Гены, эгоизм и сила сотрудничества: Эволюция как командная игра - Джонатан Силвертаун

организму отказываться от благ многоклеточности, имейте в виду: когда у вас чешется голова – это стратегия распространения дрожжей, вызывающих перхоть. Многоклеточность называют «маленьким большим переходом» – ведь она возникает так легко[338]. А вот о следующих переломных моментах эволюции, о которых пойдет речь далее, – о происхождении генов и самой жизни, – такого не скажешь.

Часть IV

Гены

13

Первичный бульон

16 августа 1858 года королева Виктория отправила телеграмму президенту США Джеймсу Бьюкенену. Послание из 98 слов передавалось 16,5 часа и ознаменовало открытие трансатлантического телеграфного сообщения по подводному кабелю. Королева горячо надеялась, что новый электрический кабель станет дополнительным связующим звеном между народами, «чья дружба зиждется на общих интересах и взаимном уважении». Президент же ответил, что телеграф, созданный благодаря сотрудничеству между странами, – это «триумф более славный, чем любая победа завоевателя на поле брани», и выразил пожелание, «чтобы все христианские народы единодушно провозгласили его [телеграфа] вечный нейтралитет», чтобы сообщение не прерывалось даже во время войны. В этом обмене посланиями можно разглядеть многие элементы сотрудничества: общий интерес, взаимность, доверие, превосходство кооперации над конфликтом и неприкосновенность связи во времена раздора. Телеграф пробудил нечто еще более глубокое, чем содержание этих телеграмм, – по крайней мере так считал Томас Генри Гексли.

Подводный кабель пересекал Северную Атлантику на глубине 2000 морских саженей (почти 3,7 км), в районе, который морские исследователи окрестили Телеграфным плато. Гексли прислали образец ила, поднятого со дна океана участниками экспедиции. Он еще не успел заслужить прозвище Бульдог Дарвина, но уже прочел ознакомительный экземпляр «Происхождения видов» Чарлза Дарвина и заверил друга, что готов стойко защищать его от неминуемых нападок, которые повлечет за собой публикация его труда. Предполагалось, что одна из очевидных линий атаки со стороны противников теории эволюции будет такой: «Если не Бог создал все живое, то как же возникла жизнь?»

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно для начала определить, что значит «живое». Дж. Б. С. Холдейн в свойственной ему манере признался[339] в своей книге «Что такое жизнь?»: «Я не собираюсь давать ответ на этот вопрос. По правде, я сомневаюсь, что когда-нибудь полный ответ будет получен»[340]. К счастью, это было далеко не последнее слово науки по этому вопросу, и, отдавая должное сложности жизни, мы можем принять рабочее определение, которое часто используется: жизнь – это самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции[341].

Сам Дарвин в «Происхождении видов» не касался вопроса о зарождении жизни, мудро рассудив, что наука того времени еще не в силах дать на него ответ. Лишь гораздо позже, в частном письме своему другу, ботанику Джозефу Гукеру, он осмелился предположить, что жизнь могла зародиться в каком-нибудь «теплом прудике, полном всевозможных аммиачных и фосфорнокислых солей, – в присутствии света, тепла, электричества и всего прочего». Другие ученые были менее сдержанны. Так, Эрнст Геккель считал, что первичная жизнь представляла собой Urschleim, или первичную слизь, которая, по его мнению, наверняка будет обнаружена в океане. Затем, в 1868 году Гексли вернулся к своим банкам с илом, поднятым с Телеграфного плато и простоявшим в консервирующем спирте целое десятилетие. Результаты исследования оказались поразительными, хотя и были представлены осторожно, без лишней помпы[342].

Гексли полагал, что обнаружил нечто, ранее им упущенное. Это был геккелевский Urschleim, тот самый. Ил содержал аморфное вещество, которое под микроскопом выглядело как голая протоплазма. Гексли назвал его Bathybius haeckelii (батибиус Геккеля) – в честь немецкого зоолога, предсказавшего его существование. Но был ли этот батибиус живым организмом или всего лишь химическим осадком? Геккель, естественно, был в восторге от открытия и ухватился за мысль, что это и есть Urschleim, однако другие ученые сомневались в его биологическом происхождении: а существо ли он вообще, этот батибиус? Или все-таки вещество? Один из критиков и вовсе обвинил Гексли в откровенном мошенничестве.

Шотландский зоолог Чарлз Уайвилл Томсон изучил несколько образцов, отметил отсутствие структуры и описал вещество как «рассеянную бесформенную протоплазму». Впрочем, разве не так должен выглядеть пресловутый «уршляйм» – переходное звено, нечто неопределенное, балансирующее на грани живого и неживого? Уайвилл Томсон горел желанием узнать, что скрывается на дне океана. Суда, прокладывающие маршруты для телеграфных кабелей, впервые в истории регулярно брали пробы морского дна. Ранее недоступная область, занимающая значительную часть планеты, внезапно открылась для изучения, и науке предстояло ответить на ряд важнейших вопросов. Для начала – много ли жизни, если таковая вообще имеется, таится в океанских глубинах?

Эдвард Форбс, профессор естественной истории Эдинбургского университета, полагал, что жизнь не может существовать на больших глубинах. В молодости Форбс забросил изучение медицины ради куда более захватывающего естествознания. Драгирование (добывание с морского дна животных и растений) на мелководьях вокруг Шетландских островов приводило зоолога в восторг, и он даже сочинил «Песнь о драгировании»:

Рис. 17. Драгирование

Туда, на дно, где русалок полно,

Наша славная драга спускается.

Рыбешек рой в воде морской

Мигом в плен попадается!

Пусть бьются, юлят они как хотят —

Не вырваться, милые, полноте.

А драга зовет: рыбешки, вперед!

Коллекцию вы пополните.

Образцы, поднятые с больших глубин Средиземного моря, навели Форбса на мысль, что по мере увеличения глубины жизнь становится все более бедной[343]. А Уайвилл Томсон, который в 1870 году сам стал профессором естественной истории в Эдинбурге, увидел в этом новые возможности. Заручившись поддержкой коллег, он испросил у британского правительства судно, команду и средства для кругосветной экспедиции. Он преследовал сразу две цели: составить карту морского дна и обследовать с помощью драги глубочайшие океанские бездны в поисках признаков жизни. Гексли горячо поддержал идею экспедицию, будучи уверен, что со дна удастся поднять «зоологические древности» – представителей видов, ныне вымерших в верхних слоях океана[344]. Его ждало разочарование, но открытия, сделанные в ходе той экспедиции, и в наши дни, спустя почти 150 лет, имеют мировое значение. Считается даже, что она положила начало современной океанографии.

Рис. 18. Корвет «Челленджер»

Королевский военно-морской флот предоставил Уайвиллу Томсону и его коллегам военный корвет «Челленджер», переоборудованный под научно-исследовательское судно[345]. Корабль был парусно-паровым: для движения в основном использовались паруса, а для маневрирования (например, для того, чтобы удерживать «Челленджер» на месте при взятии проб) – паровой двигатель. Из 20 пушек оставили только две: так освободилось место для лабораторий, команды из шести ученых, хранения образцов и огромного количества промерных канатов и тросов – чтобы опускать на морское дно драги, сети и научное оборудование. Канаты часто рвались, их приходилось регулярно менять.

Куда бы ни заходил «Челленджер», он брал пробы морских отложений и образцы животных и растений, которые затем в тщательно упакованных банках отправлялись в Эдинбург, где был создан специальный офис для приема и хранения 100 000 образцов. Оттуда материал рассылали ведущим специалистам по всей Европе и Северной Америке – для изучения. Уайвилл Томсон отверг призывы некоторых кругов отдать британским ученым приоритет в исследовании находок: он настаивал, что к работе следует привлечь лучших экспертов, откуда бы они ни были родом. Опубликованные результаты экспедиции «Челленджера» – это 50 объемистых, богато иллюстрированных томов. Авторами материалов выступили 75 ученых. Это была «большая наука» задолго до появления самого термина для столь масштабных проектов.

«Челленджер» выяснил, что морское дно за пределами континентального шельфа вовсе не плоская равнина, какой его многие представляли, а имеет свой рельеф с абиссальными впадинами и горными хребтами (такими, как Срединно-Атлантический, нанесенный экспедицией на карту). Животная жизнь была обнаружена на всех глубинах, причем фауна глубоководных впадин по всему миру оказалась схожей.