Арктика и замёрзшее озеро.

Случайности Неслучайны

Знаете ли вы, что основам эволюционной биологии можно научиться даже наблюдая за брёвнами?


Давным давно, в одном далёком ледяном царстве, посреди замёрзшего озера стояли деревянные столбы (только не спрашивайте, как они там оказались):

Столбы разных размеров стоят на льду посреди арктики.

И жили бы они себе долго и счастливо, если бы однажды на них не обрушился настоящий ураган:

Сильный ветер обрушился на столбы.

И постигло их в тот день великое несчастье — некоторые из них сломались под напором беспощадного ветра:

Некоторые столбы не выдержали ветра и сломались.

Но ураган был лишь началом тех невзгод, которые предстояло выдержать бедным брёвнам. Уже на следующий день случился очередной катаклизм: выглянуло Солнце, лёд подтаял, и некоторые столбы провалились в воду:

Выглянуло солнце, и некоторые столбы провалились под лёд.

Озеро стало настоящим кладбищем сломанных и утопленных столбов. Немногие «выжившие» вздохнули с облегчением, но ненадолго: едва лёд подокреп, как на озеро пришли людишки и зарубили одного из чудом уцелевших — топить же им чем-то надо:

Пришли люди и срубили один столб на дрова.

Череда случайных событий — и от былого многообразия столбов не осталось и следа:

В конце концов, от былой поляны столбов осталось всего три столбика.

Но мы-то с вами знаем, что сказала одна знаменитая черепаха: «Случайности неслучайны».

Рассмотрим повнимательней, что же на самом деле произошло в каждом из эпизодов:

  1. Подул ветер, и повалил несколько столбов. Но только он повалил не какие-нибудь столбы, а самые тонкие и высокие.
  2. Подтаял лёд, и некоторые столбы провалились в воду. Но не все подряд, а самые большие и тяжёлые. Случайно ли это, что под лёд проваливается всё самое тяжелое?
  3. Пришли людишки и срубили один из столбов — но не наобум, а самый маленький из представленных, потому что большой столб они просто не унесут.

В некотором смысле, исход этой гонки на выживание был предрешён ещё до её начала: большинство столбов просто не обладали нужными качествами, чтобы уцелеть на замёрзшем озере. Нет ничего ни странного, ни удивительного в том, что тонкие столбы сломались, а тяжёлые оказались подо льдом: это нормально, что тонкое ломается, а тяжелое проваливается.

Предметы с неодинаковыми свойствами заведомо неравны перед лицом тех или иных природных явлений.

Это — пример естественного отбора, который отсеял все столбы с неоптимальными свойствами, «оставив в живых» только столбы с признаками, наиболее подходящими для угрюмого стояния посреди ледяного озера.

Q: При чём здесь столбы — они же неживые?

Естественный отбор — это не какая-то мистическая сила, которая есть только у одушевлённых предметов, а самое обычное явление, с которым мы сталкиваемся каждый день: окружающая среда по-разному воздействует на предметы с разными свойствами. Вот и всё.

То, что творится со столбами в Арктике, на сто процентов идентично тому, что происходит с животными и растениями по всему миру. Жара, холод, дождь, ветер, солнце — эти и другие факторы среды воздействуют на них по-разному в зависимости от их признаков:

  • С наступлением сильных морозов лисы с редким мехом промерзают, а с густым — нет.
  • Падая в водоём, животные, которые плохо плавают, идут ко дну, а которые хорошо — нет.
  • В сухих степях под палящим солнцем растения с глубокими корнями получают больше влаги и медленнее иссыхают.
  • Заяц, скорость бега которого выше скорости волка, убежит от волка, а более медленный заяц — нет.

Было бы странно, если б это работало как-то иначе. Характеристики животных напрямую определяют, как те или иные факторы среды будут на них воздействовать.

Поскольку мир устроен так, что промёрзнуть, утонуть, засохнуть или оказаться в зубах хищника для живых организмов означает смерть, то всё это сводится к простому выводу: выживаемость организмов зависит от их признаков и свойств.

Единственное отличие живых организмов от столбов в том, что будь столбы живыми, всё закончилось бы вот так:

Если бы столбы были живыми, они бы размножились.

Размножение — это способность организма производить потомство, подобное себе.

Когда естественный отбор прокатывается по обычным столбам, то самые хлиплые и неудачные из них перестают существовать, и остаются только удачные. Но если бы столбы умели разможаться, то удачные столбы не просто оставались бы, а их становилось бы всё больше и больше.

В этом состоит ключевое различие между естественным отбором одушевлённых и неодушевлённых предметов: когда он «отбраковывает» живой организм, он отбраковывает не только его, но и всех его ещё нерождённых потомков. А тем временем особи, которые успешно преодолевают все трудности и невзгоды, не только выживают сами, но и увеличивают свою численность.

Q: Если так, то в итоге всё озеро должны заполонить абсолютно одинаковые копии самых удачных столбов, и на этом естественный отбор бы закончился…

На самом деле, картинка выше не совсем точна. Скорее, всё закончилось бы вот так:

Столбы размножились, но потомство немного отличается от родителей.

Q: И почему же столбы-потомки отличаются от столбов-родителей?

По той же причине, по которой вы не найдёте людей, у которых было бы пять абсолютно одинаковых детей, и по которой у абсолютно нормальных ягуаров иногда рождаются чёрные пантеры.

Наследственная информация не передаётся со стопроцентной точностью, и потомки никогда не бывают идеальными копиями родителей: скорее всего, их признаки будут очень близки к родительским, но небольшие отличия всё же будут иметь место.

А раз потомки будут отличаться друг от друга, то и естественный отбор для них никто не отменял. Ветер, солнце, «хищники» в виде людишек — любые факторы, которые потенциально могут убить столб, будут снова и снова обрушиваться на популяцию и отсеивать всю лажу.

Цикл будет повторяться раз за разом — состав популяции будет постепенно меняться. Просто за счёт того, что потомство всегда немного отличается от родителей, и за счёт того, что не все смогут выжить:

Более того, условия постоянно меняются. Однажды ветер может подуть сильнее; или лёд истончает больше обычного. А может, численность людей в окрестностях возрастёт, и человеческий фактор из незначительного превратится в доминирующий: наличие шипов или особо прочной «коры» окажется даже важнее, чем соблюдение весовой категории посреди замёрзшего озера.

То, что было эффективно вчера, может быть бесполезно сегодня. Эволюция — это непрерывная оптимизация: раз за разом популяция просеивается через вечно меняющееся решето естественного отбора, пытаясь угнаться за условиями окружающей среды.

Q: А кто сказал, что раз потомство чуть-чуть отличается от родителей, то из этого следует полномасштабная эволюция с образованием новых видов? Ну отличаются чуть-чуть, и что с того?

Математика сказала.

Допустим, потомство в среднем на 99,5% идентично родителям — ну то есть, почти от них не отличается. Из этого следует, что мои дети будут отличаться от меня на полпроцента; мои внуки будут отличаться от моих детей тоже на полпроцента; но при этом от меня они будут отличаться уже на полпроцента плюс полпроцента — то бишь на один процент. Соответственно, мои правнуки будут отличаться от меня уже на полтора процента, а праправнуки моих праправнуков — уже на целых четыре. И так по нарастающей.

Все мы наследуем свои признаки от своих родителей. Не от бабушек, и не от первых людей — а непосредственно от родителей. Это значит, что те мелочи, которыми мы отличаемся от своих родителей, будут добавляться к тем мелочам, которыми наши родители отличались от своих родителей.

Этот эффект называется накоплением изменений. Именно с ним связано то, что каждое новое поколение почти не отличается от родительского, но если сравнить его с более далёкими предками, то разница будет более заметной — и чем дальше, тем сильнее.

Единственный расклад, при котором этот эффект может не работать — это если потомство вообще не отличалось бы от родитетей: стопроцентная идентичность. Тогда не было бы никакого накопления, и эволюция не работала бы. Но отличия по факту есть, и отсюда следует всё остальное.

Вердикт

Выживание в Арктике весьма затруднительно… особенно если вы бревно.


Рекомендуемое Чтиво:

Другие статьи по эволюции

Напишите, что вы думаете:

avatar
  Подписаться на обновления  
Оповещать о