ЧЯД. Глава 1. 1

               
                ЧАСТЬ I: ЯЩИК ОТКРЫТ.

               ГЛАВА 1. ЛИЛИПУТСКАЯ БИОЛОГИЯ.

                ПРЕДЕЛЫ ОДНОЙ ИДЕИ.

    
Эта книга об одной идее – теории эволюции Дарвина, – которую толкают к концу открытия в биохимии. Биохимия изучает самые основы жизни: молекулы, входящие в состав клеток и тканей, которые катализируют химические реакции пищеварения, фотосинтеза, иммунитета, и т.д.. Удивительные успехи, достигнутые в биохимии начиная с середины 1950-х годов, внесли монументальный вклад в науку об окружающем мире. Они принесли много практической пользы медицине и сельскому хозяйству. Но, возможно, нам придется заплатить определенную цену за наши знания. Когда докопались до основ, строения, опиравшиеся на них, были потрясены, а многие просто разрушены. Когда такие науки, как физика, приоткрыли, наконец, свои тайны, старые взгляды на мир были выброшены, значительно пересмотрены, или сильно ограничены малой областью применения. Произошло ли это также и с теорией эволюции и главным ее механизмом естественным отбором?
    
Как и многие другие великие идеи – дарвиновская элегантно проста. Дарвин заметил, что существуют различия во всех видах: некоторые особи одного вида больше, некоторые меньше, некоторые быстрее, окраска некоторых светлее, и так далее. Он посчитал, что ограниченные запасы продовольствия не могут поддержать все организмы, которые рождаются. Те особи, которые путем изменчивости получили преимущество в борьбе за жизнь, будут выживать и размножаться, конкурируя с находящимися в менее благоприятном положении. Если приобретенные изменения будут унаследованы, то с течением времени изменятся характерные черты вида. За большой период времени могут произойти большие изменения.
    
Более века большинство ученых считали, что практически все живое, или, по крайней мере, все его наиболее интересных черты, есть результат естественного отбора из случайных вариаций. Идея Дарвина была использована для объяснения клюва вьюрков и копыт лошади, окраски моли и специальных придатков насекомых, и распространения жизни во всем мире и во все времена. Теория была даже притянута некоторыми учеными для объяснения поведения человека: почему отчаявшиеся люди совершают самоубийство, почему подростки рожают детей вне брака, почему одни группы лучше справляются с тестами на интеллект, чем другие, и почему религиозные миссионеры отказываются от брака и детей. Нет ничего – ни органа, ни идеи, ни чувства, ни мысли – что не было бы предметом эволюционных размышлений.

Почти полтора века после того, как Дарвин выдвинул свою теорию, эволюционная биология имела большой успех в объяснении форм жизни нас окружающей. Многим его триумф кажется полным. Но настоящая работа жизни не происходит на уровне целого организма или отдельного органа. Самые важные части живых существ слишком малы, чтобы быть видимыми. Жизнь заключена в деталях, а это и есть молекулы, которые их образуют. Идея Дарвина смогла объяснить копыта лошади, но сможет ли она объяснить жизненные основы?
    
Вскоре после 1950 года успехи науки позволили определить формы и свойства некоторых молекул, входящих в состав живых организмов. Шаг за шагом были определены структуры все большего числа биологических молекул, и из бесчисленных экспериментов стало ясно, как они работают. Накопленные результаты показали, с бронебойной четкостью, что жизнь основана на механизмах – механизмах, сделанных из молекул! Молекулярные механизмы перетаскивают грузы с одного места клетки на другое по хайвею, состоящему также из молекул, в то же время другие образуют кабели, канаты и блоки, чтобы удерживать клетку в форме. Молекулы включают и выключают клеточные выключатели, иногда убивая клетку, иногда заставляя её расти. Молекулярные солнечные батареи захватывают энергию фотонов и хранят ее в виде химических веществ. Электрические молекулярные механизмы позволяют току течь по нервам. Молекулярные фабрики производят другие молекулярные механизмы, а также самих себя. Клетки плавают, копируют себя и принимают пищу с помощью организованных молекул. Невероятно сложные молекулярные механизмы контролируют каждый клеточный процесс. Короче говоря, тончайшие структуры жизни были наконец-то выяснены, и они оказались чрезвычайно сложны.
    
Возможно ли всю жизнь вписать в теорию эволюции Дарвина? Средства массовой информации любят публиковать захватывающие истории, а некоторые ученые наслаждаются спекуляциями о том, насколько далеко могли бы пойти их открытия, поэтому обывателю бывает трудно отделить факты от конъюнктурных предположений. Чтобы найти реальные доказательства вы должны покопаться в журналах и книгах, изданных в научных кругах для самих себя. Научная литература сообщает об экспериментах из первых рук, и эти репортажи, как правило, свободны от полетов фантазии, которые делают свой путь в продолжениях, которые следуют. Но как я отмечу чуть позже, если вы будете искать научную литературу по эволюции, и если вы сосредоточите свой поиск на вопросе о том, как молекулярные механизмы – основа жизни – были открыты, вы обнаружите, мрачное и полное молчание. Сложность основы жизни парализовала попытки науки объяснить их. Молекулярные механизмы поставили непреодолимый барьер дарвинизму в его стремлении стать универсальной теорией. Чтобы выяснить почему, в этой книге я рассмотрю несколько увлекательных молекулярных механизмов. И тогда, зададимся вопросом, смогут ли их когда-нибудь объяснить случайными мутациями или естественным отбором.
    
Эволюция – противоречивая идея, поэтому в самом начале этой книги необходимо обратить внимание на несколько кардинальных вопросов. Многие серьезно думают, что сомнения в дарвиновской эволюции эквивалентны поддержке креационизма. В обычном понимании, креационизм предполагает веру в то, что земля была создана около десяти тысяч лет назад, как это следует из популярных интерпретаций Библии. Между прочим, у меня нет оснований сомневаться, что возраст Вселенной миллиарды лет, как утверждают физики. Кроме того, я считаю идею общего происхождения (то, что все организмы имеют общего предка) довольно убедительной, и не имею никаких особых причин сомневаться в этом. Я очень уважаю работу моих коллег, которые изучают развитие и поведение организмов в рамках эволюционной парадигмы, и я думаю, что эволюционные биологи внесли огромный вклад в наше понимание мира. Хотя дарвиновскими механизмами – естественным отбором и изменчивостью – можно объяснить многие вещи, однако, я не верю, что ими можно объяснить жизнь молекул. И я не удивлюсь, если эта новая наука об очень маленьких вещах сможет очень сильно изменить наши представления.


              ОЧЕНЬ КРАТКАЯ ИСТОРИЯ БИОЛОГИИ.


Когда в нашей жизни все идет гладко, большинство из нас склонны думать, что общество, в котором мы живем, «естественно», а наши представления о мире являются, само собой разумеется, верными. Трудно себе представить, как жили люди в других местах и иных временах, почему делали и почему верили в то, что делали. В периоды потрясений, однако, когда незыблемые истины ставятся под сомнение, может показаться, что ничто в мире не имеет смысла. В такие времена история может напомнить нам, что поиск надежных знаний есть долгий, трудный процесс, который еще не достиг цели. Бросив взгляд в перспективе на развитие эволюционной идеи, на следующих нескольких страницах я очень кратко изложу историю биологии. В некотором смысле, эта история представляет собой цепочку из черных ящиков: одних давно уже открытых, других только раскрывающихся.
   
Черный ящик представляет собой причудливый термин для устройства, в котором что-то происходит, но чья внутренняя работа остается тайной, иногда потому, что работу эту не видно, а иногда потому, что она просто не постижима. Компьютеры являются хорошим примером черного ящика. Большинство из нас используют эти чудесные машины без малейшего понятия о том, как они работают, пишут слова, строят графики или играют в игры, совершенно не представляя, что происходит под внешним корпусом. Даже если снять крышку корпуса, мало кто из нас сможет разобраться в нагромождении деталей внутри. Совсем не просто установить связь между частями компьютера и его функциями.
    
Представим себе, что некий компьютер переместили на тысячу лет назад во времена короля Артура. Как бы люди той эпохи отреагировали на действующий компьютер? Большинство бы испугались, но возможно нашлись бы те, кто захотел бы понять, что это такое. Они бы могли заметить, что как только они касаются клавиш, на экране появляются буквы. Некоторые комбинации букв – соответствующие компьютерные команды – вносят изменения на экран; через какое-то время, многие команды были бы выяснены. И наши средневековые англичане поверили бы, что они раскрыли все секреты компьютера. Но, в конце концов, кто-нибудь бы снял крышку и увидел внутреннюю работу компьютера. Сразу стало бы ясно, что все теории о том, «как работает компьютер», были глубоко наивны. Черный ящик, который был с таким трудом раскрыт, содержал в себе другой черный ящик.
    
В прежние времена вся биология была черным ящиком, потому что никто не понимал, даже приблизительно, каким образом существует живое. Древние ученые в присутствии непостижимой технологии, в изумлении таращились на растение или животное, пытаясь понять, как они функционируют. Они были действительно во тьме.
    
Самые ранние биологические исследования начались единственно возможным путем – невооруженным глазом. Ряд книг, приписываемых «отцу медицины» Гиппократу, описывают симптомы некоторых распространенных заболеваний, а причины болезни связывают скорее с питанием или другими физическими факторами, чем с воздействиями богов. И хотя писания были начальными, а времена античными, уже появились знания о составе живых существ. Считалось, что вся материя состоит из четырех элементов: земли, воздуха, огня и воды. Живые тела, как думали, образовывали четыре разновидности «соков» – кровь, желтая желчь, черная желчь и слизь, – и все болезни якобы возникали от избытка одного из соков.
    
Величайший философ Греции Аристотель был также и величайшим биологом. Родившись, когда Гиппократ был еще жив, Аристотель понял (в отличие от почти всех до него), что знания о природе требуют систематического наблюдения. Путем тщательного анализа он увидел поразительное количество порядка в живом мире, сделав важный первый шаг. Аристотель разделил животных на две основные категории: на тех, что имеют кровь, и тех, у кого ее нет, что близко соответствует современному делению на позвоночных и беспозвоночных. К позвоночным он отнес млекопитающих, птиц и рыб. Он определил большинство амфибий и рептилий в одну группу, а змей в отдельный класс. Хотя его наблюдения были получены без помощи инструментов, большая часть рассуждений Аристотеля актуальны по сей день, несмотря на знания, накопленные за тысячи лет, прошедших со дня его смерти.
    
Лишь несколько значимых исследователей биологии из последующих тысячелетий пошли за Аристотелем. Одним из них был врач Гален, живший во втором веке нашей эры в Риме. Работы Галена показывают, что хотя тщательное наблюдение извне и изучение внутреннего строения (путем рассечения) растений и животных и необходимы, но недостаточны для понимания биологии. Например, Гален пытался понять некоторые функции животных органов. И хотя он узнал, что сердце перекачивает кровь, он не смог понять, что кровь циркулирует и возвращается в сердце.
    
Гален ошибочно полагал, что кровь перекачивается сердцем к «орошаемым» тканям, и что новая кровь непрерывно образуется, чтобы пополнить запасы сердца. Его представления просуществовали в науке в течение почти полутора тысяч лет.
    
Так продолжалось до семнадцатого века, пока англичанин Уильям Гарвей не представил теорию, что кровь течет в одном направлении, совершая полный оборот и возвращаясь к сердцу. Гарвей подсчитал, что, выбрасывая две унции крови за одно сокращение с частотой 72 удара в минуту, сердце за один час перекачивает 540 фунтов крови – тройной вес человека! Так как образование такого количества новой крови за столь малый промежуток времени невозможно, кровь должна была быть использована повторно. Логические объяснения ненаблюдаемых процессов Гарвеем было беспрецедентным, оно подготовило почву для современной биологической мысли.
    
В средние века темп научных исследований ускорился. Примеру Аристотеля стали следовать все большее число натуралистов. Многие растения были описаны первыми ботаниками Брунфельсом, Боком, Фуксом и Валерием Кордусом. Метод научной иллюстрации, разработанный Гийомом Ронделе, показал животную жизнь в деталях. Энциклопедисты, такие, как Конрад Геснер, опубликовали большие тома сведенных воедино биологических знаний. Линней значительно расширил работы Аристотеля по классификации, предложив категории класс, отряд, род и вид. Исследования сравнительной биологии показали большое сходство между различными отраслями жизни, и идея общего происхождения начала обсуждаться.
    
Биология быстро развивалась в семнадцатом и восемнадцатом веках, как научный синтез аристотелевского внимательного наблюдения и умных рассуждений Гарвея. Но даже самое строгое внимание и умные рассуждения не заведут вас далеко, если важные части системы остаются невидимы. Хотя человеческий глаз может различать объекты размером всего лишь в одну десятую миллиметра, большое количество жизненных процессов происходит на микроуровне, в лилипутском масштабе. Таким образом, биология достигла плато: один черный ящик – крупные структуры организма – был открыт, чтобы обнаружить внутри себя еще один – тонких уровней жизни. Для того чтобы двигаться дальше биология нуждалась в серии технологических прорывов. И первым оказался микроскоп.


           ЧЕРНЫЕ ЯЩИКИ ВНУТРИ ЧЕРНЫХ ЯЩИКОВ.


Линзы были известны еще в древние времена, и в пятнадцатом веке их использование в очках было обычным явлением. Так продолжалось до семнадцатого века, когда две линзы: выпуклая и вогнутая были помещены вместе в трубку и получился первый грубый микроскоп. Галилей воспользовался одним из первых таких инструментов, и был поражен, обнаружив сложное строение глаз насекомых. Франческо Стеллути рассмотрел глаза, язык, антенны и другие части пчел и жуков-долгоносиков. Марчелло Мальпиги подтвердил, что кровь циркулирует по капиллярам, и описал эмбриональное развитие сердца цыпленка. Неемия Грю исследовал растения. Левенгук первый увидел бактериальную клетку, а Роберт Гук описал клетки коры и листьев.
    
Открытие неожиданного микроскопического мира состоялось, перевернув все представления о живых существах. Чарльз Сингер, историк науки, отметил, что «бесконечная сложность живых существ вызвала философское смятение, такое же, как упорядоченное величие в астрономическом мире, представленном Галилеем предыдущему поколению, хотя понадобилось гораздо больше времени, чтобы последствия ее погрузились в головы людей». Другими словами, иногда новые ящики требуют пересмотра всех наших теорий, что может вызвать большое нежелание этого делать.
    
Наконец в начале девятнадцатого века Матиас Шлейден и Теодор Шванн выдвинули клеточную теорию строения всего живого. Шлейден работал в основном с тканями растений. Он доказал центральное значение темного пятна – ядра – во всех клетках. Шванн изучал ткани животных, в которых увидеть отдельные клетки было труднее. Тем не менее, он разглядел, что по клеточному строению животные были похожи на растения.  Шванн пришел к выводу, что тела животных и растений полностью состоят из клеток, и что клетки в некотором роде являются отдельными структурными элементами со своей собственной жизнью. Он писал, что «ответом на вопрос о фундаментальной силе, лежащей в основе организации живых тел, являются отдельные клетки». А Шлейден добавил: «Таким образом, главный вопрос заключается в том, каково происхождение этого своеобразного маленького организма, – клетки?».
    
Шлейден и Шванн работали в первой половине 1800-х годов – в годы, когда Дарвин совершил свои путешествия и написал «Происхождение видов». Для Дарвина, как и любого другого ученого того времени, клетка была черным ящиком. Однако он смог придать смысл многому в биологии выше уровня клетки. Идея  развития не принадлежала Дарвину, но, безусловно, он проводил ее в жизнь наиболее систематически, а вот теория о том, что эволюция работает путем естественного отбора приобретенных изменений, была его собственной.
    
Тем временем, клеточный черный ящик постепенно изучался. Исследование клетки ограничивались возможностями микроскопа, которые определяются длиной световой волны. По физическим причинам в микроскоп нельзя увидеть две точки, расстояние между которыми меньше, чем примерно половина длины волны света, освещающего их. Поскольку длина волны видимого света составляет примерно одну десятую диаметра бактериальной клетки, много мелких, важных деталей строения клетки просто не могут быть видны в световом микроскопе. Черный ящик клетки не мог быть открыт без дальнейшего технологического прогресса.
    
В конце девятнадцатого века, Дж. Дж. Томсон открыл электрон. Создание электронного микроскопа последовало несколькими десятилетиями позже. Поскольку длина волны электрона меньше, чем длина волны видимого света, гораздо более мелкие объекты могут быть обнаружены, если они «освещены» электронами. У электронной микроскопии есть ряд практических трудностей, не последняя из которых – стремление электронного пучка изжарить исследуемый образец. Но обходные пути были найдены, и после второй мировой войны электронный микроскоп вступил в свои права. Были обнаружены новые субклеточные структуры: отверстия в ядре, двойные мембраны вокруг митохондрий (энергетических фабрик клетки). Те же самые клетки, которые выглядели очень просто под световым микроскопом, теперь выглядели совсем иначе. То же самое удивление, которое испытали первые пользователи световым микроскопом, когда они увидели детальное строение насекомых, вновь ощутили ученые двадцатого века, когда они увидели сложность клетки.
    
Этот уровень открытий позволил биологам приблизиться к величайшему из всех черных ящиков. Вопрос о том, как устроена жизнь был одним из тех, на которые Дарвин и его современники не смогли ответить. Они знали, что глаза нужны, чтобы видеть – но как именно они видят? Как образуется сгусток крови? Как организм борется с болезнью? Сложные структуры, выявленные с помощью электронного микроскопа, состояли из более мелких компонентов. Что это были за компоненты? Почему они так выглядят? Как они работают? Ответы на эти вопросы выводят нас из области биологии в область химии. И они опять возвращают нас в девятнадцатый век.


               ХИМИЯ ЖИЗНИ.


Как любой человек может легко видеть: живое отличаться от неживого. Они существуют по-разному. Они ощущаются также по-разному: кожу и волосы можно легко отличить от камней и песка. Большинство людей, вплоть до девятнадцатого века вполне естественно думали, что живое сделано из особого вида материала, который отличается от материала, из которого состоят неодушевленные предметы. Но в 1828 году Фридрих Вёлер, нагревая цианат аммония был поражен, обнаружив образовавшуюся мочевину, продукт, являющийся биологическим отходом. Синтез мочевины из неживого материала разбил вдребезги различия между живым и неживым, и вследствие этого химик-неорганик Юстус фон Либих начал изучать химию живого (или биохимию). Либих показал, что температура тела животных вызвана сжиганием пищи, а не просто врожденное свойство живого. Он сформулировал идею обмена веществ, в результате которого тело накапливает и разрушает вещества с помощью химических процессов. Эрнст Феликс Гоппе-Зейлер выкристаллизовал красное вещество из крови – гемоглобин и показал, что он соединяется с кислородом и разносит его по всему телу. Эмиль Фишер доказал, что большой класс веществ, называемых белками, составляют всего двадцать типов блоков (названных аминокислотами), объединенных в цепи.
    
Что представляют собой белки? Хотя Эмиль Фишер показал, что они были сделаны из аминокислот, детали их структуры были неизвестны. Их размеры были недоступны даже для электронной микроскопии, но стало ясно, что белки являются фундаментальными механизмами жизни, катализаторами химических процессов в клетке и строительным материалом ее структур. Поэтому необходима была новая техника для анализа структуры белка.
    
В первой половине двадцатого столетия для определения структуры малых молекул была использована рентгеновская кристаллография. В основе метода лежит явление дифракции рентгеновских лучей на трехмерной кристаллической решётке. Если фотопленку расположить позади кристалла, то дифракцию рентгеновских лучей можно обнаружить, изучая отснятую пленку. Картина дифракции, после математической обработки, может указать положение каждого атома в молекуле. Обратив орудие рентгеновской кристаллографии на белки можно было бы определить их структуру, но здесь была большая проблема: чем больше атомов в молекуле, тем сложнее математическая обработка, и тем сложнее задача химической кристаллизации в первую очередь. Поскольку белки имеют в десятки раз больше атомов, чем молекулы, обычно исследуемые методом кристаллографии, это делает проблему в десятки раз более трудной. Но у некоторых людей есть в десятки раз больше настойчивости, чем у остальных из нас.
    
В 1958 году, после десятилетий работы, Джоном Коудери Кендрю определена структура белка миоглобина с использованием рентгеновской кристаллографии и, наконец, метод показал детального структуру одного из основных компонентов жизни. И что было увидено? Еще больше сложности. До определения структуры миоглобина, считалось, что белки окажутся простыми и регулярными структурами, как кристаллы соли. Рассматривая сложную и запутанную как петли кишечника структуру миоглобина, Макс Перутц застонал: «Может ли поиск истины в последней инстанции действительно обнаружить так отвратительно и висцерального выглядящий (visceral-looking) объект?». С тех пор любовь биохимиков к тонкостям структуры белка значительно возросла. Развитие компьютеров и других инструментов сделало кристаллографию много проще, чем это было во времена Кендрю, хотя она по-прежнему требует значительных усилий.

В результате рентгеновских работ Кендрю на белках и получивших большую известность работ Уотсона и Крика на ДНК, биохимики впервые на самом деле узнали формы молекул, с которыми они работали. Начало современной биохимии, которая с тех пор прогрессировала с бешеной скоростью, может быть датировано тем временем. А также достижения из области физики и химии, плавно перетекшие в нее, создали мощный синергизм в научном исследовании жизни.
    
Хотя теоретически рентгеновской кристаллографией можно определить структуру всех молекул живых существ, практические проблемы ограничивают ее применение в пределах относительно небольшого количества белков и нуклеиновых кислот. Однако новые методы, появляющиеся в головокружительном темпе, дополнили кристаллографию. Один важный метод для определения структуры назвали ядерно-магнитным резонансом (ЯМР). С помощью ЯМР молекулы могут быть изучены прямо в растворе, нет необходимости в утомительном ожидании, пока они кристаллизуются. Как и с помощью рентгеновской кристаллографии, ЯМР можно определить точную структуру белков и нуклеиновых кислот. Также как и кристаллография, ЯМР имеет ограничения, которые делают его пригодным для использования только с частью известных белков. Но вместе ЯМР и рентгеновская кристаллография смогли определить структуру достаточного количества белков, чтобы дать ученым детальное понимание, как они выглядят.
    
Когда Левенгук с помощью микроскопа увидел, что на крошечной блохе обитает еще более крошечный клещ, то это открытие вдохновило Джонатана Свифта написать частушку, предвосхищающую бесконечное шествие все более и более мелких насекомых:


So naturalists observe, a flea
Has smaller fleas that on him prey;
And these have smaller still to bite 'em;
And so proceed ad infinitum.

Как натуралисты наблюдали
У блох есть блохи, чтобы их кусали.
А тех свои грызут сердито
И длится так ad infinitum*

Но Свифт был неправ: это шествие не может быть бесконечным. В конце двадцатого века мы находимся на пике исследований жизни, и конец уже не за горами. Последним из оставшихся черных ящиков была клетка. А когда его открыли, то обнаружили молекулы – краеугольный камень природы. Дальше мы не сможем пойти. Работа, что была проделана на ферментах, белках и нуклеиновых кислотах осветила принципы функционирования на самом низовом уровне жизни. Многие детали еще предстоит выяснить, и, несомненно, нас ожидают еще некоторые сюрпризы. Но в отличие от первых исследователей, которые смотрели на рыбу, сердце или клетку и удивлялись, что это и как оно работает, современные ученые удовлетворены тем фактом, что белков и других молекул достаточно для объяснения основ жизни. От Аристотеля до современной биохимии, один слой за другим были счищены, пока не открылась клетка – Черный ящик Дарвина.


                МАЛЕНЬКИЕ ПРЫЖКИ, БОЛЬШИЕ СКАЧКИ.


Предположим на вашем заднем дворе есть канава шириной 4 фута, уходящая за горизонт в обоих направлениях, которая отделяет вашу собственность от собственности соседа. Если в один прекрасный день вы встретите его в своем дворе и спросите, как он туда попал, то у вас нет никаких оснований сомневаться в его ответ: «Я перепрыгнул через канаву». Если бы канава была 8 футов в ширину, и он дал бы тот же ответ, вы бы очень впечатлились его спортивными способностями. Но если бы канава была 15 футов в ширину, вы могли бы подозрительно попросить его проделать это еще раз, чтобы вы могли это увидеть, и если бы он отказался, сославшись на растяжение колена, сомнения бы ваши еще больше возросли,   но окончательной уверенности, что он рассказывает сказки, у вас бы не было. А вот если бы «канава», на самом деле, была каньоном 100 футов в ширину, вы бы и на мгновенье не поверили голословному утверждению, что он это сделал.
    
Но предположим, что ваш сосед человек разумный и ограничит свои притязания. Он не преодолел расстояние одним прыжком. Скорее всего, говорит он, в каньоне были крутые возвышенности, не более чем в 10 футах друг от друга. Он прыгал с одной узкой возвышенности на другую, пока не достиг противоположной стороны. Взглянув в сторону каньона, вы говорите своему соседу, что вы не видите никаких возвышенностей, одна только широкая пропасть отделяет ваш двор от его. Он соглашается, но объясняет, что ему потребовались многие годы, чтобы пересечь ее. В течение этого времени возвышенности иногда поднимались из пропасти, и он продвигался вперед. Когда же он оставлял очередную возвышенность, она обычно довольно быстро разрушалась и исчезала в каньоне.  Очень сомнительно, но если у вас нет легкого способа доказать, что он не прав, вам лучше сменить тему на бейсбол.
    
Эта маленькая история преподает нам несколько уроков. Во-первых, слово прыжок может быть предложено в качестве объяснения того, как кто-то пересек преграду, но объяснение это может варьировать от совершенно убедительного до абсолютно недостаточного в зависимости от деталей (например, ширины препятствия). Во-вторых, продолжительные вояжи можно сделать гораздо более правдоподобными, если их объяснить серией небольших прыжков, а не одним большим скачком. И, в-третьих, когда нет свидетельств таких небольших прыжков, очень трудно доказать, правы или неправы те, кто утверждает, что ступеньки существовали в прошлом, но исчезли.

Конечно, аллегорию прыжков через узкие рвы и каньоны можно применить к эволюции. Слово эволюция взяли, чтобы объяснить как крошечные изменения в организмах, так и грандиозные перемены. Но чаще им дают раздельные имена. Грубо говоря, микроэволюцией называются изменения, которые могут быть сделаны в один или несколько небольших прыжков, в то время как макроэволюцией описывают изменения, которые требуют, как представляется, больших скачков.

Заявление Дарвина о том, что в природе могут происходить изменения, стало великим концептуальным прогрессом. Наблюдение таких изменений было чрезвычайно приятным подтверждением его интуиции. Дарвин видел похожие, но не идентичные виды зябликов на различных Галапагосских островах и предположил, что они произошли от общего предка. В последнее время некоторые ученые из Принстона действительно наблюдали изменения среднего размера клюва в популяции вьюрков, происшедшие в течение нескольких лет.  Еще ранее было показано, как меняется в популяции число темно или светло окрашенной моли в зависимости от чистоты или загрязненности окружающей среды. Точно так же, птицы, завезенные в Северную Америку европейскими поселенцами, диверсифицировали на несколько различных групп. В последние десятилетия стало возможным получить доказательства микроэволюции на молекулярном уровне. Например, вирусы, такие как тот, который вызывает СПИД, изменили свою оболочку для того, чтобы уклониться от иммунной системы человека. Появились штаммы болезнетворных бактерий, развивших в себе способность защищаться от антибиотиков. Можно привести и много других примеров.

В малых масштабах, теория Дарвина восторжествовала. Она столь же бесспорна, как утверждение спортсмена, будь то он или она, о том, что он сможет перепрыгнуть канаву в четыре фута шириной. Однако на уровне макроэволюции – больших прыжков – теория вызывает скептицизм.  Многие последователи Дарвина, предположили, что огромные изменения могут быть разбиты на маленькие шаги за большие периоды времени. Убедительных свидетельств в поддержку этой позиции, однако, не поступало. Тем не менее, как и рассказ соседа об исчезающих возвышенностях, это предположение было трудно оценить, насколько неуловимыми и плохо определенными небольшие шаги могли бы существовать ... до сих пор.

С появлением современной биохимии, мы смогли увидеть самый нижний уровень жизни. Теперь мы можем обосновано оценить, требуются ли предполагаемые маленькие шаги для производства больших эволюционных изменений. Вы увидите в этой книге, что каньоны разделяющие повседневные формы жизни имеют свои аналоги в каньонах, разделяющих биологические системы на микроскопическом уровне. Подобно математическому фракталу, лейтмотив которого повторяется, даже если вы смотрите на все меньшие и меньшие масштабы, непреодолимые пропасти встречаются даже на крошечном уровне жизни.

*Вариант, предложенный переводчиком. Классический перевод:
 
Нам микроскоп открыл, что на блохе
Сидит блоху кусающая блошка;
На блошке той – блошинка-крошка,
Но и в нее впивается сердито
Блошиночка, и так ad infinitum.

Продолжение http://proza.ru/2024/07/09/1544