Как эволюция создает сложные организмы?

Организм взрослого человека состоит примерно из 40 триллионов клеток. Каждая из них — это целый завод со множеством цехов, станков и транспортных линий. Если же говорить о «технической документации», то информация из ДНК только одной клетки займет не менее 90 увесистых томов.

Впечатляет и человеческий мозг. В нем насчитывается более 80 миллиардов нейронов и свыше 150 триллионов нейронных связей. По мнению специалистов, «вычислительная мощность» нашего разума на один-два порядка превосходит самые совершенные ЭВМ.

Нам трудно представить настолько сложную систему. Но еще труднее представить, как вся эта невероятная и грандиозная конструкция под названием «человек» могла возникнуть в результате простых эволюционных процессов.

Креационисты обычно говорят:

— Если вы найдете среди пустыни автомобиль, вам не придет в голову, что он появился там сам по себе. Так почему же глядя на живые организмы, которые в миллионы раз сложнее любой машины, вы по-прежнему верите в этот бред про эволюцию?!

В этой статье мы попробуем разобраться, как эволюция создает сложные организмы и какие ошибки допускают креационисты.

Случайна ли эволюция?

Вот как обычно выглядят аргументы противников эволюционной теории:
Вероятность самозарождения жизни фактически равна нулю. Если мы положим в пробирку все вещества, из которых состоит организм, и тщательно ее потрясем, у нас не получится ни одной живой клетки.
И даже если мы будем ее трясти миллионы и миллиарды лет, у нас все равно ничего не выйдет. Жизнь слишком сложна, чтобы появиться сама по себе!
А вот еще более «красивый» и популярный пример:
Теория эволюции несостоятельна, ибо порядок не может возникнуть из беспорядка. Если через свалку пройдет торнадо, он никогда не сможет собрать из отдельных деталей Боинг-747.

Не будем обращать внимания на то, что креационисты постоянно путают теорию эволюции и теорию абиогенеза, которая изучает появление жизни. В любом случае, ошибка здесь будет одна и та же.

Как вы заметили, креационисты считают эволюцию игрой слепого случая. Мол, природа бросила несколько раз кости и на Земле появилась жизнь. Бросила еще раз — и амеба чудесным образом превратилась в человека.

Но в том-то и дело, что эволюция совсем не случайна: ее направляет естественный отбор. И это вовсе не одноразовый отбор, как в примерах с пробиркой и Боингом. Нет, этот отбор повторяется снова и снова, накапливая изменения по нарастающей.

Чтобы было понятно, в чем разница между одноразовым и нарастающим отбором, проведем небольшой эксперимент. Возьмем шесть любых монет:

Вопрос: сколько раз нужно будет их подбросить, чтобы они все выпали орлом? Легко посчитать, что вероятность этого события равна 1/64. Но лично у меня сейчас получилось это сделать с 41-й попытки:

Это был одноразовый отбор.

А теперь немного изменим условия и используем нарастающий отбор. Сейчас мы будем повторно бросать только те монеты, которые выпали решкой:

На этот раз мы достигли цели всего за четыре попытки.

По такому же принципу работает и эволюция. Она не начинает каждый раз все с чистого листа, а использует свои предыдущие достижения. Она не только сохраняет благоприятные для организма изменения, но и постоянно добавляет к ним все новые и новые полезные качества.

Именно благодаря нарастающему отбору, на Земле и появились сложные организмы. Они не возникли из ниоткуда, а развились из более простых и примитивных существ, которые непрерывно накапливали в своих генах полезные мутации.

Этот процесс не был мгновенным: он происходил на протяжении сотен миллионов лет. А это значит, что у эволюции было достаточно времени для превращения примитивных бактерий в высокоразвитые организмы.

Однако это еще не все. Со временем эволюция изобрела несколько приемов, которые помогают ей создавать очень сложные системы с минимальными затратами.

Прием №1. Модульная сборка

Зачем разрабатывать сложную систему с нуля, если ее можно быстро собрать из уже готовых и проверенных блоков?

Например, человеческое тело, как мы помним, состоит из триллионов клеток. Однако самих клеток насчитывается всего около 230 разновидностей, и этого вполне достаточно для создания любых органов.

Сами же эукариотические клетки (то есть клетки с ядром) когда-то появились благодаря симбиозу совсем уж примитивных бактерий. Митохондрии образовались из альфа-протеобактерий, пластиды — из цианобактерий, а в роли клетки-хозяина выступили обычные археи.

Увы, это не мы первые придумали модульное программирование.

Прием №2. Фракталы

Фрактал — это объект, составленный из похожих на него объектов. А те, в свою очередь, тоже состоят из таких же объектов, и так повторяется множество раз.

Например, возьмем три точки (я нарисую квадратики – так нагляднее):

Каждую из них заменим такими же тремя точками:

Повторим эту операцию несколько раз, и в результате получим вот такой сложный рисунок:

Этот фрактал называется «салфетка Серпинского».

Такие же «самоподобные» образования умеет создавать и живая материя. Вот только несколько из них:

«Неупрощаемая» сложность

Однако у креационистов есть еще одно возражение:

Многие органы могут появиться только целиком и сразу. От недоразвитого сердца, глаза или крыльев никакого проку нет, поскольку они не будут нормально работать. Следовательно, они никогда не смогут возникнуть в результате постепенных эволюционных преобразований.

Эту претензию предъявляли еще Чарльзу Дарвину (на что он отвечал, что полглаза — это лучше, чем вообще ничего). Однако в наши дни у нее появилась более «научная» формулировка. В 1996 году Майкл Бихи выдвинул концепцию «неупрощаемой сложности», которая быстро стала популярной у креационистов.

Ее суть в следующем:

В живом организме есть множество слаженных систем. Они состоят из частей, которые непрерывно взаимодействуют друг с другом. Если хотя бы одна из частей исчезнет, то вся система перестанет работать.
Такие системы не смогут образоваться в результате эволюции. Системы-предшественники не будут иметь некоторых деталей, а значит они не смогут и работать.

Майкл Бихи приводит много примеров такой «неупрощаемой сложности»: бактериальный жгутик, защиту жука-бомбардира и другие системы живых организмов.

Ошибка здесь в том, что мы видим лишь конечный результат эволюции. Сейчас эти системы действительно стали «неупрощаемыми»: глаз не будет работать без хрусталика, а сердце — без митрального клапана.

Но если проследить развитие того или иного органа, то картина окажется совсем другой. Ведь изначально все органы были просто «выгодными», и лишь после миллионов лет эволюции стали «необходимыми».

Например, мы не можем жить без печени. Однако впервые она появилась только у хордовых, тогда как их предшественники отлично обходились и без нее. Например, у моллюсков роль печени выполняют довольно простые пищеварительные железы.

Представления о «неупрощаемых системах» возникают лишь из-за незнания эволюционных процессов. На самом же деле абсолютно любую систему можно упростить.

Давайте для примера рассмотрим эволюцию глаза.

Вопреки аргументам креационистов, даже самый простой и примитивный орган зрения уже дает организму несомненные преимущества:

1. Если появится одна клетка, чувствительная к свету, организм сможет различать тьму и свет.

2. Если этих клеток станет больше, чувствительность к свету возрастет.

3. Если слой клеток изогнется, организм сможет определить направление источника света.

4. Если глаз покроется слоем прозрачных клеток, он будет защищен от внешней среды.

5. Если прозрачные клетки научатся фокусировать свет, увеличится четкость изображения.

Тут кто-нибудь наверняка возразит:

— Это ведь только гипотезы! Вы ведь не знаете, как это было на самом деле?

Во-первых, мы можем найти все эти этапы эволюции у других животных. Например, изогнутый пласт светочувствительных клеток (рис 3) мы обнаружим у пиявок. Во-вторых, весь этот эволюционный путь млекопитающие отчасти повторяют во время эмбрионального развития:

Что же касается бактериального жгутика и защиты жука-бомбардира, о которых писал Майкл Бихи, то об их эволюции подробно рассказывается в этих видео:

Однако кое в чем Майкл Бихи все же прав. Если орган действительно представляет собой «неупрощаемую систему», он никогда не сможет сформироваться в процессе эволюции.

Именно по этой причине ни у одного животного нет колес. Да, колеса — это очень удобная штука, которая бы позволила организму увеличить скорость перемещения без лишних энергозатрат. Оттолкнулся — и покатил по лесным дорожкам в поисках пищи.

Но тут возникают две проблемы. Во-первых, от незавершенных колес животному нет никакой пользы.

А во-вторых, колеса не могут быть связаны с организмом: они должно свободно вращаться вокруг оси. Да, теоретически их можно выращивать, а потом отсоединять от организма. Однако в то время, пока эволюция формировала бы этот механизм, животное не получало бы никаких преимуществ для выживания.

Заключение

Итак, давайте еще раз перечислим основные ошибки креационистов.

Первое: эволюция вовсе не является случайным процессом. Благодаря естественному отбору, она накапливает и преумножает полезные изменения, а значит вполне способна двигаться от примитивных организмов к сложным.

Второе: «неупрощаемая сложность» — это миф. В действительности у любого «неупрощаемого» органа есть своя история, которая всегда начиналась с какой-нибудь довольно простой мутации.

К сожалению, большинство креационистских заблуждений бездумно кочуют из книги в книгу на протяжении десятков лет. И у всех вышеперечисленных ошибок одна и та же причина — слабое знакомство с современной наукой и хроническое нежелание с ней знакомиться.

Источники:

Ричард Докинз «Слепой часовщик»

Сборник «Доказательства эволюции» под редакцией А.В.Маркова

Марков А. В. «Ядро земное и ядро клеточное: что между ними общего?»