Страница 35 - Разум природы и разум человека - А.М. Хазен - Философия как наука

            Насколько вульгаризирован даже в лучших работах “вечный” воп­рос о роли случайно­стей в эволюционных процессах видообразования на основе естествен­ного отбора покажу на примере из работы А.А. Люби­ще­­ва [84], который отно­сит­ся к классическим в биологии. Повторю здесь из моей работы [2] его ана­лиз, использу­ю­щий рассмот­рен­ные прин­ци­пы синтеза ин­формации.     

            Для того, чтобы естественный отбор мог работать, необходимы из­менения в тех частях геномов рыбы и моллюска, которые задают синтез половых гормонов и управляют чувствительностью их рецепторов. Ис­то­чником такой изменчивости может быть и должна быть слу­чай­ность.

            Однако Любищев утверждает, что ве­ро­ят­ность случайного возник­но­ве­ния гене­ти­чес­ких изменений, которые могут обес­пе­чить взаимо­сог­ла­со­ван­ность столь слож­ных действий рыбы и моллюска, исчезающе ма­ла. Отсюда он де­ла­ет вывод, что случайности не могут быть источником из­менчивости, поз­воля­ю­щей ра­ботать дарви­нов­скому отбору.

            В этом он не одинок. В литературе есть множество расчётов мно­гих авторов (на ос­но­ве самых разных при­меров из биологии), призван­ных доказать, что случайность не мо­жет быть решающим фактором в ес­тественном отборе. Однако Люби­щев, и другие (как дарвинисты, так и анти­­дар­винисты) не понимают о каких случайностях они ведут речь.

            Как подчеркивалось в предыдущем параграфе, для независимых слу­­чайностей оспаривать элементарные для теории веро­ят­­но­с­тей под­счё­ты бессмыслен­но. Но, когда их используют в биологии, то необ­хо­димо учитывать от­сутствие независимости случайных из­менений, о чём би­ологи не упоминают. Парадоксы случайностей в дар­ви­низме имеют своей при­чиной ис­поль­зование методов теории вероят­ностей при ошибоч­ной биологи­чес­кой постановке задач. Поэтому да­же такие ис­сле­до­ва­те­ли, как на­при­мер, палеонтолог С. Гоулд, хорошо вла­деющий те­о­рией ве­роятнос­тей, не находят разрешения этих пара­док­сов.

Ещё раз повторю. Дело в том, что случайностей и их вероят­но­с­тей без ограничиваю­щих условий в природе нет и быть не может. Ве­ро­ят­ность выпадения орла или решки при бросании монеты вычи­с­ли­ма и спорить о её величине нечего. При честной игре с честной монетой, ка­залось бы, все условия этим исчерпаны. Однако даже в таком прос­тей­шем случае условия существуют – бросается монета, имеющая только две стороны!  Даже редко возможный случай, когда монета сохра­нит рав­­новесие на ребре, при постановке такой задачи отбрасывается.

            Если в задаче о симбиозе рыбы и моллюска учесть специфические для неё условия, то оказывается, что генетические случайности для опи­сан­ного Люби­щевым симбиоза происходят в очень узком диапазоне ус­ловий, а вероятность их генетического закрепления с помощью естест­вен­ного от­бора близка к единице. Поясню конкретно.

            Бесспорно, что невозможно даже за всю историю Вселенной одно­моментно случайно синтезировать сразу суммарное количество инфор­мации, ответственной за существование рыбы и мол­люска. Но энтропия-информация иерархична. Системы размножения, в частности, рыб и мол­люсков есть конкретные поздние ступени в этой иерархии.

            Как отмечалось в первой главе и выше в этой главе, количества ин­формации внутри ступеней иерархии (рис. 1.6) уменьшаются по мере рос­та номера ступени  k. В эволюции систем размножения это, в част­но­с­ти, выражается тем, что мал ассортимент гормонов и нейромедиаторов, уча­ст­вующих в репродуктивных функциях у разных относительно вы­со­­ких форм жизни. На это накладываются требования принципа струк­тур­ной комплемен­тар­но­с­ти. Поэтому для групп видов живых организмов из этого небольшого ассорти­мен­та выделяется только часть. В резуль­тате велика вероятность частичной или пол­ной ак­тивности в организ­ме моллюска веществ, регулирующих раз­мно­жение рыбы, и наоборот.

            У всех форм живых организмов чувствительность внешних рецеп­торов к веществам, активным в их половой сфере, большая или чрезвы­чай­но большая (вспомните о половых феромонах, которые обна­ружены даже у человека). Поэтому близка к еди­нице вероятность того, что те ви­ды рыб, у ко­торых есть в процессах раз­мно­жения биохи­ми­чес­кие корре­ля­ции с моллюсками, будут прояв­лять к моллюскам повышенный иссле­до­ва­тель­­с­кий интерес.

            Все рыбы откладывают икру специфическим образом, например, в ил, в расщелины на дне и подобное. В этом участвуют внешние химичес­кие и механические раздражители, в конечном счёте воздействующие на нейромедиаторы, что создаёт обучение рыбы в виде условных или безус­ловных рефлексов.

            Активные в половой сфере химические вещества, как правило, на­прямую или косвенно есть важнейшие нейромедиаторы. Как отмечалось в работах [2], [3] и будет пояснено в разделе об эволюции разума этой книги, экзо­ген­ное изменение концентрации нейромедиатора может соз­да­вать имми­тацию сложнейших форм обучения без такового.

При традиционном способе икрометания некий нейромедиатор за­мыкает командой на выброс икры сложную систему превращений зри­тель­ных, температурных, хи­мических воздействий. В случае симбиоза при размножении рыбы и моллюска вся эта сложная цепочка может ока­зать­ся ненужной: одно ве­щество в ничтожной концентрации, выде­ля­е­мое моллюском на стадии соз­ревших зародышей, может сыграть прямо (или на основе короткой це­­поч­ки взаимодействий в организме рыбы) роль нейроме­ди­а­тора, который традиционно вызывал икро­ме­тание – если какое-то из веществ, выделяемых моллюском, активно у ры­бы, то оно может стать основой рефлексов, связанных с икрометанием.

Новый способ икрометания не будет сложнее, чем традиционные. Поэтому может произойти одномоментно замена места отложения икры (например, в расщелину) её выб­ро­сом в открытую полость моллюска.

И наоборот. Выброс рыбой икры в полость моллюска вводит ему в организм (непосредственно в окрестность органов, связанных с размно­же­нием) группу веществ, заведомо потенциально активных в половой сфере. Среди них случайно с высокой вероятностью может быть нейро­ме­диатор, который способен иницировать выброс зародышей моллюска. Для этого достаточно и промежуточного вещества, которое способно выз­вать в организме синтез такого медиатора.

Даже если традиционно моллюск имел другие вещества как причи­ну выброса зародышей, a механизмы и процессы для этого у него оста­лись генетически неизменными, то сам факт введения внутрь организма специфических веществ в высокой концентрации может быть достаточен для выброса моллюском своих зародышей. Промахнуться мимо тела ры­бы он не может, так как она, выбрасывая ему икру, практически пе­ре­кры­­вает всю его жаберную щель.          

Естественный отбор закрепляет всё это в данном примере с вы­со­чай­шей эффективностью, одномоментно. Достаточно случайного нич­тож­ного генетического изменения в системе нейромедиаторов, участ­ву­ю­щих в размножении рыбы или мол­люска, чтобы в первом же поко­лении произошло однозначное его запоминание. Если такой сим­би­о­з (с лю­быми издержками неоптимальности) возник, то много­кратно возра­с­та­ет выжи­ва­е­мость икринок и одномоментно по­том­ство одного моллюс­ка резко уве­ли­чивает свой ареал проживания. Уже в пер­вом поколении должны быть случайные генетические вариации, улучша­ю­щие или ухуд­шающие этот сим­биоз. Улучшающие вариации закрепляются.

            Но, несмотря на преимущества для размножения описанного сим­би­оза, ни рыбы, ни моллюски, обладающие таким симбиозом, не за­пол­ня­ют до состояния “ка­ши” реки и озера. Симбиоз, первонально обес­пе­­чи­­вающий существенные преимущества для отбора, приводит к неко­торому равновесному состоянию, определяемо­му взаимодействиями со всеми остальными факторами и обитателя­ми рек и озёр. Ни рыба горчак, ни моллюск не обладают ин­ди­видуальны­ми особенностями столь силь­ны­ми, чтобы дополнительное пре­и­мущест­во их симбиоза сделало их ос­новой фундаментального нап­равления эволюции жизни. Но, например, на клеточ­ном уровне в истории эволюции жизни на Земле таких фунда­мен­­таль­ных массово запомненных симбиозов много (пример, мито­хонд­рии). Подобные симбиозы есть ос­нова всех наиболее эффективных нап­рав­лений эволюции жизни.

            Кстати, “призовое” кратковременное использование “вновь изо­бретенного” характерно для естественного отбора почти всегда. Закреп­ление находок естественный отбор может производить с исключитель­ной эффективностью, не требуя повторения единичной случайности.

            Пример Любищева даёт выводы, совершенно противоположные тем, которые из него делает сам Любищев: в природе существует множе­ство случаев, когда случайные высоковероятные единичные малые  гене­ти­­чес­кие вариации мо­гут стать причиной закономер­ных изменений слож­­­­ней­ших взаимо­дей­ст­вий организмов и видов между собой или внут­ри организмов. Внешние проявления этого ка­жут­ся чело­ве­ку абсолютно несовместимыми со случайностями.

Экзотичность, кажущаяся изощрённая невероятность рассмотрен­ного выше симбиоза, возникает потому, что он создает преимущества с узким диапазоном возможного исполь­зования. Подобные симбио­зы при­сут­ствуют в гораздо более сильных формах как при взаимодейст­вии кле­ток и органов внутри организма, так и в сообществах организмов. Они создают сильные уни­вер­сальные преимущества, а потому не просто ши­ро­ко распространены в живых организмах и их системах, а становятся ре­шающими для эволю­ции жизни. В результате кажется, что так и долж­но быть “с целью”, и на такой симбиоз прекращают обращать внимание.

Кажущиеся парадоксы участия случайностей в видообразовании, когда оно происходит на основе классического дарвиновского естест­венного отбора, возникают только потому, что эти случайности рассмат­риваются как независимые – в отрыве от ограничивающих их условий.

Было бы интересно, если бы кто-то из читателей – специалистов по рыбам и моллюскам – провёл детальные сопоставления изложенного в [2] и в этом параграфе с известными фактами или даже выполнил специ­аль­ные исследования биохимических особенностей симбиоза Любищева.