Запасные части для коммунальной и дорожно-строительной техники

Биология

1985. Перебаскин В.А., "Праматерь всех разумных?"


Праматерь всех разумных?

Перебаскин В.А.

Журнал «Химия и жизнь», 1985, № 4, стр.41-44.

Боюсь объяснений, объясняющих
объясненные вещи.
А. Линкольн.

        Говорят, что гипотез столько же, сколько людей на Земле. Ну что же, каждый имеет право представлять собственных предков на свой лад. Не хочу быть исключением – предлагаю свой вариант.
        Начну с  цитаты из заметки, недавно опубликованной в журнале «Science News» (1983, т.124, № 7, с.101): «Изучение различий в строении ДНК людей, живущих в разных странах, позволило сделать вывод, что человечество произошло от общего предка женского пола. Современный человек ведет свой род от единственной праматери, живших около 350 тысяч лет назад».
        Генетики из Беркли, изучившие множество проб ДНК из митохондрий (каждая макромолекула такой ДНК содержит 35 генов, передаваемых потомству только от матери, без влияния отцовского генетического  материала; изменения в таких ДНК возможны только под действием мутаций), подтвердили гипотезу, согласно которой в указанный ими срок совершился решающий эволюционный скачок, после которого очеловечивание человека ускорилось многократно.
        О сути этого скачка – чуть позже, а пока поговорим об энергетике.

        Энергия связи.

        Любая система заслуживает своего названия только потому, что в ее рамках существуют связи чего-то с чем-то, элементов, удерживаемых в определенном единстве. При ослаблении связей она распадается на составляющие – тоже системы, которые также могут в свою очередь распадаться. И так до бесконечности, на сегодняшний день до кварков...
        В.И. Ленин разглядел в этом важнейшее свойство материи – бесконечность вглубь: «Электрон так же неисчерпаем, как и атом, природа бесконечна».
        Итак, связь – всеобщее свойство систем, и различаются между собой родственные системы именно энергией связи. К примеру, капля воды в запаянной ампуле при нагревании постепенно увеличивает свой объем до определенного предела, а потом исчезает как тело, как система, распадаясь на массу других систем – молекул. И наоборот, при охлаждении, при потере молекулами энергии из них опять организуется единая макросистема – капля.
        Что-то похожее происходит в живом мире. Волчья стая, например, обычно образуется с наступлением голодного, энергетически дефицитного зимнего периода и распадается летом, во время пищевого изобилия. Более сильный, лучше вооруженный хищник, тигр, стай не образует – ни к чему. И наоборот, слабо вооруженное копытное вне стада долго не живет: пищевое изобилие в одиночку для него бессмысленно, одинокое копытное легко становится  добычей хищников.
        Как видите, просматривается некая аналогия. Биологическая энергия пищи выполняет роль собственной энергии живых систем, препятствующей образованию связей. Давление же внешней среды, естественного отбора, наоборот, подобно обычному физическому давлению, сплачивает, укрепляет, консолидирует системы.
        От этой аналогии можно в принципе прямо переходить к происхождению человека, но для начала проверим кое-какие действующие здесь закономерности на примерах попроще.

        Выход на сушу.

        Теплое девонское море... Одна из энциклопедий назвала его «подлинным раем для рыб». Определение несколько сомнительно: уже тогда, очевидно, существовала законченная экосистема растений и животных. Экосистема же вовсе не подразумевает абсолютное равенство всех своих участников. В нее всегда входят как высокоспециализированные, идеально приспособленные к условиям обитания виды, так и другие, менее удачливые. Так что лучше говорить не о равенстве, а о взаимозависимости...
        Под давлением естественного отбора менее приспособленные, неспециализированные виды неизбежно вытесняются с лучших угодий куда-то на периферию, на край ойкумены - так случается в любой очереди, в любой давке. Подобным же образом наименее специализированные виды рыб – кистеперые были оттеснены на самый край водной стихии, на границу суши, в полосу прибоя.
        Дальше для рыбы вроде бы некуда. Пришлось специализироваться, приспособиться к этим небывало трудным условиям. Вернее, не специализироваться, а, наоборот, стать универсалами. Ибо специализация сразу к двум средам обитания, да вдобавок в условиях острого дефицита энергии, - это явная универсализация. Кистеперый целакант оказался вынужден расширить поле своей деятельности (прежнее его энергетически не обеспечивало) и освоить в дополнение к родному водному новый способ существования – наземный, правда, став уже не целакантом.
        Но едва это произошло, как из сурового режима голодания он попал в условия невиданного энергетического изобилия. Врагов на суше у него практически не было, пищи же – растений и насекомых – неограниченные запасы (в условиях современной занятости суши с целакантом, скорее всего, произошло бы то же, что с крыловской щукой, вознамерившейся половить мышей).
        Теперь, вспомнив, что происходит в условиях такого изобилия с каплей воды или стаей волков, нетрудно угадать, что произойдет с системой «целакант»: рев неминуемо должна распасться на ряд других систем. В отсутствие естественного отбора живучесть мутантов (особей с отклонениями от нормы), естественно, повышается. Можно предвидеть, что часть из них, отыскав свободные экологические ниши, адаптируется и породит новые виды. Мало того, известно: чем больше открывается таких ниш, тем шире спектр выживающих мутантов.
        В многообразии свободных ниш - ответ на мучивший многих исследователей вопрос, каким образом от одного и того же целаканта произошли и травоядные, и хищные потомки. «Большую изменчивость островных видов можно считать следствием уменьшения контроля со стороны хищников», - пишет известный эколог Р. Дажо, объясняя небывалое видовое разнообразие сумчатых в Австралии и птиц на Галапагосских островах.
        Выходит, в иных случаях хищный волк может произойти от смиренной овечки... Именно так и вышло, когда кистеперые рыбы, перебравшись на сушу, породили экосистему стегоцефалов – земноводных, как травоядных, так и хищных.

        Динозавры – млекопитающие – человекообразные...

        Климат девона и карбона был жарким и влажным. Тем не менее где-то вдали от морей могли существовать области жарко-сухого климата. Для земноводных, естественно, не очень-то удобные. Это был край, предел их болотистой ойкумены. И опять на край выталкивается самый слабый, неспециализированный вид только что возникшей стегоцефальской экосистемы... Приспосабливайся или погибай.
        И снова изгои выкручиваются. Начинается формирование динозавра, существа более универсального по признаку сухопутности, могущего процветать как в жарко-влажном, так и в жарко-сухом климате. Как видите, проявилось то же свойство систем: в условиях дефицита системной энергии – совершенствование, универсализация.
        «После каледонского периода горообразования <...> на больших пространствах суши установился континентальный климат» (И.И. Шмальгаузен «Происхождение наземных позвоночных»).
        Экосистеме стегоцефалов, идеально специализированных для влажного климата, пришлось погибнуть, а вот для динозавров, готовенького, но малопочтенного до того вида, открылся богатейший выбор экологических ниш. Избавившись с гибелью стегоцефалов от давления естественного отбора, они попали в полосу энергетического изобилия и породили новую многообразнейшую экосистему ящеров.
        В том, что последовало далее, ничего нового уже не было – природа, в сущности, любит штампованные решения. Самый неспециализированный, самый «никудышный» вид динозавров, вытесненный на край местности, населенной процветающими ящерами, начал вынужденно приспосабливаться к тамошнему холодно-сухому климату. Опять универсализация, выработка способности выживать в любом из наличествовавших тогда видов климата... Среди прочих новых приобретений – вскармливание детенышей материнским молоком. Древнейшие млекопитающие (мелкие, размером с землеройку, лишенные и преимуществ, и недостатков узкой специализации) дождались своего часа, когда вступила в действие тенденция, четко выявленная графиком «температурной истории планеты» в статье Г. Скоробогатова «Где оно, космическое чудо?» [“Химия и жизнь”, 1983, № 12]. Иными словами, когда планета начала остывать до уровня, неприемлемого для непобедимых динозавров...
        Незаметные зверюшки вышли на авансцену эволюции и снова породили широкий спектр видов как травоядных, так и хищных, уютно устроившихся каждый в своей экологической нише. И снова кто-то, самый слабый и неспециализированный (история повторяется), был вытеснен на край...
        Правда, теперь этот край мало напоминал золотой пляж на берегу девонского моря или цветущие леса да луга юрского ландшафта. Это было каменистое, продуваемое всеми ветрами высокогорье, где было мало хищников, но мало и любых других животных. И вот такие невообразимо тяжкие условия заставили это (пока неизвестное нам) существо совершенствоваться как никакое другое. Пришлось развить цепкие, ловкие, как у ящерицы, конечности, преобразовать когти (бесполезные в скалах) в ногти, обрести всеядность. И резко поднять эффективность усвоения пищи, в целых шесть раз увеличить КПД (а что поделаешь – дефицит!). Это еще не все. Чтобы издали видеть врага или добычу, существо поднялось на задние конечности, а потом (или одновременно) объединилось в стаи.
        Именно с этого момента началось очеловечивание гоминид (надеюсь, читатели уже догадались, о каких существах идет речь). Энергетические условия требовали объединения, а объединение в свою очередь – общения, понимания друг друга для согласования трудовых и охотничьих усилий, для суммирования малых индивидуальных сил во всесокрушающую мощь монолитной стаи. Благодаря общению человекообразные стали стремительно умнеть; они успешно освоили «логические системы», присущие разным видам животных («засадную» логику, кошек, «преследовательскую» собак...), и сумели противопоставить остальному животному миру сумму приемов, несравненно более эффективную, чем у любого другого вида млекопитающих.
        В итоге, спускаясь со своих возвышенностей в эпохи периодически сковывавших Землю оледенений, стаи человекообразных из толпищ изгоев превращались в гегемонов животного мира; даже самые мощные специализированные хищники в панике  освобождали места обитания при их подходе. Продолжая это победоносное движение в межледниковые периоды, гоминиды попадали из голодной провинции в центр – пищевой эдем. И вот здесь-то их подстерегал враг пострашнее всяких саблезубых: подавление естественного отбора в условиях изобилия. Ведь повторялась история, происходившая до того с целакантами или динозаврами: система попадала в режим избытка энергии.
        Тогда-то, видимо, и появились удивляющие ныне антропологов «щелкунчики» Дарта (человекообразные «белки»), австралопитеки Кенигсвальда (человекообразные «коровы»), гигантопитеки (подобного же образца «волки»), кениапитеки Лики (предки современных обезьян)...
        Когда эти, перечисленные и не перечисленные, существа двинулись в атаку на экосистему млекопитающих, занимая свободные – или завоеванные -  экологические ниши, на них тут же со всей силой неизбежности обрушился топор естественного отбора. Обычного, животного, включающего и гибель в зубах приспособившихся к новым соседям хищников... Ведь все эти двуногие существа – несмотря на почти человеческий облик, на вполне вероятную у них примитивную речь – еще не были людьми разумными.

        Недостающее звено.

        На поиски такового тратятся колоссальные усилия. Ищут в благодатных африканских саваннах... Но в таких ли местностях совершаются решающие эволюционные метаморфозы? Да и была ли эта беспрецедентная по результатам метаморфоза такой уж заметной? Ведь состояла она не столько в физическом, сколько в «социальном» преобразовании стада человекообразных.
        Как государство не может стать самостоятельным, пока оно не создаст свою независимую экономику, так и выделиться из животного мира в особую систему было нельзя, не создав свой, не животный способ отбора.
        Решающим в этот великий момент событием могло оказаться нечто малозаметное, на первый взгляд не очень-то существенное и едва ли поддающееся обнаружению методами археологии – рождение мутантной самочки с нарушенным циклом воспроизводства потомства. Самки, способной к зачатию не раз или два-три раза в год, как у животных предков, а круглогодично, с ежемесячным зарождением в ее организме активных яйцеклеток.
        Не это ли была первая на Земле женщина и первый человек в полном смысле слова; не ее ли гены мы все до сих пор носим в своих митохондриях?
        Для воспроизводства наиболее жизнеспособного потомства в животном мире существует жесткий межвидовой отбор на уничтожение и сравнительно либеральный внутривидовой, сводящийся чаще всего к отпугиванию. Самый могучий из самцов попросту демонстрирует остальным – «вприглядку» или в ходе ритуальной, не убийственной драки – свои рога или клыки, и этого оказывается достаточно для завоевания благосклонности самки на недолгий брачный период.
        Однако с нарушением такой периодичности ситуация меняется, отбор «на испуг» становится недостаточным, ибо противник сильнейшего становится не временным, а почти постоянным. Хитрым, умным, изощренным... Борьба внутри стада в результате этого, видимо, стала куда более суровой, вплоть до уничтожения. В противовес же ее  разрушительным последствиям включились механизмы новые – уже не стадные, а социальные. К примеру, почитание предков...
        Внутривидовой отбор этой способной к круглогодичному размножению группы гоминид (вернее, уже людей) объединил всю полноту как внешнего, так и внутреннего отбора и породил систему, развивающуюся с колоссальной быстротой независимо от превратностей судьбы прочего животного мира: где строже отбор – тем выше качество.
        А кого за это благодарить – не первую ли женщину, которая своим, возможно, не очень-то строгим нравом разрушила животную систему естественного отбора? И стала праматерью всех разумных существ, ныне населяющих нашу планету?