Рис. 27 Распространение и вымирание линий в группе трилобитов — животных, существовавших от 300 до 500 миллионов лет назад большинство наследственных линий трилобитов. Иначе говоря, структурные вариации в наследственных линиях трилобитов не оказались взаимодополняющими (комплементарными) по отношению к современным им структурным вариациям окружающей среды. Следовательно, организмы, которые образовали эти наследственные линии, не сохранили адаптации, не произвели потомства, и наследственные линии оборвались. Те же линии в которых этого не произошло, просуществовали на много миллионов лет дольше но в конце концов повторные резкие изменения в окружающей среде привели к полному исчезновению всех наследственных линий трилобитов, поскольку их члены утратили адаптацию.

Изучение ископаемых остатков и палеонтология позволяют нам реконструировать истории аналогичные истории трилобитов, для любой из известных ныне разновидностей животных и растений. В структурной истории живых существ нет ни одного случая, когда бы не выяснилось, что каждая наследственная линия представляет собой частный пример вариации на основную тему — при непрерывной последовательности репродуктивных изменений с сохранением аутопоэза и адаптации.

Заметим, что в данном случае, как и во всех других случаях, отчетливо видно, что существует множество структурных вариаций, способных производить индивидуумов, которые могут выжить в данной окружающей среде. Как было показано ранее, все такие вариации в равной степени адаптивны. Они способны обеспечить продолжение наследственных линий, к которым принадлежат, в конкретной окружающей среде, независимо от того изменяется ли она или не изменяется, по крайней мере на протяжении нескольких тысяч лет. Но этот же пример показывает, что различные наследственные линии, создаваемые разнообразными структурными вариациями, отличаются имеющимися у них возможностями непрерывного поддержания своего вклада в групповое разнообразие в изменяющейся окружающей среде Мы видим это, оглядываясь назад: существуют исчезающие наследственные линии; это означает, что присущие им структурные конфигурации не позволяют сохранить организацию и адаптацию, необходимые для продолжения их существования В процессе органичес кой эволюции все возможно, если выполняется обязательное условие онтогенеза — наличествует репродукция. Репродукция есть необходимость; в противном случае неизбежно происходит вымирание. В дальнейшем мы увидим, сколь важную роль играют эти условия в когнитивной истории живых существ.

Естественный дрейф

Посмотрим на чудесное древо органической эволюции, опираясь на следующую аналогию. Представьте себе холм с остроконечной вершиной. Вообразите, будто вы находитесь на вершине и скатываете оттуда капли воды, одну за другой, всегда в одном и том же направлении, хотя (из-за механики ваших действий) они начинают свое движение по-разному. Представим себе, что каждая скатывающаяся капля оставляет след — своеобразную запись своего спуска по склону.

Ясно, что при многократном повторении эксперимента мы будем получать слегка различные результаты. Одни капли будут скатываться прямо вниз, другие будут встречать на своем пути преграды и по-разному огибать их — из-за небольших различий в массе или начальном импульсе. Ветер может слегка меняться и вынуждать капли отклоняться от первоначального направления или двигаться по извилистой линии, кроме того, следы от предыдущих капель, оставшиеся на поверхности, сделают ее неоднородной, и так до бесконечности.

Представим себе, что мы провели серию таких экспериментов, проследив путь каждой капли, и прочертили на склоне холма все траектории так, будто все капли пущены разом. Мы получим картину, напоминающую ту, которая изображена на рис. 28.

На ней адекватно представлены траектории многочисленных естественных дрейфов капель воды по склону холма — результат различных отдельных вариантов взаимодействия с неровностями почвы, ветром и т. д. Аналогия с живыми существами очевидна. Вершина и выбранное начальное направление эквивалентны обыкновенному анцестральному организму, порождающему потомков с легкими структурными изменениями. Многократное повторение эквивалентно многим наследственным линиям, берущим начало от этих потомков. Разумеется, холм олицетворяет среду, окружающую живые существа. На протяжении истории она изменяется отчасти независимо оттого, каким образом развиваются живые существа, а отчасти зависимо от них, что в нашей модели соответствует уменьшению высоты. В то же время непрерывное скатывание водяных капель по склону холма при неизменном сохранении убыли потенциальной энергии мы связываем с сохранением адаптации. В нашей аналогии мы опустили репродуктивные стадии, поскольку в наши намерения входило представить развертывание наследственных линий, а не их формирование.

Приведенная аналогия показывает, что естественный дрейф происходит только по тем направлениям, которые возможны в каждый момент, часто без больших вариаций во внешнем виде организмов (фенотипе) и с многочисленными разветвлениями в зависимости от того, какого рода отношения между организмом и окружающей средой сохраняются. Организмы и окружающая среда изменяются независимо: организмы — на каждой репродуктивной стадии, окружающая среда — в соответствии с различными динамическими процессами. На пересечении изменчивостей организма и окружающей среды появляются фенотипическая стабилизация и увеличение разнообразия — в результате все того же процесса сохранения адаптации, а также ауто-поэз, причем результат зависит от того, когда происходит пересечение: стабилизация возникает, когда окружающая среда изменяется медленно, увеличение разнообразия и распространение — когда изменение окружающей среды происходит резко. Таким образом, постоянство и изменчивость наследственных линий зависят от взаимодействия исторических условий, при которых живут организмы, и свойств, присущих им как индивидуумам. По этой причине при естественном дрейфе живых существ возникнет немало удивительных форм, многие из которых вымрут, но целого ряда теоретически всевозможных форм мы вообще никогда не увидим.

Если мы посмотрим на траектории естественного дрейфа сверху, перед нами предстанет иная картина. Первичная форма окажется в центре, а от нее во все стороны будут отходить наследственные линии, наподобие ветвей, расходящихся от ствола и простирающихся до тех пор, покуда принадлежащие этим ветвям организмы продолжают дифференцироваться от первоначальной формы (рис. 29).

При таком подходе отчетливо видно, что большинство наследственных линий живых существ, которых мы наблюдаем в настоящее время, в самом главном сходны с первыми аутопоэзными единствами, такими, как бактерии или сине-зеленые водоросли Все эти наследственные линии имеют эквивалентные истории, берущие начало в центральной точке. Некоторые траектории удаляются от центра, образуя разнообразие многоклеточных существ. Часть из них удаляются еще сильнее, чтобы дать высших позвоночных: птиц и млекопитающих. Как и в аналогии с каплями стекающей воды, при достаточном числе случаев и при наличии достаточно большого времени могут возникнуть многочисленные наследственные линии, простирающиеся весьма далеко. Некоторые из этих линий обрываются, поскольку настает момент, как зто было отмечено в случае трилобитов, когда порождаемое репродуктивное разнообразие становится несоизмеримым с изменением окружающей среды, и способность сохранять адаптацию исчезает, так как организмы уже не способны к репродукции в данной окружающей среде.

В системе биологических наследственных линий имеется немало траекторий, просуществовавших миллионы лет с весьма немногочисленными вариациями относительно основной формы, множество траекторий, породивших новые формы, и, наконец, многочисленные траектории, которые оборвались, не оставив после себя ни одной ветви, дожившей до настоящего времени. Но во всех этих случаях наследственные линии, покуда они существуют формируются под действием филогенетических дрейфов, в которых сохраняются организация и адаптация организмов. Кроме того, эволюционный путь различных наследственных линий определяется не вариациями в окружающей среде, которые может видеть наблюдатель, а направлением на сохранение структурной сопряженности организмов в их собственной окружающей среде (нише), которую они определяют и вариации которой могут быть не замечены наблюдателем. Кто может наблюдать мельчайшие изменения силы ветра, почвы или электростатических зарядов, которые могут вызывать изменения траекторий капель воды, изображенных на рис. 29? Физик в

Вы читаете Древо познания
Добавить отзыв
ВСЕ ОТЗЫВЫ О КНИГЕ В ИЗБРАННОЕ

0

Вы можете отметить интересные вам фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.

Отметить Добавить цитату