Логика случая. О природе и происхождении биологической эволюции - Евгений Кунин

Возвращаясь к постмодерну, следует ли нам доверять эволюционным метанарративам, хотя бы они и были необходимы для прогресса исследования? В определенном смысле ответ тривиально отрицательный: любая парадигма включает в себя упрощения, и старые парадигмы последовательно замещаются новыми под давлением накапливающихся новых данных. Именно это мы видим сегодня в эволюционной биологии: парадигма синтетической теории эволюции разрушается и уступает место новому взгляду, о котором и рассказывается в этой книге. Нет причин полагать, что какая бы то ни было парадигма может быть истиной, а тем более окончательным отражением «реальности». Это, конечно, относится к любым научным исследованиям, но эволюционные нарративы, кажется, обладают специфическими свойствами, которые требуют особой осторожности в интерпретации. Мы кратко остановимся на этих проблемах в следующих разделах.

Вопросы «почему?» и семантические ловушки: что на самом деле мы говорим об эволюции?

Многие исследования в эволюционной биологии сосредоточены на попытках ответить на разного рода вопросы «почему?». Эти вопросы изобилуют на всех уровнях исследований: от классической организменной биологии (почему самцы больше и сильнее самок у некоторых видов животных, но меньше у других?) до геномики (почему так много интронов в генах одних эукариотов, но мало в генах других?), системной биологии (почему некоторых белков синтезируется намного больше, чем других?) и проблемы происхождения жизни (почему в белках всех организмов ровно 20 аминокислот?). Эволюционные биологи часто (хотя далеко не всегда) избегают задавать вопрос «почему?» прямо, но этот вопрос, похоже, всегда присутствует за кадром и влияет на саму логику исследования. До недавних пор, а иногда и в наши дни любое «почему?» вызывало почти автоматическую реакцию в виде сочинения истории о приспособлении. «Сан-марковская» критика Гулда и Левонтина, нейтральная теория и, позднее, неадаптивная теория эволюции сложности Линча изменили ситуацию, так что теперь мы склонны к более сбалансированным, сложным повествованиям, которые в дополнение к отбору включают в себя и неадаптивные факторы, такие как дрейф генов, эффект «движения в повозке» и различные нейтральные храповики.

Но лучше ли предыдущих эти новые истории? С одной стороны, кажется, что да, потому что они принимают во внимание вклад многих процессов и, по крайней мере в самых тщательных исследованиях, этот вклад устанавливается измерением некоторых величин, а не исходя из качественных рассуждений. Тем не менее все эволюционные сценарии, сконструированные с целью ответить на вопрос «почему?», следует считать тем, чем они и являются: нарративами, сочиненными учеными. По самой своей природе нарративы непременно упрощают и редуцируют исследуемый феномен — в нашем случае эволюционный процесс — до небольшого числа дискретных «факторов». Эти факторы, как, например, естественный отбор, являются абстракциями, выведенными из наблюдений. Эволюционные биологи измеряют не отбор, а величины некоторых специфических переменных, таких как Ka или Ks. Из соотношений между этими измеряемыми величинами делаются выводы относительно очищающего отбора, положительного отбора и нейтральности, и конструируется метанарратив.

«Диалектика» этой ситуации состоит в том, что эволюционные нарративы, безусловно, являются упрощенными «мифами», которые имеют огорчительный (и в современных исследованиях непреднамеренный) телеологический привкус (например, «отобранный для» или, что еще хуже, «отобранный для такой-то цели»), и все же язык этих нарративов, похоже, лучше всего подходит для описания эволюции и формулировки опровержимых гипотез, которые стимулируют дальнейшие исследования. На данный момент мы вряд ли можем отказаться от этих историй (в самом деле, большая часть этой книги написана как раз в такой манере) именно потому, что они необходимы для прогресса в исследованиях, хотя бы они и оставляли ученых с чувством неловкости и неудовлетворенности. Важно не забывать, что эволюционные нарративы — это семантические приспособления, сконструированные для структурирования и упрощения нашего мышления об эволюции и для стимулирования новых гипотез. Этим нарративам следует осмотрительно не доверять и ни в коем случае не считать их «точным представлением реальности» (что бы это ни значило — см. следующий раздел).

Интересен вопрос, будет ли способна эволюционная биология в не очень отдаленном будущем разработать новый язык, в котором будет меньше мифа и больше измеряемых величин. Такая надежда не выглядит невероятной. В конце концов, язык современных эволюционных нарративов, который прочно включает в себя, скажем, различие между очищающим и позитивным отбором, формализм популяционной генетики, структуру ландшафтов приспособленности или скорость горизонтального переноса генов, гораздо ближе к конкретным измерениям, чем язык синтетической теории эволюции, не говоря уже о языке Дарвина.

Таким образом, мы не можем ожидать, чтобы эволюционная биология (да и любая область науки) избавилась от (мета)нарративов. Однако новые нарративы, похоже, заметно «лучше», чем старые — то есть они меньше упрощают и лучше соотносятся с наблюдениями.

Природа и цели науки: зачем вообще изучать эволюцию?

Вопрос в заголовке раздела может выглядеть абсурдным, но, хотя в конце этой книги он может быть задан только в шутку, в принципе это законный и важный вопрос, который заслуживает честного, серьезного размышления. Дадим для начала тривиальный, но необходимый ответ: изучение эволюции жизненно важно для биологии хотя бы только потому, что такие эволюционные концепции, как переменные ограничения и очищающий отбор, лежат в основании огромной части экспериментов в современной биологии. В самом деле, каждый эксперимент по направленному мутагенезу основан на эволюционном мышлении: только эволюционный анализ может подсказать экспериментатору, какие позиции в гене нужно мутировать, чтобы повлиять на его активность каким-то конкретным образом, даже если исследователь не думает при этом в терминах эволюции. Еще более тонкий эволюционный анализ необходим, скажем, в изучении эволюции вирусов или развития рака, так что знание определенных аспектов эволюции буквально спасает тысячи жизней и экономит миллионы долларов (например, благодаря предсказанию эпидемий гриппа и улучшению вакцин).

Однако, несмотря на всю его биологическую разумность, это поверхностный ответ. Во всех этих исследованиях модели эволюции могут использоваться, а зачастую и используются, как любой другой инструмент или метод, безотносительно «эволюционной реальности». Итак, интересно ли нам, как шла эволюция «на самом деле» и что в действительности происходило в глубоком прошлом с жизнью на Земле? Задавая эти вопросы, мы касаемся глубочайших проблем природы и целей всей науки. По-видимому, самый распространенный взгляд состоит в том, что наука стремится понять, как «работает» мир, в котором мы живем. Однако сам смысл «понимания реальности» не слишком ясен. Все, что может сделать наука, — это разработать модели, часто (но не обязательно) в форме уравнений, и посмотреть, опровергают ли наблюдения эти модели, — или, другими словами, оценить их предсказательную силу. Научный процесс не говорит нам о мире ничего прямо; он говорит лишь о совместимости конкретных наблюдений с принятыми моделями. Все аспекты любого мировоззрения («картины реальности») могут рассматриваться как метафизические следствия моделей и в этом качестве могут считаться несущественными.