда у вас действительно идет разбалансировка всей системы, то через некоторое время изменения непосредственно докатятся и до достаточно удаленных уголков планеты. «Непосредственно» - это в первые существенные единицы миллионов лет, понятен темп процесса? Когда говорят, что изменения были быстрыми, практически мгновенными, почему-то думают, что это дни-месяцы-годы. «Мгновенные» с нашей точки зрения – это меньше миллиона лет.
Вопрос из зала: Кирилл Юрьевич, спасибо за реплику о маргиналах, о возможном их эволюционном преимуществе. У меня два вопроса, может быть, связанных. Эти периоды «спокойного развития» и «взрывного видообразования» - какая-нибудь периодичность замечалась, или там все фрактально; как вообще в природе чаще бывает?
К.Ю.Еськов: Попытки привязать их к галактическому году, к обращению всяких космических тел, даже к некоторым событиям, которые происходят внутри планетарного ядра – попыток этих десятки, если не сотни, и ни одна из них сколь-нибудь убедительной не была. Кого-нибудь осеняет: «А вот вроде бы периоды вымирания довольно неплохо накладываются на этот график!» «Довольно неплохо» они накладываются на первый взгляд, если «это берем, это не берем, а в это селедку заворачиваем». Как только оппоненты начинают говорить: «А почему у вас этот кризис? А почему у вас период этого кризиса сместился на 15 млн. лет назад, а вот этот кризис сместился на 6 млн. вперед? А почему?.. А почему?..» - все это рассыпается в песок. Да, попыток было множество, и что-то подсказывает, что это – очередные поиски вечного двигателя и философского камня.
Реплика: Понятно. Получается, что здесь все фрактально и естественно?
Б.Д.: А при чем тут «фрактально»?
К.Ю.Еськов: Про фрактальность не очень понятно.
Реплика: А это очень просто. Природа очень любит фрактальность и самоподобие. На разных уровнях масштаба - и временного, и пространственного.
Б.Д.: Что-то мне это напоминает тезис о том, что «природа не любит пустоты».
Реплика: Нет, это чистая эмпирика.
К.Ю.Еськов: Ну, понято.
Реплика: Т.е. слишком сильных закономерностей найдено не было?
К.Ю.Еськов: Непохоже.
Вопрос из зала: В связи с этим второй вопрос: никаких идей хотя бы математического моделирования этих процессов не было?
К.Ю.Еськов: Вообще моделирования эволюционных процессов попыток было множество, но убедительными каждый раз результаты кажутся только авторам соответствующей модели. Слишком сложный процесс, слишком много компонентов и слишком много обратных связей. Очень сложно. Четыре типа процессов в принципе существуют. Броуновский процесс, где все стохастично и непредсказуемо. Лапласовский процесс, где предполагается полная детерминированность: если у вас демон Лапласа знает положение всех молекул Вселенной в соответствующий момент времени, то мы можем, соответственно, реконструировать как назад, так и вперед, что будет со Вселенной. Абсолютная детерминированность. Есть марковский процесс, когда у вас состояние зависит от предыдущего, но не зависит от пред-предыдущего. И, наконец, дарвиновский процесс, это ляпуновская классификация, где есть гистерезисная преемственность, где состояние системы от пред-предыдущего зависит сильнее, чем от предыдущего. Грубо говоря, мы можем с очень высокой вероятностью, с достаточной уверенностью на самом деле, утверждать, что в дальнейшей эволюции позвоночного у него не появится наружный скелет, у млекопитающего не появятся жабры. Вот такого рода утверждения мы можем делать достаточно быстро. Но вот предсказать появления у крыс стайной социальной организации или у австралопитеков – гигантского мозга, на тот момент, ни зачем не нужного, что делает крысу – крысой, а человека – человеком, - мы не можем. Попытки моделировать такого рода процесс, этим ведь в 60-е годы, в период увлечения всеми этими вероятностными делами, внедрением математики, этими моделями занимались не кто-нибудь, а Ляпунов и Колмогоров. У титанов ничего не получилось. И у меня есть подозрение, что дело тут не в скорости и быстродействии ЭВМ, а в неких принципиальных ограничениях. Вероятно, это все-таки принципиально несчитаемый процесс.
Б.Д.: Кирилл, а все-таки статус утверждений вроде «Эволюция равномерна», «Природа не терпит пустоты» - есть ли смысл вообще с такого рода утверждениями работать, или есть смысл заведомо за рамки науки все-таки их убирать?
К.Ю.Еськов: Нет, ну разумеется, вы для начала всегда формулируйте аксиоматику. Лучше, когда аксиоматика формулируется ясно и внятно, чем, когда она «заметается под коврик», а когда дальше докапываются, то: «Нет, но это же все знают, что природа не делает скачков /не терпит пустоты!» На мой взгляд, это должно быть прописано. Опять-таки, когда вы решаете геометрическую задачу, вам не обязательно записывать весь набор утверждений, что «через точку, лежащую вне прямой, можно провести только одну прямую, параллельную…» Понятно, что вы это держите в мозгах. Но в некоем месте это прописано вполне определенно. Да, я считаю, что аксиоматика должна формулироваться, несомненно. Хотя это именно аксиоматика, которая, в общем, ни из чего не следует. Насколько я понимаю, закон сохранения энергии ведь ни из чего не следует?
Б.Д.: Хорошо. А вы бы могли сформулировать то, как вы видите на сегодняшний момент аксиоматику теории эволюции?
К.Ю.Еськов: Вы знаете, я занимаюсь вполне конкретными аспектами теории эволюции. За пределы моего «лейтенантского КП» не буду вылезать. Действительно, идет колоссальный прирост знаний, во всякой «молекулярщине», во всем прочем, за этим уже следить не очень получается. Я знаю отдельные положения, которые касаются моего материала. Вся картина оказывается гораздо сложнее, чем казалось…
Б.Д.: То, что вы говорите, это, скорее, теорема, скорее, все-таки утверждение, которому находят доказательство. Я же спросил об аксиоматике.
К.Ю.Еськов: Аксиоматика на совсем общем уровне – да. Что селекционизм никуда не девается. Эта та самая черчиллевская ситуация, что «демократия – это самый отвратительный общественный строй, исполненный всяческих пороков, если не считать того, что остальные еще хуже». Модифицированная синтетическая теория эволюции, приправленная «прерывистым равновесием», элементами эпигенеза, всем, что на нее навешено. По нынешнему времени – это вот такая «мейнстримная демократия». Есть, конечно, очень забавные маргинальные течения, интересна, конечно, всякая скачкообразная эволюция… Но не очень как-то это убедительно. Еще раз: синтетическую теорию оппоненты подвергают критике, во многом - справедливо. Но во всех конкурирующих моделях дырок еще больше. Это просто наиболее внутренне непротиворечивая рабочая программа.
Б.Д.: И все-таки это не аксиоматика.
К.Ю.Еськов: Нет, это не аксиоматика…
Б.Д.:
- Это, скорее, «вывод из».
К.Ю.Еськов: На том уровне, что процессы случайные, что процессы порождаются, при этом порождают большое количество положительных / отрицательных обратных связей, на которые следует обращать внимание.
Б.Д.: Да, это понятно.
К.Ю.Еськов: Наследственная информация дискретна. Все как было, так остается. Все закономерности, которые существуют, носят не абсолютный, а статистический характер. Поэтому апеллировать «а вот в этом конкретном случае у нас так» - не очень правильно. Как известно, пример может быть опровержением, но не может быть доказательством.
Вопрос из зала: Здравствуйте. Спасибо большое за прекрасное представление теории прерывистого равновесия, но мне представляется, что это не одна из загадок, которые могут объяснить эволюцию. Легко наблюдать какие-то признаки с точки зрения биолога, но под этим лежит очень сложная биохимическая составляющая…
К.Ю.Еськов: Конечно, конечно.
Вопрос из зала: …которая с помощью этих мутаций, с которых вы так легко перескочили, очень трудно объяснима. Очень трудно объяснить точность мутаций очень сложного биохимического параметра…
К.Ю.Еськов: - Я понимаю. Именно поэтому хотел бы устраниться от обсуждения деталей вот этого процесса - просто потому что это чужая для меня область, в которой кучу всего понаоткрывали за последнее время, и я просто не хочу лезть в область, в которой я не компетентен.
Вопрос из зала: Лев Московкин. Как интерпретируется сейчас то, что вы любите говорить, но сегодня не упомянули? Параллелизм признаков зверозубости у динозавров, цветковости - у растений, и от чего больше зависит перемена наших представлений об эволюции – от новых данных или от изменений самого сознания? И я присоединяюсь к похвалам, лекция, действительно, совершенно блестящая, я получил много удовольствия, вы, безусловно, талантливый популяризатор, кроме того, что ученый. Это очень важно. А что касается биохимического и других уровней жизни – у меня не более чем впечатление: те же закономерности работают на всех уровнях, вплоть даже до экономики. Спасибо.
К.Ю.Еськов: Да, разумеется, изменение общей картинки от того, как возникает новый таксон более высокого ранга, - это в значительной степени смена именно парадигмы, я согласен. Помните картинку в учебнике по биологии – по плоскости расположено такое филогенетическое ветвящееся древо, вот одна из веточек вдруг поднимается наверх, из рептилий получаются млекопитающие, вот они набирают мамальные признаки, которые отличают мамалий от рептилий, дальше она выходит в новую адаптивную зону, дальше начинается идиоадаптация… В школьной программе было, не надо отводить глаза! Вы просто забыли. Соответственно, по нынешнему времени, когда произошел колоссальный прирост палеонтологического материала, стало понятно, что это не так. Что эта картинка действительности не соответствует. В действительности нет этого однократного набора всех признаков сразу, а вместо этого всегда идет пучок родственных в той или иной степени форм, которые набирают постепенно вот этот синдром признаков. В некоторых из этих ветвей синдром набирается неполный, а в некоторых набирается полный синдром. И с точки зрения экосистемы и биосферы абсолютно без разницы, какая из этих веток – я люблю эту аналогию: природа отдает заказ нескольким конструкторским бюро, дальше они начинают околоконструкторские разработки, дальше – стендовые испытания, и в итоге только одна или две машины идут «в серию». Во всех группах таксонов, для которых есть приличная палеонтология (просто она есть не для всех групп), получается, что картинка бывает именно такая. И, понятное дело, как мы объясняли, несомненно – изменения в одной группе провоцируют изменения у соседних. Как это и обсуждали на примере покрытосеменных и насекомых. Что разные группы голосеменных с появлением насекомых-опылителей начинают использовать этот ресурс, и каждое следующее изменение в этом направлении, по пути, который уже кто-то прошел, становится все более и более вероятным. Вот, собственно говоря, и ответ на мучивший всех долго вопрос о направленности эволюции. Откуда берется направленность эволюции? Именно отсюда она и берется. Как только кто-то начинает сколь-нибудь успешно двигаться в этом направлении, все остальные начинают это просто копировать на своем уровне, несколько другими способами. Обращаясь к нашей ситуации: страна Япония начинает копировать западные демократические механизмы для устройства общества. Понятное дело, что японское общество - совершенно другое по основе, и по нынешнему времени оно сильно отличается от европейского, американского и всех прочих, но в ряде существенных черт – да, это примерно то же. В некотором смысле, насколько я понимаю, это может быть даже не аналогия, а гомология. Если кто-то успешен, дальше это провоцирует другие таксоны на изменения примерно в том же направлении, а отсюда и направленность. Но еще раз – да, я согласен с тем, что это в значительной степени вопросы парадигмы. В принципе, имеющиеся факты можно разложить и в другую модель. Но вот эта модель, которая сейчас излагается, она представляется наименее противоречивой. Понятное дело, что дальше возникнут другие модели.
Вопрос из зала: Вы очень подробно объяснили, почему кризисы охватывают представителей разных групп, обитающих совместно. Но почему кризисы имеют место быть одновременно в разных местах? Мы видим, что есть геологическая периодичность, которая захватывает разные континенты; отчего это происходит?
К.Ю.Еськов: Вообще-то говоря, поскольку нововозникшие успешные формы, переформатировавшие свою систему, просто тупо расселяются в другие области…
Вопрос из зала: Это единственная причина?
К.Ю.Еськов: Думаю, что да. Нет, не только. Если процесс ангиоспермизации, о котором мы говорили, он идет в разных точках. Но это опять та самая ситуация, когда «кризис назрел». К этому времени разнообразие голосеменных и уровень их развития таков, что заняться экспериментированием с точечным переносом пыльцы можно в самых разных местах. Собственно, этим и занимаются… Это не то, что некий таксон низкого ранга «made in Europe» быстренько добегает до Китая. Нет, в Китае в это время идут свои эксперименты в этой области. Именно на уровне этих проангиоспермов, проимитаторов-опылителей. Но эксперименты-то идут! Но та группа, которая наберет полный синдром признаков и добежит до финиша, конечно, получит очень крупные преимущества по сравнению с теми, кто вел эксперименты в других областях. Гавайское королевство вело достаточно успешную вестернизацию, как вы помните, но по ряду причин не успели, а кто не успел, тот опоздал. Ну, и результат понятен.
Вопрос из зала: Можно, я вернусь к своему вопросу: но все-таки, тогда почему в Европе и в Китае разбалансировка происходит единовременно?
К.Ю.Еськов: Она происходит единовременно в нашем масштабе времени! «Единовременно» - в смысле, то это происходит на протяжении верхней юры, но это, на минуточку, миллионов 15! Нам хватит.
Вопрос из зала: Еще раз Григорий Глазков. У меня такой эпистемологический вопрос про парадигму. Действительно, смотря какими глазами смотришь на одни и те же процессы, укладываешь их в разные схемы, но не секрет, что теория эволюции, дарвиновская теория возникла в разгар свободного капитализма, и поэтому отношение к конкуренции в это время было таким, которое позволяло увидеть конкуренцию в живой природе. Когда вы сейчас излагали многие процессы, происходящие в живой природе, я как экономист на это сразу включаюсь, но вы приводили в качестве аналогии процессы в политических системах…
К.Ю.Еськов: Все это надо делать предельно аккуратно!
Вопрос из зала: Что именно: параллели проводить?
К.Ю.Еськов: Конечно.
Вопрос из зала: Аккуратно - в том смысле, что не стоит их в качестве аргументов использовать.
К.Ю.Еськов: И надо все время думать: это аналогия или гомология? Бывают и гомологии. Понятно, что некоторые закономерности кризиса как явления – в общем, их природа может быть едина. С соответствующими поправками, конечно.
Вопрос из зала: Из того, что вы сейчас говорите, я правильно вас понимаю, что то, что я сказал про зарождение дарвиновской теории в период расцвета рыночного капитализма, свободного, нерегулируемого, вам как-то это не очень близко?
К.Ю.Еськов: Не знаю… Как-то не очень…
Б.Д.: Я прошу прощения, но дальше возникает вопрос: надо ли из вопроса сделать следующие шаги, что, наверное, в период нового курса Рузвельта должна быть чуть-чуть другая теория эволюции?
К.Ю.Еськов: Я понял.
Вопрос из зала: Новый курс Рузвельта – это такая плесень, в хорошем смысле, пенициллиновая, в каком-то контексте, может быть, не очень приятная, но это по своему масштабу несопоставимо со сдвигом в сознании, который сопровождал возникновение капитализма как такового. Поэтому это немного разные вещи.
Б.Д.: Хорошо. Следует ли из вопроса попытка спросить, нет ли дальше за этим какого-то еще сдвига?
К.Ю.Еськов: Я понял.
Вопрос из зала: Да, я думаю, в докапиталистическую эру теория Дарвина вряд ли могла возникнуть, а в посткапиталистическую, если таковую можно помыслить, тоже может оказаться, что нет. Я просто к тому, что эпистемологические аспекты теории эволюции фундаментально важны. В этой связи к этому примыкает вопрос: я не знаю, известна ли вам т.н. «теория морфогенетических полей»? И как вы к ней относитесь? Поскольку это такой пример попытки индустриального способа посмотреть на вещи.
К.Ю.Еськов: Вы знаете, она мне, честно говоря, не очень глянулась. Не далее как вчера у нас в музее я читал лекцию, и Константин Михайлов - он палеоорнитолог, специалист по древним яйцам, очень большой специалист по физиологии - вот ему она очень нравится. Он ее связывает с эпигенезом. Если его пригласить, он, наверное, с большим удовольствием расскажет, я как-то не очень… Мысль насчет «дикого капитализма» и всего прочего интересная, но, понимаете, всякого рода интерес к оперативным стратегиям всегда был достаточно велик, на самом деле, но, если так, тогда следовало ожидать, что, когда пошли все эти игры с социальным государством и всем прочим, то следовало бы ожидать сильной модификации вот в этом направлении. Но вот как-то не наблюдается.
Б.Д.: Спасибо большое, Кирилл Юрьевич, на этом наша сегодняшняя лекция заканчивается. Я хочу напомнить, что будет еще две лекции: Александр Фридрихович Филиппов, известный социальный философ, можно сказать, - по социологии и философии действия. И будет у нас Александр Николаевич Мещеряков, которого можно будет продолжать спрашивать уже про Японию, в связи с тем, что сегодня звучало, его темой будет «Terra Nipponica: Среда обитания и среда воображения».
Еще раз спасибо.
