Кто мы? Голос из бездны

Защитники дарвинизма возразят: это некорректная аналогия. Естественный отбор — это не просто копирование с ошибками. Это направляющая сила. Полезные ошибки сохраняются и накапливаются. Вредные отбрасываются. За миллионы лет из маленьких изменений складываются большие.

Но это возражение работает только тогда, когда каждый маленький шаг даёт немедленное преимущество. А что, если для возникновения новой функции нужно несколько одновременных изменений? Если по отдельности эти изменения бесполезны или даже вредны, естественный отбор их не сохранит. Они исчезнут из популяции раньше, чем встретятся друг с другом. Это называется проблема «промежуточных стадий», и она до сих пор вызывает жаркие споры в научной среде.

Геном как операционная система

Давайте сменим метафору, чтобы стало ещё понятнее. Представьте себе, что геном — это операционная система. Как Windows или macOS. Сложнейший программный код, обеспечивающий работу всех программ.

Теперь вопрос: как создаются операционные системы? Их пишут программисты. Команды высококвалифицированных специалистов трудятся годами, чтобы написать миллионы строк кода, отладить их, исправить ошибки, обеспечить совместимость. Никто не предполагает, что Windows возникла сама собой из случайных электрических помех в процессоре.

А теперь посмотрим на геном. Он сложнее любой операционной системы, созданной человеком. В нём есть регуляторные участки, которые включают и выключают гены в нужное время. Есть участки, отвечающие за сворачивание ДНК в трёхмерную структуру. Есть «прыгающие гены», способные перемещаться по геному. Есть механизмы репарации, исправляющие ошибки при копировании. Вся эта система работает как единое целое, с поразительной точностью и координацией.

Может ли такой код возникнуть без программиста? Теоретически наука допускает такую возможность, ссылаясь на миллиарды лет эволюции. Но практически — мы ни разу не наблюдали, чтобы информация возникала из неинформации. Мы ни разу не видели, чтобы случайный процесс породил функциональный код. Это не доказательство невозможности. Но это повод задать вопрос: а вдруг мы что-то упускаем?

Мир РНК и первая искра

Теперь давайте копнём ещё глубже. Самое начало. Происхождение первой жизни.

Теория Дарвина объясняет, как из простого получается сложное. Но она не объясняет, как из ничего получилось простое. Как из мёртвой химии возникла первая живая клетка? Этот процесс называется абиогенезом, и он остаётся одной из величайших научных загадок.

В 1953 году, в том же году, когда Уотсон и Крик открыли структуру ДНК, молодой химик Стэнли Миллер провёл знаменитый эксперимент. Он взял колбу, наполнил её смесью газов, которые, как тогда считали, присутствовали в атмосфере древней Земли — метан, аммиак, водород, водяной пар, — и пропустил через эту смесь электрические разряды, имитирующие молнии. Через неделю в колбе обнаружились аминокислоты — строительные блоки белков. Эксперимент Миллера вошёл во все учебники как доказательство того, что «кирпичики жизни» могли возникнуть сами собой.

Но прошли десятилетия, и выяснилось, что всё не так радужно. Во-первых, учёные пересмотрели состав древней атмосферы. Скорее всего, она была не восстановительной, как в колбе Миллера, а нейтральной, и аминокислоты в таких условиях не образуются. Во-вторых, даже если аминокислоты и образовались, от аминокислоты до живой клетки — пропасть. Это как если бы вы нашли кирпич и заявили, что из него сам собой построится небоскрёб.

Главная проблема абиогенеза — это не создание строительных блоков. Это создание информации. Чтобы возникла простейшая самовоспроизводящаяся клетка, нужна молекула, способная хранить информацию и катализировать химические реакции. У современных организмов эти функции разделены: ДНК хранит информацию, белки выполняют работу. Но ДНК не может существовать без белков, а белки не могут существовать без ДНК. Это классическая проблема курицы и яйца.

Учёные предложили гипотезу «мира РНК». РНК — это молекула, похожая на ДНК, но способная не только хранить информацию, но и работать как фермент, катализирующий химические реакции. Возможно, первые живые системы состояли только из РНК, а ДНК и белки появились позже. Это элегантная гипотеза, и в лабораториях учёные добились определённых успехов в создании самореплицирующихся молекул РНК. Но даже если РНК и может выполнять обе функции, остаётся вопрос: как возникла сама РНК? Молекула РНК — это длинная цепочка нуклеотидов. В классическом эксперименте нуклеотиды образуются с трудом и в очень специфических условиях. Собрать их в длинную цепочку, да ещё и в правильном порядке, чтобы она могла самовоспроизводиться — задача невероятной сложности.

Фрэнсис Крик, один из открывателей структуры ДНК, был настолько впечатлён сложностью генетического кода, что предположил: жизнь могла быть занесена на Землю из космоса. Это называется «направленная панспермия». Идея состоит в том, что некая высокоразвитая цивилизация много миллиардов лет назад рассеяла «семена жизни» по галактике. Возможно, это были споры микроорганизмов, вмороженные в комету. Или даже закодированная генетическая информация, посланная в виде радиосигнала.

Конечно, панспермия не решает проблему происхождения жизни. Она просто переносит её в другое место и время. Но она заставляет задуматься: а что, если мы — не первые? Что, если жизнь во Вселенной существовала задолго до Земли? Что, если наш генетический код — это послание? Или проект? Или чей-то эксперимент?

Кто написал код?

Здесь мы подходим к самому краю. К тому месту, где наука встречается с философией, а философия — с тем, что некоторые называют «разумным замыслом», а другие — «инопланетным вмешательством».

Давайте на минуту допустим невозможное. Предположим, что генетический код не возник сам собой. Предположим, что он был создан. Кем? Зачем? Когда?

Ответ «Богом» — это не ответ, это остановка мышления. Сказать «так захотел Бог» — значит закрыть вопрос и перестать искать. Мы не будем этого делать. Мы будем искать дальше.

Может быть, код написали не боги, а другие люди? Или не люди, а другие разумные существа? Или не другие, а мы сами в далёком прошлом? Или код существовал всегда, будучи частью структуры Вселенной?

Современная физика предлагает неожиданные параллели. Некоторые учёные, включая известного физика Джона Арчибальда Уилера, предполагали, что информация является фундаментальной категорией реальности. Знаменитая фраза Уилера «it from bit» — «всё из бита» — означает, что материя и энергия в конечном счёте состоят из информации. Если это так, то появление генетического кода — не случайность, а проявление глубинной природы реальности. Вселенная буквально запрограммирована на создание жизни.

Другие исследователи обращают внимание на математические закономерности в генетическом коде. Например, количество возможных кодонов — триплетов нуклеотидов, кодирующих аминокислоты — равно шестидесяти четырём. Этого достаточно, чтобы закодировать двадцать аминокислот с запасом. Генетический код оказался оптимальным с точки зрения помехоустойчивости: наиболее частые мутации приводят к наименьшим изменениям в белке. Как будто код специально проектировался с учётом возможности ошибок. Случайность? Возможно. Но возможно и другое.

Тень инженера

Давайте поговорим ещё об одном феномене, который редко обсуждают в популярной литературе. О так называемых «законах формы», или «морфогенетических полях».

В начале двадцатого века русский биолог Александр Любищев и британский биолог Дарси Томпсон независимо друг от друга обратили внимание на странную вещь. Формы живых организмов не произвольны. Они подчиняются математическим законам. Раковины моллюсков закручены по логарифмической спирали. Расположение листьев на стебле соответствует ряду Фибоначчи. Пропорции тела многих животных описываются золотым сечением.

Дарси Томпсон в своей знаменитой книге «О росте и форме» показал: трансформации форм живых организмов можно описать математическими преобразованиями координат. Если взять контур одной рыбы и применить к нему простое математическое искажение, получится контур другой рыбы. Формы не случайны. Они словно подчиняются невидимой геометрии. Как будто в природе существует некий «архитектурный проект», набор возможных форм, и эволюция лишь выбирает из этого набора.

Эта идея перекликается с более поздней и более спорной гипотезой Руперта Шелдрейка о «морфогенетических полях». Шелдрейк предположил, что помимо генетической информации, передающейся через ДНК, существует ещё и полевая информация, своего рода «память природы». Каждый вид имеет своё морфогенетическое поле, которое направляет развитие зародыша. Это поле формируется на основе предыдущего опыта всех особей данного вида. Идея дикая, недоказанная, отвергаемая мейнстримной наукой. Но она пытается ответить на вопрос, который мейнстрим игнорирует: почему из двух одинаковых наборов генов в разных условиях получаются совершенно разные организмы? Почему гусеница и бабочка, имея один и тот же геном, выглядят по-разному? Где хранится «план строения тела»?

Официальная наука отвечает: в регуляторных участках ДНК, в эпигенетике, в сложных каскадах экспрессии генов. Это правда. Но полнота объяснения всё ещё ускользает. Как из линейной последовательности нуклеотидов возникает трёхмерная форма? Как клетки «знают», где им находиться в теле, когда делиться, а когда умирать, какую форму принимать? Это называется проблемой морфогенеза, и она далека от полного решения.

Эпигенетика: второй слой инструкций

Долгое время считалось, что ДНК — это единственный носитель наследственной информации. Что гены — это чертежи, по которым строится организм. Но в последние десятилетия выяснилось, что есть ещё один уровень управления — эпигенетика. Это система, которая регулирует, какие гены включены, а какие выключены, не меняя саму последовательность ДНК.

Представьте себе оркестр. ДНК — это ноты. Но ноты сами по себе не звучат. Нужен дирижёр, который укажет, когда вступать скрипкам, когда молчать духовым, когда играть громко, а когда тихо. Эпигенетика — это дирижёр генома. Она решает, какие гены будут экспрессироваться, в каких тканях, в какое время, в каком количестве. И эти решения передаются по наследству, по крайней мере, на несколько поколений.

Эпигенетические метки — это химические модификации ДНК и белков-гистонов, на которые ДНК намотана. Метильные группы присоединяются к определённым участкам ДНК и «заглушают» гены. Ацетильные группы, наоборот, активируют. Эти метки могут меняться под воздействием окружающей среды — питания, стресса, токсинов, даже социального опыта.

Исследования показали удивительные вещи. Голландские дети, рождённые во время «голодной зимы» 1944-1945 годов, имели изменённые эпигенетические метки, которые влияли на их метаболизм всю жизнь. Причём эти изменения передались их детям и внукам. Стресс, пережитый родителями, может влиять на экспрессию генов у потомков. Травма, пережитая предками, оставляет след в геноме.

Это означает, что наследственность гораздо сложнее, чем просто последовательность нуклеотидов. Организм не просто считывает генетический код. Он активно им управляет. Он адаптируется к среде и передаёт эту адаптацию потомкам. Это напоминает ламаркизм — теорию наследования приобретённых признаков, которую дарвинизм, казалось, похоронил. Но эпигенетика показывает, что Ламарк был не так уж неправ. Приобретённые признаки могут наследоваться — не через изменение последовательности ДНК, а через изменение её упаковки и регуляции.

Для нашего разговора это важно вот почему. Эпигенетика добавляет ещё один уровень сложности, который должен был возникнуть в процессе эволюции. Как возникла сама система эпигенетической регуляции? Это не просто случайные мутации в ДНК. Это целая надстройка, которая интерпретирует генетический код и управляет им. Она должна была возникнуть одновременно с ДНК, потому что без регуляции генетический код бесполезен. Но как случайные мутации могли создать систему, которая осмысленно управляет другими случайными мутациями?

Проблема происхождения полового размножения

Давайте рассмотрим ещё одну загадку, которую редко обсуждают в популярной литературе. Это происхождение полового размножения.

С точки зрения естественного отбора, половое размножение — это катастрофически невыгодная стратегия. При бесполом размножении организм передаёт потомкам сто процентов своих генов. Каждая особь способна к размножению. Популяция растёт быстро. При половом размножении вы передаёте потомкам только половину генов. Вам нужен партнёр, которого надо найти, привлечь, возможно, за него конкурировать. Вы тратите колоссальные ресурсы на ухаживание, спаривание, вынашивание потомства. Половина популяции — самцы — вообще не производят потомства напрямую. С точки зрения эффективности, это безумие.

Почему же эволюция «выбрала» половое размножение? Стандартный ответ: оно увеличивает генетическое разнообразие, а значит, устойчивость популяции к паразитам и болезням. Это правда. Но проблема в том, что для перехода от бесполого размножения к половому нужны промежуточные стадии. А на этих стадиях организм получает все недостатки полового размножения — сложность, затраты, зависимость от партнёра, — но ещё не получает преимуществ генетического разнообразия. Естественный отбор должен был бы отсеять такие промежуточные стадии. Как же половое размножение всё-таки возникло?

Учёные предлагают разные гипотезы. Одна из них — что половое размножение возникло как побочный эффект каннибализма или паразитизма. Другая — что оно связано с репарацией ДНК. Но однозначного ответа нет. И это ещё один пример системы, которая кажется невероятно сложной и требует объяснения, выходящего за рамки простого «случайные мутации плюс отбор».

Молекулярные машины: экскурсия в наномир

Давайте спустимся ещё на один уровень и посмотрим, что происходит внутри клетки. Клетка — это не просто мешочек с химикатами. Это город с населением в миллиарды молекул, с транспортными магистралями, электростанциями, заводами по переработке отходов, системой безопасности и службой доставки.

Белки в клетке работают как машины. Буквально. У них есть вращающиеся части, шарниры, поршни. АТФ-синтаза — это молекулярный мотор, который вращается со скоростью до десяти тысяч оборотов в минуту и производит универсальное топливо для клетки — молекулы АТФ. Этот мотор состоит из множества белковых субъединиц, которые должны быть собраны в точном порядке. Если хотя бы одна субъединица отсутствует или находится не на своём месте, мотор не работает. Как такой мотор мог возникнуть путём постепенной эволюции?

Другой пример — рибосома. Это молекулярная фабрика по производству белков. Она считывает инструкции с мРНК и собирает аминокислоты в цепочки согласно генетическому коду. Рибосома состоит из нескольких молекул РНК и десятков белков. Всё это должно быть собрано в точную трёхмерную структуру. Сбой в работе рибосомы означает смерть клетки. Рибосомы есть у всех живых организмов — от бактерий до человека. Их структура удивительно консервативна. Как такая сложная и жизненно важная система могла возникнуть постепенно? Если на каком-то этапе рибосома не работала, клетка не могла производить белки. Без белков нет жизни.

Креационисты и сторонники разумного замысла используют эти примеры для критики эволюции. Дарвинисты отвечают: вы предполагаете, что эти системы не могли работать в упрощённом виде. Но мы не знаем этого наверняка. Возможно, предшественники рибосомы были проще и выполняли другие функции. Возможно, они состояли только из РНК, без белков. Мы не можем заглянуть в прошлое и увидеть эти промежуточные стадии. Но их существование не противоречит законам физики и химии.

Спор продолжается. Истина, вероятно, где-то посередине. Эволюция — мощный механизм, но один ли он?

Информационный аргумент: код внутри кода

Теперь давайте поговорим о том, что, возможно, является самым сильным аргументом против чисто случайного возникновения жизни. Это информационный аргумент.

ДНК — это код. Любой код, который мы знаем из опыта, имеет разумное происхождение. Азбука Морзе, двоичный код, языки программирования, иероглифы — все они были кем-то созданы. Мы нигде в природе не видим, чтобы код возникал сам собой, без разумного источника. Почему же мы делаем исключение для генетического кода?

Скептик ответит: генетический код — это не код в смысле человеческих кодов. Это химический процесс, который мы описываем в терминах кода для удобства. Нуклеотиды соединяются с комплементарными нуклеотидами по законам химии. Аминокислоты связываются с тРНК по законам химии. Никакой «информации» в метафизическом смысле здесь нет.

Но так ли это? Генетический код обладает свойствами, которые отличают его от простых химических реакций. Он произволен. Нет химической причины, по которой кодон GUG должен кодировать валин, а не лейцин или глицин. Связь между кодоном и аминокислотой устанавливается через адапторные молекулы тРНК и ферменты аминоацил-тРНК-синтетазы. Эта связь могла бы быть иной. В некоторых организмах она иная — существуют альтернативные генетические коды. Это говорит о том, что код не детерминирован химией. Он выбран.

Выбран. Это ключевое слово. Если код выбран, то кем или чем? Случайностью и отбором? Или разумным агентом?

Этот вопрос остаётся открытым. Но он заставляет задуматься о границах возможностей случайных процессов.

Антропный принцип: Вселенная, настроенная на жизнь

Теперь поднимемся на самый высокий уровень — космологический. В последние десятилетия физики осознали удивительный факт: фундаментальные константы нашей Вселенной настроены таким образом, что допускают существование сложной жизни. Измени любую из них на долю процента — и Вселенная стала бы пустой и мёртвой.

Гравитационная постоянная. Будь она чуть сильнее — звёзды сгорали бы слишком быстро, не давая жизни времени на развитие. Будь чуть слабее — звёзды вообще не зажглись бы.

Сильное ядерное взаимодействие. Будь оно чуть слабее — ядра атомов не могли бы образовываться. Будь чуть сильнее — все протоны слились бы в гелий в первые минуты после Большого взрыва.

Масса электрона, масса протона, соотношение между ними — всё это имеет значения, которые кажутся «подогнанными» для возникновения жизни.

Этот феномен называется «тонкой настройкой Вселенной» или «антропным принципом». Существует несколько объяснений.

Первое: так сложилось случайно. Нам просто повезло. Если бы константы были другими, нас бы не было, и мы не могли бы задавать этот вопрос. Это называется «слабый антропный принцип». Он логичен, но некоторым кажется неудовлетворительным.

Второе: существует бесконечное множество вселенных с разными константами. Мы живём в той, где константы подходят для жизни, просто потому, что в других вселенных жизнь невозможна. Это мультиверс. Красивая гипотеза, но пока недоказуемая.

Третье: константы были настроены разумным создателем. Это аргумент, который используют сторонники разумного замысла на космологическом уровне.

Четвёртое: константы взаимосвязаны и не могли быть иными. Они вытекают из какой-то более глубокой теории, которую мы пока не открыли. Возможно, теория струн или квантовая гравитация объяснят, почему константы именно таковы.

Мы не знаем, какое объяснение верно. Но сама тонкая настройка — это ещё одна загадка в копилку вопроса «кто мы?». Мы живём во Вселенной, которая кажется спроектированной для жизни. Случайность? Закономерность? Чей-то замысел? Ответ на этот вопрос определит, как мы видим себя и своё место в мироздании.

Сознание как ключ

И вот мы снова возвращаемся к сознанию. Потому что оно может быть ключом ко всей головоломке.

В предыдущей главе мы говорили о «трудной проблеме сознания»: как субъективный опыт возникает из физических процессов в мозге? Но есть и другой вопрос, столь же фундаментальный: какую роль сознание играет в эволюции? Является ли оно просто побочным продуктом сложности, как выхлопной газ автомобиля? Или оно — движущая сила?

Некоторые философы и учёные предлагают рассматривать сознание как фундаментальный фактор эволюции. Не просто как продукт отбора, а как то, что направляет отбор. Организмы не пассивно приспосабливаются к среде — они активно ищут, выбирают, стремятся. Даже одноклеточные существа демонстрируют поведение, похожее на целенаправленное. Бактерия плывёт туда, где больше питательных веществ. Растение поворачивает листья к солнцу. Животное ищет партнёра, строит гнездо, заботится о потомстве. Всё это требует как минимум зачатков субъективного опыта. А что, если этот субъективный опыт не возник на каком-то этапе эволюции, а был всегда? Что, если каждая частица материи обладает какой-то формой внутренней жизни, как предполагают панпсихисты? Тогда эволюция — это не слепой механизм, а история развития сознания, которое ищет всё более сложные формы для своего выражения.