25.04.11
Polit.ua публикует расшифровку лекции палеонтолога Кирилла Еськова, прочитанной 1 декабря 2010 года в Киеве, в Доме ученых в рамках проекта «Публичные лекции “Політ.ua”«. «Публичные лекции “Політ.ua”« — дочерний проект «Публичных лекций “Полит.ру”«. В рамках проекта проходят выступления ведущих ученых, экспертов, деятелей культуры России, Украины и других стран.
Холмогорова: уважаемые коллеги, добрый вечер. Рады приветствовать вас в Доме ученых. Очень рады, что вас так много, проходите, занимайте места, по возможности. Очень приятно, действительно. С вами я, Вера Холмогорова, редактор «Полiт.ua», наш научный редактор Андрей Портнов, и наш лектор, гость из Москвы, Кирилл Еськов, старший научный сотрудник Палеонтологического института Российской академии наук, писатель-фантаст. Впрочем, здесь он, как нас предупредил, все-таки выступает не как писатель-фантаст, а как ученый, но я думаю, что по его творчеству вопросы тоже будут. Мы начинаем лекцию.
Портнов: я тоже не помню такого количества людей в нашем зале. Спасибо каждому, кто пришел и, конечно, мы очень надеемся, что каждый из вас зайдет на сайт «Полiт.ua», посмотрит, что это такое, что к чему. И очень надеемся, что вы придете на следующие лекции, мы к этому еще вернемся в конце. Сегодня первый день зимы и скажу честно, что я, как представитель… Скажем так, известно, что науки делятся на естественные и неестественные, и как представитель неестественных наук, я очень долго ждал лекцию естественнонаучную, наконец, мы ее дождались и все наши ожидания превзойдены в трехкратном размере, поэтому я сразу, с огромным удовольствием предаю слово Кириллу, а затем будет, как всегда, дискуссия, и я надеюсь, что у нас хватит времени хотя бы частично обсудить то, что мы услышим.
Текст лекции
Кирилл Еськов: тут, поскольку речь зашла про естественные и неестественные науки (там, кстати, еще противоестественные), у меня сразу возник вопрос. Я знаю, что тут довольно много народу из Института зоологии, а нельзя ли поднять руки, кто здесь из естественных, кто из неестественных, просто вот соотношение в зале? Представители неестественных и противоестественных поднимите, пожалуйста, руки.
(смех в зале)
Кирилл Еськов: …Нет, техника — это да, понятно. То есть, большинство в зале, как я понимаю, из естественных наук и технарей. Хорошо, но, тем не менее, профессиональных биологов тут не так много, поэтому начну… Ничего, что я буду так ходить и периодически поворачиваться так, да?.. Я думаю, что мне тогда лучше начать все-таки, издали.
Общаясь с приятелями, мне приходится регулярно отвечать примерно на такие вопросы: «Слушайте, мы понимаем, что вы все там, конечно, подписку о неразглашении давали насчет Дарвина, но признайтесь честно, Дарвин давно устарел». На этом месте приходится, опять же, на честно заданный вопрос честно отвечать: «Дарвин, конечно, устарел, 150 лет прошло». Понимаете, в этом месте начинаешь объяснять, что вот в математике -- там хорошо, там теорема Пифагора или бином Ньютона, они не стареют и никуда не деваются, а в естественных науках — модели. Естественные науки занимаются построением моделей реальности и ничем другим, да. Так вот модели реальности те, конечно, устаревают. Модель Коперника, гелиоцентрическая система, устарела; вот была, была, а потом устарела. Модель Сванте Аррениуса (Svante August Arrhenius) теория электролитической диссоциации, которую вы в школе изучали, что молекула распадается на два иона, которые там плавают в воде, один пинг-понговый шарик с зарядом плюс, а другой с зарядом минус -- вот эта модель тоже устарела, ну, нет таких ионов, да. Планетарная модель Бора (Niels Henrik David Bohr) с ядром и электрончиками, которые тоже в виде заряженных шариков вокруг одного летают, она тоже устарела. И на том месте, да, Дарвин устарел, ровно в том смысле, в котором устарел Коперник, устарел Аррениус, устарел Бор. Свое значение положительное эта модель сыграла, но сейчас модели несколько другие, созданные на ее основе.
«Ну, хорошо, ладно, я понимаю, что вы опять там подписки давали, а что было у Дарвина неправильное?» Вот на этот вопрос уже можно отвечать более конкретно. В работе Дарвина есть некоторое количество вполне реальных ошибок, которые были не фатальными, особой роли не сыграли, но, тем не менее, ошибки были.
Первая ошибка, которая была у Дарвина, которая сейчас нам понятна, это что Дарвин черным по белому написал о том, что приобретенные признаки наследуются. Причина была в том, что Дарвин, как известно (ну, это зоологам известно, я поэтому просто рассказываю остальной части аудитории) попался в ловушку, которую ему поставил простой инженер Дженкин (англ. Fleeming Jenkin) который создал известный парадокс Дженкина. Он задал простенький вопрос: «Почему полезный признак, который появляется, он не размывается, так сказать, в чреде следующих поколений?» Не понятно, что должно быть: вот признак некоторый появился, он даже полезный, он вашим отбором может подхватываться, но в следующем поколении его должно оказываться половинка, потом четвертинка, и так далее. И вот на этот вопрос, совершенно детский и простенький, казалось бы, Дарвин ответа не нашел. Вывернуться из этой ловушки, которую для него поставил Дженкин, Дарвин не смог: ему очень не нравилось наследование приобретенных признаков, но по-другому выйти из этого парадокса он не смог, поэтому Дарвину пришлось это дело признать.
Самое главное, что корректный ответ на этот вопрос, то есть, как ответить Дженкину, у Дарвина был буквально в руках. Потому что Мендель (нем. Gregor Johann Mende) к этому времени... Значит, в чем была ошибка, не Дарвина, а всей тогдашней биологии, то есть не ошибка даже, а неразвитость? Тогда не было ни малейшего представления о природе наследственности, то есть, не то что о ДНК, а о том, что наследственная информация записана в дискретной форме. Если бы Дарвин оценил работу Менделя, которая к тому времени была (и Мендель свою книжку прислал Дарвину, это известно), Дарвин мог бы дать ответ, но ответа не дал, настаивал на наследовании приобретенных признаков.
Потом приходит Вейсман, известный в популярном и вульгаризованном изложении тем, что он «рубил хвосты мышам» некоторое время, оказалось, что хвосты не уменьшаются от этого дела, соответственно, приобретенные признаки не наследуются. И на этом месте возник первый кризис дарвинизма, что, вроде, дарвиновская модель эволюции не работает. Вот зоологи знают, я для всех остальных даю справку, что почти все генетики, начало героического прошлого века, они все были яркими отчетливыми антидарвинистами. Но, потом дальше оказалось, что все нормально, дальше все-таки переоткрыли законы Менделя, и на этом месте как раз и возникла синтетическая теория эволюции, которая сейчас является главенствующей в эволюционной парадигме: эволюционная теория, посаженная на базу из генетики. Оказалось, что все как раз прекрасно и замечательно, просто единицей отбора является не особь, а популяция, все закономерности имеют статистический характер, ну и всякие прочие дела. Ну, не буду воспроизводить на этом месте учебник для 9 класса.
Значит, это была первая ошибка конкретная, она была таким образом выправлена. Из преодоления этой ошибки возникла синтетическая теория эволюции, собственно говоря. Дальше — вторая ошибка, которая была у Дарвина и которой, собственно говоря, я и посвящу дальнейшую лекцию. Дарвин переоценил равномерность эволюционного процесса, поскольку вообще, в целом, эволюционная теория родилась в некотором смысле из полемики с катастрофистами, а Дарвин был учеником и соратником Лайеля.. То есть, это был краеугольный камень тогдашней парадигмы, что природа не делает скачков, что все идет очень медленно, постепенно, накапливая постепенно мелкие видоизменения, которые суммируются во всякие очень серьезные вещи. И вот эти положения, что «постепенно, суммируя мелкие изменения», и что «с постоянной скоростью» они шли, как говориться «единым пакетом», а, на самом деле, это вовсе не пакет. Что «постепенно, суммируя мелкие изменения» — это все правильно, а вот что «с постоянной скоростью», это, вообще-то говоря, совершенно, ниоткуда не следует, это было совершенно произвольное допущение, из которого у Дарвина сразу возникли крупные неприятности с палеонтологической летописью. Притом, что Дарвин много работал с палеонтологическим материалом, и просто описал некоторое количество ископаемых организмов.
Но из эволюционной картины, которая была нарисована Дарвином, следовало, что у нас переходных форм между организмами должно быть в общем случае больше, чем конечных. Ну, просто статистически, если процесс идет с постоянной скоростью, то вы переходные формы должны ловить чаще, чем терминальные. А это очевидным образом не так, это понятно любому палеонтологу, потому что вся палеонтология построена на том, что у нас есть разрывы в последовательности, которые, собственно говоря, и интерпретируются как смены эпох. У вас есть виды, которые не «перетекают» друг в дружку, вообще-то говоря, это просто видно на материале. И на этом месте Дарвин был вынужден просто постулировать крайнюю неполноту палеонтологической летописи. Палеонтологическая летопись крайне не полна, это действительно чистая правда и против этого трудно возражать, все так. Но Дарвин счел, что она неполна настолько, что собственно говоря, вообще ничего не отражает. Им было черным по белому написано: «Тот, кто полагает, что палеонтологическая летопись адекватно отражает процессы, которые шли на нашей планете, может мою книжку закрыть и дальше не читать». Он сказал это сильно вгорячах, на самом деле никаких там таких кошмарных провалов нету, но палеонтологам, естественно, такая постановка вопроса крайне не понравилась, да и кому понравится? И если посмотреть, кто сильнее всего возражал против дарвинизма из представителей биологических наук, это как раз вот эти генетики (про которых мы говорили перед этим) и палеонтологи, по причине, о которой я говорю сейчас. Так что если поискать ярких антидарвинистов, так их среди палеонтологов их было, как бы, не больше, чем всех среди всех прочих биологических специальностей.
Ну, дальше все опять оказалось не так страшно, и позже решение было найдено. Синтетическая теория эволюции была создана в 20-е-30-е, а решение вот этой, тоже как бы простенькой задачки — почему принципиально редки переходные формы — оно пришло только вначале 70-х, в рамках гипотезы «прерывистого равновесия» Элдриджа и Гоулда. Что просто-напросто темпы эволюционных изменений, они сильно неравномерны во времени, и у нас чередуются периоды стазиса, когда с таксоном почти ничего не происходит и периоды быстрых взрывных изменений. Есть там крайние варианты, совсем уже сальтационизм, когда скачком происходят новые формы, но это некоторая экзотика. А то, что существует чередование периодов стазиса, когда ничего особенного не происходит, и периодов убыстрившихся даже не в разы, а на порядки изменений, это как раз, по нынешнему времени, проиллюстрировано на палеонтологическом материале, где есть непрерывные колонки, достаточно хорошо и убедительно, и сомнений особых в этом нет. И вот на этом месте как раз легко и естественно решается проблема редкости переходных форм, потому что, конечно, вероятность наткнуться на таксон, который находится в состоянии стазиса, она несопоставимо выше. То есть попасть как раз на тот момент, когда как раз происходят вот эти вот перестройки, это штука достаточно редкая, и понятно, что их и должно быть мало. То есть на этом месте все успокоились, концы с концами сошлись. Но с переходными формами всё оказалось еще интересней и непонятнее.
Очень хорошо, когда у вас есть, скажем, рептилии, есть птицы и между ними есть археоптерикс. Так удобно для школьных учителей: рисуем его между ними и он — замечательная переходная форма. Между рыбами кистеперыми и амфибиями у нас прекрасная и замечательная ихтиостега; такая вот «недоамфибия-перерыба», которая объединяет признаки тех и этих. Все прекрасно и замечательно — до тех пор, пока это один археоптерикс и одна ихтиостега. Палеонтология, как уже сказано, на месте не стоит; переходных форм объективно не может быть много, но поскольку именно эти моменты эволюции таксонов привлекают к себе самое большое внимание, то, конечно, стараются по этим местам и рыть. И число тех переходных форм всё время растет.
Вот как раз за последние лет десять нашли некоторое количество чрезвычайно эффектных переходных форм. (те, кто об этом минимально читает, elementy.ru, например — портал о новостях науки — наверное кое что знают, но просто напомню.) Во-первых, закрыли дыру между, грубо говоря, совсем обезьянами и австралопитеками: найдено несколько таких форм — орорин, сахелантроп и ардипитек; это, условно говоря, переходные формы между шимпанзе и австралопитеком. При этом важно, что они оказались гораздо более похожи на человека, чем на шимпанзе. Помните, преподаватели по теории эволюции всегда повторяют: «Человек не произошел от обезьяны, человек и обезьяна имеют общих предков, ископаемых!» Многие почему-то думают, что это отмазка такая — «Ну ладно, чё там, мы всё поняли: человек произошел от такого шимпанзе, некоторый начал помаленьку там распрямляться!» Оказалось, ничего подобного: шимпанзе это высокоспециализированные древесные формы, и к древесному образу жизни они вернулись вторично, многие их приспособления к древесному образу жизни возникли поздно, они вторичные. Общий предок человека и шимпанзе, ардипитек, был заметно более человекообразен, чем нынешний шимпанзе, и мы двигались от него в одну сторону, «человеческую», а шимпанзе — в другую, «обезьянью».
Из таких, менее имеющих к нам отношение: к ихтиостеге добавился, опять таки, широко рекламированный тиктаалик: ихтиостега — это вроде как «первая амфибия»,а тиктаалик тогда на этом пути «последняя рыба»; ну и кроме тиктаалика, который широко разрекламирован, есть, на самом деле, мене известная, но гораздо более содержательная вентастега из Прибалтики. Найдена такая замечательная штука, как «недо-камбала», у которой глаза еще не на одной стороне тела. Всегда считалось, что «перескок» глаза на другую сторону головы должен происходить »одним скачком», промежуточные варианты положения кажутся бессмысленными. Но вот как раз удивительным образом поймали момент этого «переползания» глаза на другую сторону; то есть найден ископаемый предок камбалы, у которой глаз уже не в исходном положении, и не в нынешнем, а как раз на темени. Такое очень редко попадает, но вот — рыли и нашли. Есть еще некоторое количество замечательных оперенных динозавриков, к этой группе близок археоптерикс. Их уже сейчас, благодаря китайцам, нашли полтора десятка видов, и там чего только нет — ну, например феерические формы, у которых маховыми перьями обрастали не передние, а задние конечности.
Я это к чему веду? Что хорошо было, когда «переходная форма» была одна, а когда переходная форма не одна, то становится, как ни странно, сложнее… По идее должно быть как? В соответствии с учением, они должны выстраиваться в векторную последовательность: что вначале предковых признаков больше, потом предковых признаков становиться меньше, а все больше признаков более продвинутой группы. На самом деле, неприятный факт состоит в том, что такой картинки, как правило, не наблюдается. В действительности, когда этих форм становиться много, наблюдается фактически свободное комбинирование вот этих самых признаков. То есть на месте вот этой замечательной грады возникает просто решетка, матрица, которая заполнена с большей или меньшей полнотой. Такая вот незадача. Что с этим делать долгое время было совершенно непонятно.
Одно из решений, хороших решений, предложил Леонид Петрович Татаринов, наш палеонтолог, специализировавшийся по зверозубым рептилиям, которые являются предками млекопитающих. Он подробно рассматривал процесс превращения зверозубых рептилий в млекопитающих. И Татаринову удалось показать, что вот эта вот картинка, которая нам всем вероятно памятна по нашему школьному учебнику общей биологии — ароморфоз, когда есть некая группа, у которой повышается уровень организации, она выходит на некий новый уровень, а дальше предковый ствол начинает ветвиться, там происходят более мелкие какие-то изменения, они осваивают новую экологическую нишу... Так вот, вся эта картинка, похоже, никакого отношения к действительности не имеет. В действительности — как было показано на том редком по полноте палеонтологическом материале — в нескольких эволюционных линиях (линиях «предок-потомок») зверозубых рептилий начинает возникать, и в каждой группе независимо, этот синдром из шести признаков, которые, собственно, и отличают млекопитающее от рептилии. Признаки те: преобразование косточек среднего уха, преобразование челюстного сочленения, появление мягких губ, расширение некоторых отделов мозга, и прочее, — все это в шести линиях рептилий начинает появляться параллельно, и просто одни группы набирают на выходе полный маммальный синдром, а другие так и остаются, так сказать, «недомлекопитающими». Эти группы, которые так и остались недомлекопитающими, от них сейчас остались только однопроходные (утконосы с ехиднами), они млекопитающими еще не являются, по-хорошему. Вот таких групп, таких незавершенных попыток маммализации, было еще четыре штуки, а группа, которая в конце концов набрала полный набор из всех шести признаков, она оказалась одна — та, которая дает начало нашим сумчатым и плацентарным.
Концепция была красива; бросились проверять — и оказалось, что на всех группах, где есть реальная палеонтология, в общем и целом всё очень похоже. Татаринов выдвинул термин «параллельная маммализация териодонтов» — ну, когда териодонты, вот эти зверозубые рептилии, делаются млекопитающими за счет параллельного появления маммальных признаков. После этого стали говорить и о «параллельной тетраподизации кистеперых», когда из кистеперых рыб получаются первые тетраподы — амфибии. Дальше — про «параллельную орнитизацию архозавров», когда рептилии, опять таки, обрастают перьями, получают пневматические кости и все прочие признаки птиц, опять таки, независимо. «Параллельная ангиоспермизация голосеменных», то есть когда цветковые возникают — как раз об этом мы будем говорить немножко позже. Более того, стало понятно, что можно уже говорить и о «параллельной эукариотизации», то есть, когда ядерные организмы из доядерных, видимо, получаются несколькими независимыми путями, ну и так далее.
То есть, это некий, действительно универсальный механизм, по которому происходят все крупные таксоны. И возникает следующий вопрос: а что, собственно говоря, служит движущей силой и механизмом запуска этих процессов? То есть, на этом месте, конечно, немедленно вспоминаются гомологические ряды Вавилова, что мутирование по гомолоничным локусам, действительно, оно гораздо более вероятно; со времен Вавилова мы знаем, что если у вас есть некоторый признак, то вот ищи его и у родственников, и, скорее всего там чего-нибудь тоже найдешь. Все это правильно, как это объяснить с точки зрения генетики, в общем, понятно, но непонятным, по-прежнему, остается исходный пункт — начинается-то все как?
И на этом месте к Татаринову добавляется Александр Георгиевич Пономаренко, наш выдающийся и, наверное, крупнейший на данный момент палеоэколог, который как раз всесторонне все это дело исследовал на немножко другом материал. Он постоянно говорит, что концепция параллельной маммализации, которую выдвинул Татаринов, на самом деле, даже более глубокая интересная и мощная, чем это представлялось самому ее создателю. Дело не только в том, что эти параллельные «-зации» (как это теперь называют иногда на нашем сленге), подразумевают независимое и очень растянутое по времени появление в предковой группе набора признаков появление признаков таксона-потомка, которое потом, со временем, сформирует полный синдром. Но самое главное — и вот в этом отличие Пономаренковского понимания от Татариновского, классического — что при этом процесс неизбежно захватывает целую кучу окружающих таксонов и, как мы увидим дальше, даже не биологическую компоненту экосистем. В процессе — и это самое главное — возникает куча положительных обратных связей, процесс приобретает характер цепной реакции, он становится самоускоряющимся и канализующим изменения в направлении, которое задалось с самого начала.
Первый процесс, который здесь можно рассмотреть как пример, была исследованная Валентином Абрамовичем Красиловым ангиоспермизация голосеменных, то есть растянутое по времени, как уже было сказано, появление в разных таксонах голосеменных признаков цветковых. Дело в том, что цветковые появляются в палеонтологической летописи в начале мела, а их экспансия занимает, в общем, меньше 10 миллионов лет, это ничтожный срок по геологическим меркам, и в свое время Дарвин называл этот процесс экспансии цветковых »abominable mystery (отвратительная тайна)», потому что скорость, с которой идет этот процесс смены наземной растительности, скорость, с которой, вообще-то говоря, мезозойский мир сменяется кайнозойским, конечно, поражает воображение. Откуда такая скорость процесса? Дальше становится понятно, что, вообще-то говоря, цветковые появляются в начале мела, сейчас это считается установленным достаточно твердо. То есть, юрских цветковых нет — ни макроостатков, ни пыльцы; на нынешнем этапе вопрос как бы закрыт, попытки искать в юре цветковые закончились. Но! Вся поздняя юра, оказывается, набита тем, что Красилов называл «проангиоспермами», то есть голосеменными (в основном, гнетовыми и беннеттитами), которые имеют отдельные признаки цветковых. Потом, дальше, со временем, в одной из групп (ну, считается беннетитовых), сложился полный синдром тех признаков, и на этом месте возникли настоящие цветковые.
Так вот, можно обратить внимание на то, что эти группы появляются в поздней юре и в это же время среди насекомых появляется множество групп, которые связаны трофически, не только трофически — экологически связаны со цветковыми. Известно, что цветковые стали тем, что они есть в значительной степени на коэволюции с насекомыми. Какие самые яркие черты цветковых, которые их, как группу, характеризуют? Если об этом спросить ботаника, то он сразу начнет говорить: «Ну как же, триплоидный эндосперм, двойное оплодотворение» и прочее; это все совершенно правильно, но, «с точки зрения экосистемы», это все значения особого не имеет. «С точки зрения экосистемы» имеют значение три признака, вообще-то говоря. Во-первых склонность цветковых образовывать неотенические формы, то есть, цветковые, это группа, которая умеет создавать траву — ведь трава, это, в некотором смысле, недоразвившееся дерево, которое начало плодоносить на стадии проростка. Голосеменные делать траву не умеют, никакие — ни ныне живущие, ни вымершие, а вот цветковые умеют. Как вы понимаете, появление травы радикально меняет экологическую ситуацию с «починкой» всяких нарушений растительного покрова — то есть гари, оползни, отмели, и все прочее. Места нарушений зарастают несопоставимо быстрее, чем в прошлое время. Далее. Собственно говоря, зачем нужен цветок? — цветок нужен для того, чтобы защищать семязачатки от повреждения насекомыми. Это, понятное дело, очень сложная и дорогая структура, но зато мы можем от чрезвычайно расходного ветроопыления перейти к точечному насекомоопылению; то есть риск велик, но пахнет огромным выигрышем. Поскольку первые цветковые явно были представителями вот таких сорных сообществ, росли небольшими пятнами по нарушениям, то для них проблема точной адресной доставки пыльцы была вещь ключевая.
Самое главное: представим себе, что некий беннеттит начинается специализироваться в направлении адресного переноса пыльцы. Значит, на этом месте этот беннеттит создает, грубо говоря, рабочие места для насекомых-опылителей. Насекомые те начинают «нарезать» соответствующую экологическую нишу. На этом месте появляется свита специализированных более или менее опылителей, поэтому другим вилы беннеттитов (да и не только беннеттитов, но и гнетовых каких-нибудь), грех не использовать такую возможность для того, чтобы тоже адресно переносить пыльцу. На этом же месте, соответственно они опять создают рабочие места для насекомых, а насекомые, соответственно, создают преимущества для тех представителей голосеменных, которые пользуются услугами вот этой гильдии опылителей. Дальше, начиная с этого момента, этот вот процесс, о котором мы говорили — появление отдельных признаков покрытосеменных, он начинает идти, все ускоряясь, и в направлении, которое, в конце концов, ведет к созданию настоящих цветковых. А какая именно из вступивших в соревнование групп голосеменных наберет тот полный синдром цветковых признаков, это никакого значения не имеет. Равным образом, не имеет никакого значения, какая из групп мекоптероидных насекомых, вообще-то говоря, станет конкретными бабочками, или конкретными пчелами среди перепончатокрылых. «Эксперименты» эти ведутся, что параллельно, одновременно с имитаторами цветковых у насекомых возникают точно так же имитаторы бабочек: замечательные сетчатокрылые, каллиграматиды, целая куча цикадок тамошних — то есть, это полная имитация бабочек, очевидным образом. Таким образом, все эти группы взаимно индуцируют движение во вполне определенном направлении. На выходе мы получаем настоящие цветковые со свитой окружающих их настоящих опылителей — общественных насекомых и всего того, что формируют вот сейчас наш кайнозойский мир. Который, вообще говоря, построен на вот этой самой коэволюции цветковых и насекомых середины мелового периода. Красивый, внятный, хорошо расписанный механизм.
Есть варианты еще более красивые. Здесь мы говорим о том, что одна группа живых организмов вовлекает в создавшийся процесс другую группу живых организмов. Более интересна ситуация, которая сложилась в начале кембрия, когда у нас появились членистоногие, и появление членистоногих радикально изменило всю организацию водной массы на планете. То есть океаны стали другими! Значит, в чем тут фишка? Вот докембрийский древний океан. Животных пока нет, есть один только фитопланктон. В чем неприятности с чисто планктонной организацией экосистемы? Одноклеточные водоросли склоны к массовым неконтролируемым размножениям — то, что называется цветением. Начинается цветение, одноклеточные водоросли выедают все биогены из воды...
Реплика из зала: потом сами умирают.
Еськов: совершенно верно, совершенно правильно! — и дохнут. На этом месте у вас получается гигантская мортмасса. Смотрите, из этого следует? Во-первых, у вас на этом месте огромное количество органики теряется. Одноклеточные водоросли исходно теряют огромное количество углеводов через оболочку, с этим приходится мириться, но это уже нехорошо. Верхний слой воды у вас мутный. При этом там еще неприятности на суше. Там нет настоящей наземной растительности, поэтому идет размыв, сильная водяная эрозия и плащевой сток с суши, то есть в прибрежных частях океана вода мутная еще за счет частиц неорганической взвеси. Верхний слой воды, эпиталасса, перегретый, фотическая зона, где, собственно говоря, у вас идут все эти процессы фотосинтеза — она горячая от солнышка и, соответственно, растворимость в ней кислорода — копеечная. Кислород, которого и так немного, начинает лететь в атмосферу, где, вообще-то говоря никакой пользы от него нет никому. Органика, мортмасса, проваливается вниз, уходит из эпиталассы в глубокие слои. Что происходит с такой органикой сейчас — в некоторых ситуациях понятно. На ее окисление тратятся остатки кислорода, которого и так-то немного в воде, дальше органика проваливается вниз и падает до так называемой зоны термоклина, температурного скачка, который разделяет фотическую зону и более глубокие части водных бассейнов. И на этом самом термоклине органика зависает — когда она дисперсная. Кислорода же там практически нет, и окислять ее приходится за счет серы, за счет работы бактерий- сульфатредукторов: они окисляют органику, восстанавливая серу до сероводорода. На этом месте у вас получается процесс «эвксинизации», процесс, который вы сейчас наблюдаете в Черном море; сейчас это редчайшая неприятность, а в те времена это была проза жизни. Именно за счет того, что органика, как правило, сыпалась до термоклина и там вступали сульфатредукторы, и длилось это примерно до конца протерозоя, где начинается некоторая самоорганизация системы.
Появляются хищники, хотя мы их не видим. Дело в том, что водоросли одноклеточные — их мы в палеонтологической летописи видеть можем, потому что водоросли, они хоть и маленькие, но у них плотная оболочка. То есть, совершенствуя методы микроскопии, мы водоросли научились видеть. Одноклеточные же микроскопические зоологические объекты мы пока видеть не можем. Пока, по крайней мере. Но о присутствии их судить можем.
Дело в том, что клетке одноклеточного, как вы понимаете, лучше оставаться маленькой — просто по соотношению объем-поверхность. Тем не менее, в конце вот этого самого докембрия фитопланктонные водоросли начинают стремительно увеличиваться. От 16 микрометров, как стандартный размер клетки, который оптимален по многим параметрам, они начинают увеличиваться в разы, а к самому концу докембрия, к венду, они увеличиваются в десятки раз. То есть клетки достигают вообще физиологического предела размеров, примерно полмиллиметра. То есть пол-миллиметровые организмы одноклеточные. Зачем это нужно? Это плохо, плохо по соотношению объем-поверхность, у них ухудшается плавучесть, у них же нет специальных органов для плавания. Значит, зачем это нужно? Это одна из стратегий, которая опять же сейчас вполне хорошо изучена на современных экосистемах, как бороться с хищником. Можно, так сказать, плавать быстрее, можно становиться ядовитым, можно отращивать какие-нибудь шипы, а можно просто уходить за предел так называемого оптимального размера жертвы для хищника. Если мы увеличиваемся, из размеров вот этих самых, из того, как себя ведут вот эти самые одноклеточные водоросли, понятно, собственно говоря, кто их ел. Это есть аналог так называемой «микробной петли», которая сейчас уже существует в морской гидробиологии, то есть когда потребителями такого рода органики являются протисты, простейшие. Инфузории, грубо говоря, и близкие к ним группы…
Но. Для того, чтобы питаться, для того чтобы захватывать такую органику, нужно создавать ток некоторый. Чем создается ток? Ток создается ресничками. Либо инфузории, либо примерно тем же способом работающие коловратки; это мельчайшие круглые черви, которые имеют такой коловращательный аппарат. Хищники, которые имеют соответствующий характерный размер, которые ориентируются на ресничную эту самую стратегию, они исчерпали свои возможности добраться до этих ребят вот к концу венда: те вышли за пределы доступного размера, их просто не угрызть ни с какого боку. После чего с этими вендскими гигантскими водорослями-акритархами происходит катастрофа, они исчезают. Что произошло? А в это время явно появилась группа, которая может до них добираться. Значит, что за группа? В общем-то, это вполне понятно, это некий аналог современных наших циклопов. То есть, в этот момент появляются первые членистоногие. Сначала это было установлено по некоторым косвенным признакам — по увеличению фитопланктона, по составу фекальных пеллет, то есть органических капсул на дне… Причем это не обязательно «настоящие членистоногие», артроподы, тут опять тот самый процесс, то есть «артроподизация». То есть в разных группах создаются по крайней мере функциональные аналоги членистоногих, планктонных членистоногих, которые умеют фильтровать водную массу. А у членистоногих это все делается очень просто: рот из терминального положения смещается в нижнее, на дне у вас получается нижняя губа, когда получается нижняя губа, то при движении вперед, при гребле, у вас просто, чисто по гидродинамике, получается соответствующее движение, которое вам будет всю органику автоматически укладывать вокруг ротового отверстия. Дальше можно это дело совершенствовать, нужно соответствующую ловчую корзинку создавать, щетинки, которые будут вторичные фильтры создавать — дальше уже все просто, дело техники.
И вот начинается игра в плантктонного фильтратора. Поначалу самих этих зверушек мы не видим, но в начале кембрия мы видим уже некоторое количество зверушек, которые похожи на членистоногих, но это явно не современные членистоногие. То есть игра в рачка-фильторатора, она началась. И как раз с этим связан феномен «кембрийского взрыва», когда практически молниеносно (с геологической точки зрения), за первые миллионы лет, появляется гигантское разнообразие всех форм животных.
Исходно всё основано на том, что членистоногие начали раскручивать в обратную сторону все эти самые мертвые петли, которые создались вот этой неприятной организацией водной массы. Смотрите: облавливая, отфильтровывая водную массу, они просто ее очищают и расширяют фотическую зону, она просто становится намного больше. Дальше, они упаковывают органику в фекальную пеллету, потому что пища, прошедшая через кишечный тракт членистоногого, она одевается в перитрофическую мембрану, то есть она в упаковочке оказывается. После этого образовавшиеся комки органики падают вниз, и вот в таком виде они уже могут проломить термоклин и дойти до дна. Но, на дне они оказываются в упакованном виде, и кислород не расходуется без пользы на их окисление; то есть — вместо омертвляющего эвтрофикатора эта органика становится ценным пищевым ресурсом. И на этом месте внизу впервые возникает бентос. В итоге получается, что вроде бы ресурс у нас тот же самый, та же самая продуктивность экосистемы, но у центры фотосинтеза и центры окисления (дыхания) оказываются разнесенными в пространстве. Вот — всё как классики экологии учат, Маргалеф например! В итоге кислород не расходуется на окисление всей вот этой самой мертвой массы, то есть даже без всякого особого подъема продуктивности экосистемы и даже увеличения выхода кислорода, его просто становится больше. Кислорода становится больше до того уровня, когда можно уже строить коллагеновые белки и запасать кальций в скелете — и на этом месте мы получаем как раз ту самую скелетную революцию.
Скелетная революция окончательно производит процесс «олиготрофизации» океана. Ведь тот океан, который существовал в докембрии — это парадокс для нынешних биологов и экологов, это непредставимые нынче вещи — был «эвтрофный океан». Так вот, соответственно, происходит олиготрофизации океана, и собственно говоря, на этом месте океан становится чем-то похожим на то, что мы видим сейчас. С нормальной нарезкой экологических ниш, с нормальным методом распределения гильдий, и все прочее.
В чем фишка, опять-таки, вы поняли: что изменения в группе порождают каскад обратных связей в системе, которые захватывают на этот раз уже неорганическую составляющую экосистемы, и которые ведут к появлению еще лучше организованных членистоногих. Появились настоящие членистоногие. Кстати, расцвет членистоногих — в кембрии, они сделали свое дело по очистке и олиготрофизации океана, после чего, так сказать, мавр, сделавший свое дело, уходит. Дальше уже никогда, вплоть до самых последних эпох, морские членистоногие не будут играть такой роли в морских экосистемах, дальше их вытесняют фильтраторы совершенно другого типа. То есть, они свою роль сыграли докембрийскую эпоху и в новых, созданных ими же, условиях они оказались вообще-то не очень и нужны. Ну, классиками это было сформулировано: «Будущее создается тобой, но не для тебя». Это как раз совершенно обычное и нормальное дело.
Но тут есть одно «но». Эти процессы, о которых я рассказывал, они, в общем… То есть, модели красивые, да, но всегда следовали возражения, что — «понимаете, эта ваша палеонтология — вы же фэнтези там пишете на самом деле, это же все равно нельзя проверить. Ну да, красиво, концы с концами сходятся более-менее, но экспериментально это же все равно никак не проверишь!» То есть в области макроэволюции — все это не более чем красивые модели…
Ну, что тут скажешь? У нас наука историческая, а не экспериментальная, вот такие модели палеонтологические — они несколько умозрительные, да. Можно согласиться… Но сейчас, вот как раз в последние годы, были получены несколько совершенно замечательных результатов, которые касаются уже микроэволюции, то есть с вполне экспериментального изучения видообразования. Вот есть некоторые стадии этого процесса — помните, мы с вами говорили о концепции прерывистого равновесия, что есть стазис и есть период быстрых изменений? Так вот, естественно, что виды, которые находятся в этом неустойчивом состоянии быстрых изменений, они привлекают к себе внимание, и с ними всячески экспериментируют. И вот тут были получены несколько чрезвычайно интересных результатов, как раз в последние годы.
Один результат — это такие ребята из Калифорнии, Форбс с компанией (Forbes et all), они изучили видообразование мушки-пестрокрылки раголетис (Rhagoletis pomonella), личинки которой развиваются в яблоках. (http://elementy.ru/news/431001) Ну, как вы догадываетесь, яблок в Америке раньше не было — яблоню в Америку привезли европейские поселенцы. Поэтому соответственно, через некоторое время, некоторые местные насекомые начинают переходить с местных растений на привозные. За это время между исходными популяциями и теми, которые обитают на яблоках привозных, между ними — все как положено, все как по писаному — между ними возникает генетическая изоляция, они становятся нескрещивающимися, у них появляются некоторые физиологические особенности. То есть, по морфологии там различий практически нет(времени прошло недостаточно), но разное поведение: аттрактантами и репеллентами для них являются запахи разных растений. То есть они живут и спариваются только на определенном растении, то есть в общем это еще не виды, но можно сказать, что это такие «недовиды».
Что тут по-настоящему интересного? Род раголетис в Америке — личинки трех его видов живут исходнона боярышнике, чернике и снежноягоднике. И вот в Америке появляется яблоня, и «боярышниковый» вид отряжает часть своих представителей жить в яблоке. Почему он это делает? В яблоке жить плохо, в яблоке смертность личинок становится в два раза больше. Как легко догадаться просто так двукратные потери нести не станешь, значит, все это чем-то компенсируется. Чем компенсируется, это понятно: есть специализированный наездник, который откладывает яйца в личинок раголетиса, и тем личинок убивают: питаются они ими, и на этом деле личинка кончается.
Наездники, точно так же, как и мухи, имеют три вида, которые живут на каждой из вот этих ягод. Соответственно, логично предположение, что муха пытается уйти от наездника, и так оно и есть. Потому что наездники плохо достают мух в яблоке. Зараженность обычных, боярышниковых мух — 75%, а в яблоках — 25%. То есть, там смертность в яблоках сама по себе выше, но за счет того, что они уходят от наездника, все равно получается профит на этом деле. Все хорошо.
Но это еще начало. Соответственно, наездники тоже не стоят на месте, наездники идут за мухой. Самое интересное, что за мухой идет не тот наездник, который исходно был боярышниковый, как можно было бы ожидать. Совсем нет, идет черничный. То есть, как раз боярышникового она сбросила, боярышниковые некоторое время побились башкой об косяк, так сказать, и плюнули на это дело, и вступили в соревнование другие наездники. На этом месте сейчас соответственно появляется новая форма наездника, которая вполне опять-таки изолирована от исходных. И главное, на что я обращу ваше внимание — в статье в «Science», где все это дело было расписано, делается вывод, что «это, должно быть, первый задокументированный и зафиксированный случай симпатрического видообразования, отчетливо индуцированный одним биологическим видом и который вызывает соответствующие изменения у другого», и с этим трудно не согласиться. То есть, на этом месте мы видим вот эту самую систему с положительной обратной связью, которая нам нужна! Дальше, кстати сказать, вполне предсказуемо следующее: что в эту игру должно включиться и яблоко тоже: яблоня должна, например, начать играть со срокам цветения — ну, там есть свои способы… То есть, изменения в одной группе вызывают, изменения в других, и в принципе, можно было бы ожидать, что они и яблоко сделают другим, на этом месте. Понятно, да?
То есть, вот здесь все как раз показано экспериментально, как это бывает с «-зациями». Это в некотором смысле мы видим микроэволюционный аналог, так сказать, лабораторный аналог процесса ангиоспермизации. Теперь мы можем дойти дальше: опять-таки не далее как в прошлом году, был показан на микроуровне экспериментальный аналог этой самой антроподизации, с параллельным изменением структуры водной массы (http://elementy.ru/news/431048).
Значит, есть рыбешка колюшка, всем вам известная, хороший объект всякой этологии. Есть Запад Америки — Скалистые горы и изолированные озера. Все это опять же чем ценно: как с яблоками, точно известно сколько лет идут процессы (одному процессу триста лет, больше неоткуда взяться, а другому — десять тысяч, как ледник отступил). За это время в некоторых озерах колюшка умудрилась разделиться на два, ну, фактически, можно считать, вида. Они практически не скрещиваются, у них есть генетическая дистанция. То есть — пелагическая форма и донная, они отличаются морфологически достаточно хорошо, у рыб вообще пластичность по этой части высокая. И вот, соответственно, возникает мысль проверить… Ну, как влияет неорганическая компонента среды на животных, про это написаны огромные тома. А вот давайте проверим: а не влияет ли, в свой черед, зверушка на неорганическую составляющую экосистемы?
Так вот, сам эксперимент. Берут четыре серии больших аквариумов, в один сажают исходную форму колюшки, в другой сажают — обе новые, которые получаются, и в промежуточные сажают по одной форме (одну — бентическу, одну — пелагическую). И дальше в аквариуме моделируют среду соответствующего озера. Ну, то есть, берут чистый песок, воду дистиллят с соответствующим точным разбавлением солей и засевают яйцами и спорами того, чего в этом озере живет. Значит, через время у нас получается микромодель соответствующего озера, а дальше смотрят, как влияют колюшки на то, чего живет в этом деле. И выясняется, что да, очень даже все это дело влияет. Понятное дело, что разные колюшки несколько по разному выедают жертв, а жертвы, соответственно, прямым образом влияют на экосистему. То есть, выедая, например, представителей зоопланктона, они стимулируют развитие фитопланктона, а фитопланктон, соответственно, определенным образом влияет на химизм воды.
Надо сказать, что влияние не совсем такое, как кажется априори. То есть, казалось бы, что пелагическая форма, которая питается в основном планктоном, будет выедать больше зоопланктона и там будет больше фитопланктона, казалось бы. Ничего подобного! Вот таких грубых результатов нет, как это и в природе должно бы быть; то есть, эти микросистемы оказались достаточно совершенными. Но, избирательное выедание некоторых представителей тамошних экосистем, оно, как было показано, влияет на химизм воды и на ее прозрачность. А дальше, соответственно, опять мы легко можем установить, что, начиная с некоторого момента, это должно, в свою очередь, вызывать отбор в соответствующем направлении вот этих самых колюшек, которые сами становятся объектом тех воздействий, которые они порождают в окружающей среде. Поэтому статья резюмируют: да, экспериментально показали, что есть возможность у живых организмов влиять на окружающую среду — не опосредовано, а прямо и непосредственно. И, соответственно, самим становиться потенциальными объектами отбора, который будет осуществляться вот этими способами.
То есть, таким образом, мы видим, что везде в тех процессах, о которых мы говорим, ключевой вещью является возникновение в системе положительной обратной связи, которая начинает систему «тащить» в некотором направлении. То есть, можно сказать шире — вспоминая опять элдридж-гоулдовскую картинку со стазисом и периодом полезных изменений — так вот, за стазис ответственны отрицательные обратные связи, которые систему держат в состоянии гомеостаза и тушат любые возникающие в ней изменения, а в этот момент начинают в системе преобладать положительные обратные связи, начинаются именно вот те цепные реакции, которые и приводят к непредсказуемым изменениям, которые дальше могут у нас во что-то вылиться.
Так, я уже даже перебрал несколько, да?
Единодушные реплики из зала: ничего, ничего! Продолжайте! Продолжайте!
Еськов: Ну, я тогда могу совсем кратенько (это не совсем моя специальность), поговорить об универсальности вот этих механизмов возникновения в системе положительных обратных связей, на примере гигантских успехов, которые за последние 3–4 года достигнуты в такой, я бы сказал, одиозной теме, как проблема происхождения жизни.
Ну, сами знаете, когда Тимофеева-Ресовского спрашивали что-нибудь насчет происхождения жизни, он всегда говорил: «Я тогда был маленький и ничего не помню, вот спросите у академика Опарина, он знает!» Или один из ведущих нынешних специалистов по биохимии, он вообще говорит, что проблемами происхождения жизни ученый начинает заниматься, когда ни руками, ни мозгами он уже в лаборатории ничего толком делать не может, вот тогда он садится в кресло и начинает рассуждать о происхождении жизни. Да.
Ну опять-таки, вы знаете, что есть три проблемы — происхождения Вселенной, происхождение жизни, происхождения разума, — которые, как бы, требуют некоторого отдельного объяснения, ну, попросту чуда, считай… Которые представляют собой единичный акт — а наука у нас вообще с единичными событиями не работает, она работает сравнительным методом, поэтому единичный объект или явление предметом научного исследования, строго говоря быть и не может. Вот поэтому мы это дело должны отодвинуть и им должна заниматься философия всякая там, и прочее богословие, да.
Тем не менее, за это время, как легко догадаться с происхождением Вселенной более-менее разобрались, еще в 20-50-х годах: Большой взрыв, Леметр-Гамов, все дела. Дальше — разум. С происхождением разума гигантский прорыв начался с 70-х годов, с гарднеровских обезьян, когда стало понятно, что разница между мышлением человека и мышлением животного, обезьяны — разница, конечно, есть, но это не пропасть, как казалось раньше, а, в общем-то, вполне перешагиваемая трещина. А вот происхождение жизни — оно не давалось никак, категорически. Но как раз в последние годы пошел взрыв интереснейших результатов.
Значит, вот, чего удалось за это время натворить. Ну, во-первых, в 2007 году в институте Крейга Вентера (J. Craig Venter Institute) удалось решить формально задачу создания гомункулуса — так, как она формулировалась средневековыми алхимиками, «создание существа из вещества». Взяли микоплазму... Микоплазма — это самая маленькая бактерия с самым коротким геномом, для этого, собственно ее и выбрали, там 200 нуклеотидов всего, некоторые вирусы вообще-то имеют побольше. Из микоплазмы выдергивают ДНК, ее модифицируют, то есть в нее вставляют гены, которых у исходного организма не было, после чего, грубо говоря, в пробирку сгружают новую ДНК с некоторой сопровождающей опять-таки химией; понятно, что дело с живой химией — с рибосомами, белками-посредниками и всем прочим. И на этом месте собирается новая микоплазма с новыми свойствами. Понятное дело, что это — некоторое жульничество. В том смысле, что объекты мы берем живые. То есть, это не из неорганического вещества мы ее собираем (хотя, вообще-то говоря, алхимикам никто не накладывал таких ограничений, что они должны обязательно работать с неорганической химией. Тогда и понятия такого не было). Но формально, вообще говоря, задача действительно решена. И ничего удивительного, что когда это дело обсуждалось на всяких конференциях, кто-то сказал: «Наконец-то Господу Богу теперь есть с кем конкурировать!»
По-любому, это открывает вполне прямой путь к созданию микроорганизмов с заранее заданными свойствами. Любыми, вообще-то говоря. На этом месте там, кстати, сразу началась, как все сейчас очень любят, всякая байда с авторскими правами. Ведь теперь фактически это же технологическая машинка! Да? И тогда ее патентовать надо! То есть, геном может быть запатентован! Я вообще-то крайне плохо отношусь к современному институту авторского права, поэтому вот эти глупости мы оставим. Пока просто следует знать, что эта задача — путь от ДНК до организма — решена.
Следующая задача, которая решена — это удалось добиться безбелкового синтеза ДНК в прото-клетке. В чем фишка? Можно создавать в водной среде капли высокомолекулярных веществ, одевать их липидными пленками, и при некоторых условиях, при некоторой химии, они могут «насасывать» вещества из окружающей среды и внутри них, при некоторых катализаторах, могут происходить некоторые вполне осмысленные реакции. Собственно говоря, коацерватные капли Опарина — это как раз вот оно и есть; просто то было в 20-е годы, когда Опарин с Холдейном работали, а за это время много чего в таких пробиотических капельках натворили. Но вот в итоге то, что опять-таки совсем недавно удалось в 2008 году сделать. В каплю, оболочка которой состояла из простых липидов… Дело в том, что раньше не удавалось категорически протащить компоненты нуклеиновых кислот, заряженные нуклеотиды, сквозь липидную мембрану. Вот эта задача была решена. Удалось создать транспортную систему, которая может транспортировать это все сквозь оболочку. В итоге удалось так называемые активированные нуклеотиды, то есть, нуклеотиды, которые имеют больше одного фосфатного кончика, затащить в клетку и в клетке на ДНКовой матрице их удалось собрать в дубль, соответствующей ДНКовой цепочке, неполный, правда, то есть, полностью смоделировать процесс не удалось, но осмысленные куски ДНК удалось создать. Самое главное, что обошлись без белкового посредника, во что, так сказать, обычно все дело упиралось. Это, соответственно, путь «от нуклеотидов до ДНК».
А следующий шаг — и это вообще, пожалуй, самое феерическое из того, что произошло — Сазерленду (John Sutherland) с сотрудниками в Манчестерском университете удалось наконец создать нуклеотиды.. Впервые осуществлен синтез активированных нуклеотидов из простейшей органики, которая есть даже в протопланетном облаке (цианамид, ацетилен, формальдегид, и некоторые его производные). Почему никогда не удавалось собрать (а много раз пробовали) вот эти кирпичики простейшие? В смысле, собрать удавалось почти всю органику, а вот нуклеотиды отдельные собрать не удавалось. Решительно не желало азотистое основание соединяться с сахаром, с рибозой. Вот категорически это не получалось, чего только ни делали. А в итоге оказалось, что вместо того, чтобы возить на лодочке козу, капусту и волка в хитрых комбинациях, надо было просто построить паром и везти их вместе. То есть, надо загружать как раз исходные вещества, и при добавке больших количеств фосфата, который опять-таки простейшее вещество, фосфат замечательно это все дело катализирует. Фосфат замечательно убирает целый ряд промежуточных продуктов; кроме того, там есть такое узкое место, когда происходит гидролиз промежуточных продуктов, среда закисляется, и на этом месте все просто останавливается, а фосфат, соответственно, может сформировать фосфатный буфер. И дальше в этом месте, на выходе, получаются вполне нормальные…
Реплика (неразборчиво), смех.
Еськов: да, «наливает себе из графина»... Итак, на этом месте получается урацил плюс множество паразитных азотистых соединений, очень мешающих. Но оказалось, что достаточно подвергнуть эту смесь воздействию ультрафиолета, как вся эта дрянь попутная дохнет, а урацил остается и, более того, часть его переходит в цитозин. То есть, два пиримидиновых основания, которые есть — они, оказывается, просто единственные устойчивые к ультрафиолету! Но самое главное в этом самом открытии сазерлендовском — а это, несомненно, штука, которая вполне пахнет Нобелевкой при некотором развитии — оказывается, что все стадии этого процесса катализируются собственными промежуточными продуктами! То есть, мы опять имеем дело с автокатализом.
И еще одна очень красивая вещь, которую сейчас сделали — это, соответственно, удалось Линкольну (Tracey Lincoln) и Джойсу (Gerald Joyce) — удалось добиться репликации рибозимов. Рибозимы — это кусочки РНК, которые обладают каталитическими свойствами. Им удалось подобрать пары этих самых рибозимов, которые начинают взаимно катализировать синтез друг друга. То есть, не себя — себя РНК воспроизводить не может, в отличие от ДНК — а они могут воспроизводить другие молекулы, которые взамен катализируют их. То есть опять вот создание великолепной автокаталитической системы, и дальше получается цепная реакция. Причем, такая система была в свое время Манфредом Эйгеном (нем. Manfred Eigen) описана чисто теоретически (Манфред Эйген — один из создателей неравновесной термодинамики). Эта система как раз и была им описана как «Гиперцикл», а вот теперь она воспроизведена экспериментально. Вплоть до того, что, как было предсказано — в условиях ограниченности исходного химического ресурса, реакции эти начинают конкурировать друг с дружкой, и у них начинается, вообще говоря, вполне себе дарвиновский отбор! То есть некоторые катализаторы воспроизводятся с ошибками, начинается воспроизведение с ошибками, и отбираются те пары, которые воспроизводятся с максимальной скоростью, а прочие варианты исчезают. То есть, безумно красивый эксперимент.
И еще из вещей, которые за последнее время удались — удалось разобрать на части рибосому. Это, знаете, у сторонников Intelligent Design (ID), есть «концепция неупрощаемой сложности», когда считается, что сложные системы, где все части вроде как очень тонко подогнаны друг к дружке, никак не могут получиться путем постепенных изменений — вот рибосома была одним из их любимых примеров. При этом «дизайнеры» с удовольствием цитировали академика Спирина, который говорил, что он лично не представляет себе, как рибосома может возникнуть не единым махом, сразу; это при том, что Спирин — это один из создателей концепции «РНК-ового мира». Так вот, удалось разобрать эту самую рибосому как паззл, разобрать на кусочки, не повреждая, и сложить их по новой. То есть было показано, что рибосома в действительности получается из из коротенького достаточно кусочка РНК с каталитическими свойствами, из рибозима, который дальше поэтапно обрастал всякой поддерживающей инфраструктурой.
И вот тут я просто обращаю ваше внимание на то, что все вот эти самые успехи, которые достигнуты… Ну, а успехи, как вы видите, такие, что вообще-то говоря по нынешнему времени практически все звенья цепочки, ведущей от неживого к живому, по отдельности уже есть в наличии — хотя полную цепочку полностью собрать пока не получается; но, собственно говоря, и прорыв-то произошел совсем недавно… Так вот, практически все эти успехи, о которых мы говорим, они тоже имеют вот ту же самую направленность. То есть везде что-то начинает получаться, когда возникают в системе автокаталитические реакции, и тогда система начинает неким образом плыть в неком, не всегда предписанном, направлении. Ну, вот примерно так.
(Аплодисменты)
Обсуждение лекции
Портнов: спасибо огромное. Коллеги, я скажу честно (вот кто-то уже убегает), я тогда скажу быстро важную вещь: конечно, расшифровка этой лекции и ее видеозапись будет через некоторое время доступна на сайте polit.ua, так что все это можно будет еще раз прочитать и прослушать, в том числе то, что сейчас будет говориться в дискуссии. Я сознаюсь, я бы очень хотел задать Кириллу какой-нибудь умный вопрос о зверозубых рептилиях или насекомоопылении, но не рискну. Не рискну перед такой большой аудиторией, поэтому я, если можно, задам два вопроса, — контекстуальные, что ли. И сознаюсь сразу, что очень хотел бы как можно скорее перейти к вопросам из зала, потому что я видел, что реакция была очень живая на то, что говорилось, и я уверен, что настоящие вопросы — впереди. Так вот, первое мое соображение такое: я вот, когда смотрел на это все, и на реакцию зала, и вообще на количество людей, меня не покидало постоянное сравнение с нашими попытками привезти сюда ведущих российских ученых из гуманитарных областей знания. Это были разные люди: историки, социологи, философы, вот ни на одного из них и близко не пришло столько людей, и, конечно, это была очень хорошая иллюстрация того — это я говорю, тут я могу довольно ответственно об этом говорить — иллюстрацией разорванности, а частью и просто отсутствия нужной коммуникации между гуманитариями украинскими и российскими. И вот, если можно, я спросил бы у Кирилла, как он ощущает вот эту коммуникацию между людьми естественных наук. Потому что это, в общем-то, довольно важно, насколько это все, вот, изменилось, в том числе в постсоветское время, или нет. И второй вопрос совсем тоже короткий: у нас есть такая практика, что лектор перед лекцией отвечает на 5 вопросов, они всегда несколько странные, и вот, Кирилл тоже ответил, это есть на сайте. И там был вопрос, в ответе на который я нашел тезис, который сам постоянно высказываю, рассуждая о том, куда движется историческая наука, это тезис о том, что она движется в сторону шоу-бизнеса, и превращение по стилистике, да, по форме изложения, по некоторым структурным элементам, карьерному росту и так далее в сторону шоу-бизнеса. И меня и удивило, и в какой-то степени, вот, было любопытно увидеть подобную оценку развития биологии и связанных с этим дисциплин. И у меня вопрос вот какой в этой связи: ну, понятно, что в век массовой культуры, массовой политики, наверное, иначе быть не может, но, все-таки вопрос и для меня лично очень важный, думаю, и для всех нас как представителей в той или иной степени тех сфер, не менее важный все таки. Ну, грубо говоря, должна ли и может ли наука все же бороться за некое собственное место вот в этой новой социальной реальности, которая, конечно, иная, чем была даже, там, 20 лет назад, не говоря уже больше того, и все-таки как в этой связи, ну, какое, грубо говоря, будущее мы можем представить для той же палеонтологии, и так далее, и так далее. Вот, это два таких маленьких вопроса, если можно.
Еськов: вы знаете, просто было столько, столько всего, давайте вот этот комплекс вопросов — с конца. Насчет науки, как шоу-бизнеса и всего прочего. Ну, вы же понимаете, что времена, когда была «башня из слоновой кости», наука как «рыцарский орден» — это, конечно, прекрасно и замечательно, но наука становится слишком дорогой игрушкой. Цена экспериментов становится слишком велика, некоторое время общество с этим мирилось — когда была нужна бомба. Когда ученые сулили бомбу, им, конечно, под это дело отслюняли бессчетно. И под эту бомбу было сделано огромное количество всего прочего, реально полезного, то есть общество ни во что не вникало, именно потому, что это было, вот, как под «крышей» военных. По нынешнему времени никакой бомбы никому не нужно, очевидным образом, да, потому что третьей мировой войны ядерной точно не будет, а с террористами по-любому бомбами бороться бесполезно. Поэтому «военная» наука, она на этом месте кончается, и общество начинает задавать резонные вопросы, а что, собственно, вы делаете? Мы знаем эти ваши шуточки насчет того, что наука — это удовлетворение собственного любопытства за государственные деньги, в принципе-то, оно, может, и ничего, но чего-то уж больно дорого! Этот ваш вот, как его, Большой Агромный Коллайдер — деньги-то немаленькие, расскажите внятно, чё вы там собираетесь делать? И, в общем, я не могу счесть, что это вопрос-то нерезонный: общество платит большие деньги этому социальному институту и, в общем, имеет право знать, чего, так сказать, там внутри происходит. Но, к сожалению, спрашивающие, они, как правило… ну, уровень их образования, он, как правило, оставляет желать лучшего. Даже если они вполне, так сказать, приличные, умные люди, но они не являются специалистами. На этом месте ученым приходится воленс-ноленс заниматься вот тем, что как я раз и называю «шоу бизнесом», то есть приходится изображать нечто, что было бы, доступно, грубо говоря, среднестатистическому члену Думы, вот, на доступном для него уровне. Понятное дело, что на этом месте происходит вульгаризация, профанация и все прочее — ну а куда денешься? Я, честно говоря, никаких особых альтернатив не вижу. Надеяться на то, что всегда будут какой-нибудь Билл Гейтс, который, значит, вот, прозрел и заместо того, чтобы, значит отдать состояние на всякие глупости, отдает его на всякие научные проекты… Ну, это замечательная, конечно, великолепная вещь, но надеяться на это и рассчитывать на это всерьез, стратегически как-то не приходится. Поэтому как-то вот приходится нам начинать диалог с обществом. И, в принципе, я считаю, что этот диалог идет довольно неплохо, потому что посмотрите, какое гигантское количество настоящих, высококачественных научно-популярных программ, сериалов Би-Би-Сишных и всего прочего. Ну, как науку прижали, так сказать, вот и начали заниматься этим, не отдавая это на откуп всяким там полуграмотным пиарщикам — а либо уж грамотным пиарщикам, либо, так сказать, сами в этом должны участвовать. Ну, а куда денешься, общество должно воспитываться, вот… То есть, в общем, это неприятные вещи, но не более неприятные, чем необходимость «выбивать» гранты заместо того, чтобы заниматься своими прямыми делами. Но альтернативы, честно говоря, я никакой не вижу и, в общем-то, катастрофы я, опять-таки, не вижу.
Портнов: понятно. Если можно, два слова по коммуникации.
Еськов: о коммуникации. Ну, я не знаю, мне, честно говоря, всегда казалось, что коммуникации шли в основном на личном уровне, а не на уровне, вот, сообществ как таковых. Но, вот что можно сказать.. Опять-таки, может быть, моя выборка как раз непредставительна... Вот, в 60-ых — начале 70-ых я еще частично это застал, вот, семинары были одной из самых популярных форм научного общения, то есть это было, то есть там кипела жизнь — а потом семинары умерли. Тихо, постепенно, семинары умерли. Надо сказать, что вообще, в принципе изменился сам стиль научного общения. Ну, например, помимо этого практически умерла дискуссия как таковая, умерла научная полемика. Вот, понимаете, вы /Портнов/ так несколько хмыкнули на этом месте. Но, опять-таки — ничего обидного и ничего личного — но то, что, так сказать, полемикой называется в ваших противоестественных областях — это, вообще говоря…
(смех в зале)
Еськов: это называется не полемика, а политизированное хулиганство. Я имею ввиду настоящую, полемику, которая бывала в естественных науках, то есть, вот, действительно спор не между людьми, а между концепциями. По нынешнему времени это, опять-таки, вымерло, причем это вымерло понятно почему — потому что, полемизируя с чьей-то точкой зрения, ты повышаешь своему противнику индекс цитирования…
(смех в зале)
Еськов: вот, ну, зачем это делать? Лучше просто вести себя так, как будто этого нет. Это вот, как раз, одна из самых неприятных по своим последствиям вещей, которые я как раз вижу в развитии современной науки, именно исчезновение научной полемики. Но, тем не менее, вот, семинары-то возрождаются, потихонечку. Совершенно неожиданно я вижу в Москве, вот, работающий, там, семинар Гельфанда по биоинформатики; у нас там, на Ленинском, 33, семинар, который организовал Александр Марков с macroevolution и elementy.ru. Постепенно это обросло, обросло, куча народу уже ходит к нам, и все как-то нормально. Есть нормальные семинары, которые у нас в Палеонтологическом институте начались с лекций для аспирантов, которые начали читать специалисты по соответствующим областям. Опять-таки, ходят туда всякие люди, молодые ребята из университета и прочие. Так что семинары, как форма научного общения, удивительным образом, так сказать, возрождаются. На семинарах, соответственно, начинаются и дискуссии, они, конечно, может и не по протоколу идут, но там дискуссии ведутся совершенно предметные, достаточно жесткие, и, может быть, это как раз то, что надо. Но это вот внутри сообщества. А если говорить о связях с гуманитариями — ну, они ж всегда были личными, так сказать, не сообщество с сообществом, а человек с человеком. Я знаю просто некоторое количество лично мной уважаемых историков и, там, лингвистов, ну, с которыми можно прекрасно пообщаться. Опять-таки, в рамках, вот, опять, такого же рода семинаров можно человека приглашать, чтобы он рассказал что-нибудь интересное для данного сообщества. И интересно, что это как-то вот действительно прорастает как-то снизу, в рамках какой-то такой самоорганизации сообщества — а я вообще очень люблю всякие элементы самоорганизации, как вы убедились.
(аплодисменты)
Холмогорова: ну я, соответственно, — хотя понимаю, что отнимаю время у аудитории, — задам совсем короткий вопрос, но личное любопытство не могу не удовлетворить. Ученый и писатель — с одной стороны наука, исследования, там, рибосомы, с другой стороны — литературное творчество. Как так получилось? Просто любопытно.
Еськов: понимаете, ну, мне просто интересно было. Ведь ученому, грубо говоря, платят за строчки, а писателю платят за межстрочные пробелы, которые читатель должен заполнять по некоторому собственному разумению. Ну, это известное дело, что каждый из нас пишет свою собственную «Войну и мир», о чем там, собственно, хотел сказать Лев Толстой, не имеет никакого значения. Вот мне и было интересно попробовать написать тексты иного типа; вот, в одних текстах я пишу так, чтобы все было понятно всем, а в других я могу не столь отчетливо отвечать за каждое слово, поставленное в нужную позицию. Если вот тут в аудитории есть люди, которые читали мои произведения, то «Евангелие от Афрания», моя первая вещь, она, собственно говоря, и написана строго по такой схеме. Ведь первая часть ее, вообще-то говоря, построена как привычный мне научный текст. Нет, он, естественно, не является научным, но построен он так, как строится научный текст. А вторая часть, разъяснение, да, письмо Афрания, она и возникла-то случайно, ну, просто надо было написать, как оно было на самом деле, а дальше... А дальше я потерял контроль над этим текстом, он начал писаться сам. И это было безумно интересное ощущение, совершенно для меня новое, я на этом месте сразу вспомнил насчет пушкинской Татьяны — ну, помните «выйдет ли он замуж? — да откуда я знаю, ну спросите у нее, я-то, я-то тут при чем!» И вот, да, я очень быстро понял, что я не контролирую героев, что они некоторым образом себя ведут, и это было безумно интересно … Ну вот, собственно, и все. Живу я не с этого, так что…
(аплодисменты)
Портнов: пожалуйста.
Сергей Кутний: у меня два вопроса.
Портнов: только, коллеги, большая просьба. Во-первых, в микрофон, во-вторых, представиться. Это для стенограммы. Хорошо?
Сергей Кутний, аспирант Института теоретической физики: у меня два вопроса. Первый вопрос: вот, Вы упомянули о неравновесной термодинамике. Можно ли вот на данном уровне понять, каким образом дело обстоит вот именно с точки зрения неравновесной термодинамики на глобальном уровне. что собой представляет вот эта мировая экосистема планетная, биосфера, как термодинамическая система, есть ли какие-то такие результаты? И второй вопрос касается, в общем-то, не темы доклада, а, в общем-то, более, я слежу, в общем-то, за тем, что Вы пишете в Интернете обычно, и вот Вы упоминаете о том, что палеонтологические данные, они входят в противоречие с концепцией антропогенного глобального потепления. Можете это как-то прокомментировать? Есть ли в палеонтологии консенсус по этому поводу среди палеонтологов, и, ну, немного развернуто — можете ли это объяснить?
Еськов: понятно. Ну, значит, с неравновесной термодинамикой, вообще-то говоря, все-таки Вы физик, тут как-то Вам видней. Мы, в общем-то, тут выступаем все-таки потребителями, а не создателями контента, как это сейчас принято выражаться «в этих ваших энторнетах». Значит, принцип сам очень прост. Для нас, вот, что для нас неравновесная термодинамика? Это вот есть открытая система, которая жрет энергию извне, диссипирует ее, то есть не преобразует во что-то, а безвозвратно тратит, и оплачивает этой энергией возможность повышения своей организации, стабилизируя гигантские флуктуации. Вот, собственно, и все. То есть, для нашего, вот, дилетантского, нефизического уровня вот этого вывода, в общем-то, вполне достаточно. Дальше наступают некоторые интересные детали, вот там эйгеновские построения насчет того, как в системе, при наличии автокаталитических циклов второго и более высоких порядков, должно возникать «дарвиновское» поведение системы. Вот это было вычислено на кончике пера, а сейчас ребята вот это дело воспроизвели «в железе» просто. Вот, это, конечно, классно и замечательно, вот это оценить это мы можем, но, вот, пожалуй, что только так, на уровне потребителей.
Что касается антропогенного глобального потепления, то, в общем, я конечно не могу отвечать за все сообщество, но, скажем та его часть, которая находится в поле зрения и с которой более-менее, общаешься — ну, у тех никаких слов, кроме матерных, по поводу этого самого антропогенного глобального потепления нет. Вы знаете, все опять очень просто: мы совершенно не можем оценивать математические модели, которые, там, строят эти ребята. Мы тут, опять некомпетентны, мы это дело отодвигаем — но кое-что мы сами всё-таки можем… Эта концепция должна иметь, и имеет, некоторое количество вполне проверяемых следствий, которые мы можем протестировать на своем материале. Вот, и я могу сказать, что, ну, вот, на нашем, палеонтологическом материале — это не работает.
Вот недавно хорошая статья была опубликована в «Geology», Андрея Журавлева с тамошними соавторами, они свели все данные по изменению содержания атмосферного СО2 за весь фанерозой. Они это мерили по арагогонит-кальцитовому соотношению, и другими способами, ну, не буду вас, опять-таки, грузить всякой техникой и деталями, но главный вывод такой: ребята, мы живем в эпоху аномально низкого содержания СО2, что бывали периоды, когда СО2 на нашей планете бывало в разы, на порядки больше в атмосфере — и страшного ничего не происходило, ну, ничего. Ну, как у товарища Шварца: «Не происходит ничего, ну, совсем ничего». Кстати, исходно название статьи было ”Greenhouse, Icehouse, Plague Come to Both Your Houses”. Ну, вы поняли — Шекспировское «Чума на оба ваших дома», «greenhouse» — ну, понятно, парник, это парниковый эффект, и «ледяной дом». Заглавие после, как это, «после некоторой деликатной борьбы», редакция выкинула — но это и всё. Все дело в том, что это опубликовано в «Geology», в ведущем мировом геологическом издании, которое не имеет никакого отношения к климатологии; а статью не то что с таким названием, а хотя бы с такими выводами ни одно климатологическое издание просто не пустило бы на порог, да. А здесь просто другое сообщество, ну и вот.
И ведь это всё можно проверять без всякой мезозойской истории, с тогдашними термоэрами. Достаточно вот, просто и тупо, предыдущей писанной истории, которую мы видим. Вот, ребята, был такой средневековый климатический оптимум. Который, что характерно, на графиках IPCC в 90-ые годы был, а потом, в результате применения новых статистических методов, как-то вот так, как-то вот так сам по себе заровнялся. Вот как-то его как бы даже и нету, вот... А между тем, это было время писаной истории, ну, а топонимику-то — ее не обманешь, все-таки Гренландия была Greenland, да, «зеленая страна», а Лабрадор — он был Markland, «лесная страна», а Ньюфаундленд был Vinland, «виноградная страна». Ребята, вот когда можно будет заниматься внятным сельским хозяйством в Гренландии, виноградарством в Ньюфаундленде и лесозаготовками на Лабрадоре — вот тогда и надо будет паниковать, вот.
Или, вот, совсем недавно, защищалась диссертация у моих товарищей, это значит, археология; они определяли для археологов состав кухонных куч на Командорах и Алеутских островах. Там что хорошо? Очень точно это все задатированно по радиоуглероду, время, и, соответственно, состав фауны по этим кучам. И вот получается, что, соответственно, в этот самый средневековый оптимум… а он, вообще-то для Северной Атлантики был установлен, а что там было тогда в пацифике — неизвестно… Так вот, на Алеутах в это время живет фауна, которая по нынешнему времени живет на Южных Курилах и Хоккайдо, ровно в те же времена. Тысячекилометровый, соответственно, сдвиг по широте, да, и можно прикинуть, как в это время шли изотермы. И, как легко догадаться, мне вот эти самые моллюски из кухонных куч кажутся аргументом заметно более убедительным, чем любые ихние математические модели. Ну, вот, примерно так. А модели могут быть очень хорошие, почем я знаю, я не специалист.
(аплодисменты)
Дзеверин, институт зоологии: я присоединяюсь к аплодисментам по поводу Вашего прошлого ответа. А мой вопрос касается того, что Вы говорили о стазисе. Как Вы относитесь к гипотезе Джинджерича, согласно которой популяция изменяется всегда с достаточно высокой скоростью, но изменяется не направленно. То есть идет колебательный процесс, изменения происходят в разные стороны, ну, скажем, при потеплении происходит изменение в одну сторону, при похолодании — в противоположную, потом снова в прежнюю сторону, и так, в результате наложения и усреднения всех этих изменений, если мы имеем палеонтологические данные по кратким временным интервалам, мы видим быстрое изменение. Если мы имеем палеонтологические данные только по значительным временным интервалам, то мы видим очень, очень незначительное изменение. То есть и стазис, и прерывистое равновесие, получается, это — артефакт усреднения. Ваше мнение?
Еськов: ну, честно говоря, не очень. Мне кажется, более убедительной вот та модель, согласно которой, вообще-то говоря, темп изменений определяется внутриэкосистемными связями… Следующие из популяционной генетики возможности изменений, на самом деле, гораздо более высоки, чем мы наблюдаем по нынешнему времени. То есть как раз изменения, как правило, репрессируются окружающей экосистемой. То есть, вам, вам же для того, чтоб как-то измениться, нужно порушить целую кучу внутриценотических связей, естественно, этому делу противодействует вся окружающая экосистема. Поэтому тут фишка-то как раз в том, чтобы на некотором этапе ослабить вот эти внутриценотические взаимодействия. А вот генетика, про которую, собственно, он говорит, она, в общем-то, играет, по-моему, роль подчиненную, то есть генетика, она может говорить только о потенциальных скоростях, которые с реальными довольно слабо соотносятся. То есть, на самом деле, изменения могут быть достаточно быстрыми. И проблема-то как раз в том, чтобы их убавить до того темпа, который идет сейчас. А так — как-то не очень похоже. Ведь те места, где можно реально что-то посмотреть на некоторых интервалах ощутимых, ну, с теми же самыми насекомыми четвертичными — получается, такого нет, вот, насколько я понимаю, нет, не получается. То есть там климатические тренды как раз довольно хорошо отслеживаются.
Аноним: добрый вечер. Я — не биолог, поэтому вопросы будут немножко в сторону. Вопрос первый: Вы говорили про появление признаков, параллельное появление признаков, которые, в конце концов, складываясь, дают переход на следующий уровень сложности. Первый вопрос –если оценить не биологию, а в принципе, сегодняшнюю цивилизацию, Вы можете спрогнозировать каким он будет, следующий уровень сложности, на основании того, что Вы видите? Ну, так, хотя бы схематически. Это первое, и второе, тоже вопрос в сторону немного: Вы говорили про океаны с низким содержанием кислорода, про серу. Вот, что произойдет, если на дне Черного моря взорвется ядерная бомба?
Еськов: ничего.
Аноним: ну, вот, секунду, перемешаются слои воды, и выйдет сероводород, что может произойти в результате именно в биологии моря?
Еськов: ну, вообще-то говоря, при тех соотношениях, которые сейчас есть, все это окислится просто молниеносно, конечно. Там просто не те соотношения сейчас, то есть я не думаю… ну, то есть будет некоторая локальная катастрофа, но сугубо локальная, ничего особенного, после этого все как раз войдет в норму, вот. Что касается, что касается каких-то трендов в развитии цивилизации. Понимаете, вот как раз вся фишка с этими изменениями, что они становятся очень хорошо понятны постфактум. Знаете, как там, у Жванецкого, «если б все знали, что завтра исчезнет, все б сегодня кинулись — и сегодня бы исчезло». Если б знать, вообще говоря, куда грести… Ну, некоторые вещи, конечно, можно себе, там, представить, например, вот то, что зверушки синантропизируются — ну, вот усиление симбиотических отношений наших со зверушками — некоторые, вот, с нами потом найдут общий язык. Это я рискну представить себе, но в данном случае, как вы понимаете, я начинаю уже выступать как фантаст, а не как палеонтолог.
Шавлов: давайте сейчас несколько вопросов подряд возьмем, хорошо?
Киевский университет: как к Вашей картине эволюции применим такой термин, не совсем научный, «лезвие бритвы», как Вы знаете, был в свое время такой роман, и, по-моему, то, что Вы изложили, очень этому соответствует, это первый вопрос. И второе: насколько палеонтологические данные говорят о родине человека, потому что, в частности, на Украине, в основном, междуречье Волги и Дона, находятся негритянские захоронения, там, 20 или 200 тысяч лет назад, я, честно говоря, не помню. Насколько это соответствует действительности и могло бы ли это прояснить эволюцию человека как такового? Спасибо.
Еськов: а, ну про лезвие бритвы…
Шавлов: Кирилл, если можно, несколько вопросов возьмем сразу, пожалуйста. Давайте, по крайней мере, еще один.
Институт проблем происхождения жизни Вселенной: добрый день. У меня к Вам вопрос как к палеонтологу. В настоящее время на Земле существует около 2 млн. видов растений и животных, различные учебные справочники дают информацию о том, что с начала, как бы, зарождения жизни и до настоящего времени на Земле было около от 100 до 500 миллионов видов растений и животных, это официально в справочниках все-таки. Как Вы скажете, где миллиарды переходных форм, которые должны были быть, но их не существует? И еще один вопрос: известно ли Вам о находках замороженных костей динозавра на Аляске и не окаменелых костей динозавра, тираннозавров, в которых были найдены остатки крови? Спасибо.
Еськов: значит, что касается числа существующих видов. Знаете, вообще говоря, по всем кривым ныне принятым, суммарное разнообразие постоянно растет, начиная с пермо-триасовского провала численность, число видов постоянно увеличивается. То есть нынешнее видовое разнообразие считается самым высоким за все время существования человечества — тьфу! Человечества! — значит, то есть, оценка мне кажется несколько завышенной… Хотя, конечно, в принципе, это количество никакого значения не имеет как таковое, цифра сама по себе — в том смысле, что Вы имеете ввиду, когда говорите, что «не найдено переходных форм». Дело в том, что никогда, естественно, у вас полного набора экземпляров, которые соединяют один вид с другим, найдено не будет, просто в силу неполноты палеонтологической летописи. То есть, этого даже ожидать как-то было бы странно, да. На уровне микроэволюции есть переходы одного вида в другой, документированые очень строго, на уровне макроэволюции, как я как раз и говорил, картина гораздо более жидкая, по, опять-таки, вполне понятным причинам. Но, вот, роем, закрываем потихонечку дырки, картинка становится все более полной. Насчет этих самых динозавров… ну, понимаете, бывают очень странные типы минерализации. Вот, на этом месте, можно вспомнить местонахождение в Испании, нижнемеловое — я просто хорошо знаю, там наши работали, — так вот, там у лягушек полностью сохраняются эритроциты. Значит, в чем фишка — там было высокое содержание серы исходно в той воде, в той среде, а из кости там получается очень хитрый контейнер — сера проникает внутрь кости, замещает костный мозг, а продукты замещения наружу уже не выходят, размер пор слишком маленький. То есть получается как бы контейнер, внутри которого сохраняется среда с сильно другим химизмом. Таких случаев «хитрой» минерализации действительно известно несколько, в том числе тот динозавр, у которого имеются некоторые мягкие ткани, минерализованные довольно хитрым образом, так, что они гнутся; это в общем-то, дело известное, но как там конкретно, какая там конкретно химия… Ну, опять-таки, вы понимаете, я все-таки палеозоолог, а не геохимик, это, в общем, все-таки, скорее к химикам, то есть деталей этого я не отслеживал, что там за последние годы, так сказать, нарыли — а там этим много занимаются, боюсь, что я просто вам никакой новой информации особо не дам. А результаты минерализации бывают, действительно, очень странными.
Реплика из зала: а замороженные кости?
Еськов: в смысле? Замороженные? Если Вы имеете в виду мамонтов…
Реплика из зала: именно динозавров.
Еськов: нет, этого нет. Это уж извините. Значит, что касается мамонтов и всего прочего, то это проходит не по департаменту палеонтологии, а по департаменту зоологии. Потому что палеонтология начинается только с того момента, когда у вас, соответственно, труп захоронился — и произошло минеральное замещение, то есть, собственно говоря, объект начинает идти по нашему департаменту, когда это уже не зверушка-листик, а некая химия, которая имеет форму этого листика и всего прочего. А со всеми, так сказать, замороженными костями, мамонтами и прочими — ну, это к зоологам. Они, там, ДНКу из них достают, надеются все там в яйцеклетку слонихи впихнуть; это очень полезно, интересно, но это просто, опять, не по нашему департаменту.
Значит, насчет лезвия бритвы, насчет «Лезвия бритвы» Ефремова. Надо сказать, что я к Ефремову отношусь с гигантским уважением, Ефремов все-таки в нашем институте работал. И надо сказать, что, так сказать, что, Ефремов все-таки свою Госпремию получил, все-таки, не за литературную деятельность, а за вполне научную … Ефремов это, так сказать, один из классиков палеонтологии, создатель отдельного ее раздела, тафономии, это именно тот раздел палеонтологии, который занимается закономерностями неполноты палеонтологической летописи. Вот, если брать аналогии с историей, то это как у вас бы была «критика источников», вот, это примерно вот это. Значит, а что касается, насчет…
Реплика из зала: негритянства!
Еськов: насчет негритянства? Вы знаете, а что есть «человечество»? Вы имеете в виду уже, так сказать, современный человечек, то есть — сапиенсы, да?
Реплика из зала: миллион, два.
Еськов: ну, самые, насколько я помню, самые ранние неафриканские находки, это, на нынешний момент — Костёнки, странным образом — у нас. Вот, вроде бы, древнее не получилось, это примерно тысяч 60 там, по-моему, получается. Там разные находки были, но это как-то опять-таки от нас довольно далеко, там уже что касается черт, не скажу.
Вот что действительно интересно, по этой части, это что сейчас достаточно хорошо «размотали» историю с неандертальцами, да, с неандертальскими генами. Как известно, вроде бы уже как достаточно хорошо показано, что неандерталец и человек — это все-таки два разных вида. Потому что от неандертальца остались все-таки осмысленное количество всякой ДНК для анализа, из зубных коронок. Значит, виды разные, но, при этом у человека есть некоторое количество неандертальских генов, то есть, в общем, как-то они перемешивались. И дальше, соответственно, то есть установив сначала наличие некоторого количества неандертальских генов, потом логично предположить, что количество этих неандертальских генов будет максимально в популяциях европейских людей — ну где, собственно, люди с неандертальцами и сталкивались. А оказалось — фиг! То есть, не отличаются европейцы по этому признаку от всего остального мира строго никак. То есть картинка, которая реконструируется, вот, на нынешний момент, она примерно такова: то есть первыми из Африки выходят неандертальцы, и расселяются, соответственно, по Евразии, и живут там. В Африке появляются кроманьонцы, сапиенсы, да, съедают тамошних неандертальцев и — делают первую попытку выхода из Африки. Значит, первая попытка выхода из Африки идет через Ближний Восток, через, соответственно, пещеры горы Кармель, ну, где и те самые черепа с промежуточными характеристиками, да, то есть вроде неандертальцы с кроманьонскими чертами. Судя по всему, именно в этот момент вот там, когда виды — это порядка 100-80 тысяч лет назад дело происходит — виды еще практически не разошлись от общего предка, то, о чем мы говорили. Виды еще разошлись слабо, на этом месте еще возможна метисация, да, и в этот момент она и происходит. Но первая попытка экспансии оказывается неудачной, потом идет вторая попытка выхода кроманьонцев из Африки, она, скорее всего, идет не через Ближний Восток, а через юг Аравии, и человек современного типа распространяется по югу Азии. Захватывается Азия, и уже после этого он возвращается в Европу, где как раз появляются всякие люди из Костёнок, вот, эти самые находки, относительно новые. И вот там уже они сталкиваются, то есть эти сильно уже продвинутые люди современного типа, сталкиваются с сильно специализированными европейскими неандертальцами. Вот с этими классическими — здоровыми, низкорослыми, с большим черепом, которые растут, как оказывается, по-другому. И вот они их съедают, так сказать, просто совершенно без всяких попыток как-то в другие отношения с ними вступить.
Вот как раз такая картинка получается, похожая на правду, вполне логичная и, так, увязывающая все концы с концами. А как распределяются отдельные монголоидные, негроидные черты по всяким популяциям — ну, там так полная мешанка, вообще говоря, до определенного времени они всплывают в самых разных местах, то есть, ну просто нельзя уверенно говорить о таких делах…
Реплика из зала: о миграции.
Еськов: нет-нет, это совершенно не про то, насколько я понимаю вопрос. Ну, я все-таки, понимаете, не антрополог, вы делайте на это поправку.
Сергеенко Виктор: у меня такой вопрос. Мы имеем один уникальный вид — это наша Земля, она в корне отличается от остальных планет, которые мы знаем, отличается по многим параметрам, кроме атмосферы, она, допустим, имеет на порядки больше воды, чем аналогичные планеты. Не кажется ли вам, что тут тоже применим эффект автокатализа? Что это эволюция и эволюция как бы направленная, она была созданная такой, какая она есть сейчас?
Портнов: Хорошо. Коллеги, давайте еще соберем вопросы, время уже позднее и хотелось бы действительно важное спросить.
Кирилл Юрьевич Пучков, Институт зоологии: ваши превосходные примеры и с раголетисами, и с колюшками, и то, что вы рассказывали про мезозой и палеозой, про очищение океана и так далее, по-моему, тут ни малейшего противоречия с дарвинизмом нет.
Еськов: конечно нет!
Пучков: я прошу прощения, возможно, я слишком предвзят, насколько я читал Гульда (Stephen Jay Gould), он там этих примеров не приводит, он не дает обоснование каким образом происходит вот этот вот генезис. Генезис у него происходит каким-то либо таинственным образом — сам собою взял и начал превращаться, либо требуется внешнее вмешательство, но не божественное, он вместо Бога запускают огромный метеорит, который все сносит и освобождается пространство. А вы даете очень конкретные объяснения того, как это происходит и вот в этом механизме, я лично, не вижу ничего антидарвиновского, и не вижу причин, почему привлекать Гульда.
Еськов: я понял. Во-первых, да — тут нет ничего антидарвиновского и ничего антиселекционистского. Я как раз смогу понять, что слово «дарвинизм» вызывает некоторую аллергию, потому что именами основателей, как правило, называют всякого родя «учения» во всяких неестественных науках. Если мы говорим о селекционизме, то Гульдовская модификация классического селекционизма, его «теория прерывистого равновесия», мне, как и моим коллегам, насколько я это вижу, кажется вот более интересной. Еще мы любим эпигенез, горизонтальный перенос, но это все, как вы совершенно правильно сказали, никакому дарвинизму вообще говоря, действительно, не противоречит. Это просто некоторые разночтения в рамках вполне общей концепции, общей платформы, все это селекционистские вполне воззрения. То есть номогенез — вот это уже про другое, это да, это уже введение некоторых избыточных сущностей: типа, «опиум усыпляет, потому что обладает снотворным действием». А здесь все как раз чисто селекционистский механизм.
Что касается вопроса, является ли Земля планетным телом, у меня есть в этом сомнения. Дело в том, что эволюция, так как ее понимаем мы, биологическая эволюция — это стохастический направленный процесс, в котором каждая следующая стадия реально непредсказуема.. А то, о чем говорите вы — ну, вот когда говорят об «эволюции звезд», например, о том что астрономы называют эволюцией звезд, — это чрезвычайное расширение понятия, это аналог того, что у нас будет онтогенезом, то есть это скорее развитием оплодотворенной яйцеклетки через все стадии и до старости; или, как другой аналог, сукцесионные системы — вот у вас сукцессия идет, от гари через иван-чай, березки, елку и вот до дуба. Вот вы говорите об образовании протопланетного облака, потом планеты Земля, потом у вас начинает осаждаться ядро, при этом у вас начинается гравитационная дифференциация недр, запускается мантийная конвекция, начинается вулканизм, проходят некоторые стадии, потом все это дело кончается, планета становится мертвой. И это всё как раз скорее стадии развития организма, онтогенез. Может быть, я просто не понял вопроса?
Сергеенко: произошло нарушение этого принципа, остальные планеты эволюционировали вот так вот, как вы описали и они стали… (нрзб)
Еськов: да, понятно. Ну, тут достаточно все просто: наша планета единственная, на которой температура лучистого равновесия — между 0 и 100 градусами, и поэтому у нас Н2О имеет честь пребывать в жидком агрегатном состоянии, ну что предопределяет кучу всего, происходящего на планете.
Портнов: коллеги, давайте будем уважать других участников! Посмотрите, сколько людей хотят задать вопрос! Задавайте следующие вопросы, все эти разговоры будут в кулуарах.
Шавлов: и если можно, как можно короче формулируйте вопросы.
Денис, слушатель: как палеонтолог, опишите глобальные катастрофы с точки зрения видообразования, изменения количества и усложнения видов на планете. То есть те, которые уже имели место на нашей планете уже много раз.
Еськов: вымирание вы имеете в виду?
Денис: и второй вопрос: ваше отношении к модели Докинза по описанию дарвинистского отбора с точки зрения гена, как основного участника отбора?
Еськов: к Докинзу отношусь скорее положительно, но достаточно насторожено, скажем так. Ярким фанатом Докинза я не являюсь, но его концепция позволяет действительно «расшить» некоторое количество узких мест классического селекционизма. Например, альтруистические стратегии, как раз по Докинзу объясняются очень хорошо. Потому, что если у вас объектом отбора является сам ген, то есть гену нужно себя передать в будущее поколение и воспроизвестись в должном количестве копий, то ген как раз вполне может некоторым числом своих носителей пожертвовать ради успеха популяции, которая его и должна туда принести. Странным образом из этой эгоистичной концепции Докинза, ну, «эгоистичный ген», как раз альтруистические стратегии вытекают достаточно хорошо и четко. Марксистско-ленинские философы вот на этом месте, я думаю, очень порезвились бы на предмет диалектики и всего прочего. Это про Докинза.
А второй был про глобальные катастрофы? Вот опять таки, большая часть моих коллег считает, что шоковые падения разнообразия действительно бывали. Но все-таки это было не настолько резко, не настолько сильно, а главное что внешнее воздействие, будь, то астероидный импакт или катастрофический вулканизм, они скорее играют роль последней соломинки, ломающей спину верблюда. То есть, грубо говоря, если нет внутреннего кризиса в экосистемах и биосфере, то все эти астероидные удары для них, видимо, достаточно безопасны. А вот если действительно уже есть внутренний кризис, то тогда это может сыграть существенную роль.
Представьте себе: вот издается замечательная историческая монография, в которой полностью, на новых документах, детально, исчерпывающе проанализировано покушение Гаврило Принципа: он как, от себя работал или от конторы, он был сумасшедшим одиночкой или он был агентом сербских спецслужб? И некоторые новые решения. Важная это работа? Безусловно! Интересная? Да! Проливающая свет? Несомненно! Но к причинам Первой мировой войны всё это, как легко догадаться, не имеет никакого отношения.
Вот точно также и все детали, например, исследований мел-палеогенового вымирания в свете импакта, все аспекты изучения удара — как там выбрасываются иридии, на какую дистанцию там волна могла быть... Ну да, это, конечно, очень интересно. Модельерам есть где разгуляться, и все прочее… Но вот, как я по своим коллегам сужу, к делу это не имеет абсолютно никакого отношения. То есть не один импакт, так другой, не импакт, так вулканизм. Кстати, если опять-таки выбирать между импактом и вулканизмом, то вулканизм, мне например, нравится больше. Просто потому, что импакт на мел-палеогеновой границе был, а на пермо-триасовой сколько его искали, так ничего внятного и убедительного и не нашли. А уж рыли на совесть. А катастрофический вулканизм в обоих случаях был, и все-таки проводить хитрую кривую через две точки — это тоже не очень хорошо, ну, а здесь-то вообще через одну получается!
Таращук, институт зоологии: вы говорили, что в кембрии, я так понимаю, что был пик численности видов и расцвет членистоногих. Вы этого может быть, и не говорили, но вы сказали «они сделали свое дело и вроде как растаяли». В общем, ушли на второй план. Скажите, пожалуйста, как вы считаете, а какие все-таки таксоны вот сейчас в современных морских экосистемах являются средообразующими, учитывая, что видов членистоногих на порядок больше, чем млекопитающих? Как вы вообще относитесь к идее старения таксонов разных? Разделяете ли вы точку зрения Волькенштейна о кинетической смерти любого таксона?
Еськов: про концепцию возраста и старения таксонов, мне она, честно говоря, кажется не совсем убедительной. В любом случае это генетика. Те механизмы, о которых говорил я, не имеют никакого отношения к генетике, это как раз чистая экология. Что касается членистоногих, Пономаренко сразу сказал, что членистоногие сразу после конца кембрия очень долго не будут играть такой роли в экосистемах — вплоть до самых последних периодов.
То, что сейчас делают членистоногие, а конкретно если уж фильтраторы, о которых мы говорим, то это соответственно циклопы и эуфизиды, которые как раз делают гигантскую работу по фильтрации, здесь как раз никакого вопроса нет; но фишка в том, что циклопы и эуфузиды в палеонтологической летописи представлены строго нулем. Вот нет их, такого рода поправки… в летопись попадает сильно не все, мы же имеем дело не с биоценозами, а с тафоценозами, с тем, что попало. Что касается членистоногих, то я с самого начала сказал, что это были еще не членистоногие, а это было именно вот то, что со временем превратится в этих самих членистоногих. Это именно несколько параллельных стволов, среди которых были реальные предки членистоногих, а были аномалакарисы какие-нибудь. Что такое аномалакарис представляете себе, да? Вот это гигантское по кембрийским временам существо, метр примерно длины, вот с такими хваталками малопонятными. Все бы хорошо, но только вот «членистоногое» это имеет рот в виде цангового карандаша — четыре дольки которые сходятся здесь. Как легко догадаться, произвести их от парных конечностей, которые составляют ротовой аппарат членистоногого, у вас не получится никак. То есть это один из многочисленных вариантов артроподизации, про которую, собственно и шла речь. То есть, создание существа с плотной кутикулой, сигментацией, некоторым набором конечностей, которые могут обрастать соответствующими фильтрационными механизмами, и прочими, но не являясь при этом членистоногими. Речь как раз была именно про это. Так вот, например, в нижнем кембрии, вот в Чжэцзяне, например, это китайский нижний кембрий, на котором в значительной степени наше представление о тамошних экосистемах и основано, там соответственно они составляют 2/3 видов — вот такие артроподоподобные существа, артроподоподобные, я подчеркиваю. А дальше, уже к среднему кембрию, число их падает до 30 %. И дальше уже членистоногих никогда не бывает больше трети. А сейчас уже да, сейчас понятно, какое соотношение. Мы опять можем сделать поправку на то, что их было больше. То есть, мы говорим о доле их, а не о количестве видов.
Портнов: коллеги, во-первых, спасибо тем, кто еще с нами! Особенно тем, кто стоит!
Еськов: можно я одну секунду, на правах выступающего? Есть ли здесь и еще не ушел ли юзер Пардус, я попрошу его остаться тогда: я выполнил вашу просьбу.
Портнов: коллеги, я предлагаю сделать так: три последних публичных вопроса, а все остальные вопросы сделать не публичные, если Кирилл не против.
Любчич: я не украду вопрос у зала, я только хочу продолжить мысль Кирилла, о том, что российскую науку прижали, и она стала публичной. Учитывая количество научно-популярных передач в Украине, я так понимаю, что украинскую науку не прижали. А мы тут наивно пытаемся открыть научно-популярную страничку. Те студенты, ученые, которые находятся в зале и готовы опровергнуть эту теорию, подойдите ко мне после лекции. Спасибо!
Еськов: я, собственно, про мировую тенденцию говорил, российская еще не очень, это я про мировую тенденцию.
Уставалов Андрей, биофак КГУ: вот вы говорили насчет колебаний СО₂ за историю земли, а меня как-то вот больше интересует колебание кислорода, а конкретно время около 2 млрд. лет назад. Там есть очень серьезные расхождение: я видел данные, что тогда точка Юри, у вас я, по-моему, читал что-то около точки Пастера кислород, а некоторое время назад находки каких-то многоклеточных непонятных вроде бы говорят, вообще, о том, что там должно быть даже больше. Есть ли какая-то сейчас ясность именно в этом вопросе? Какие-то глобальные линии, треды кислороды, хотя бы вот до Кембрии?
Еськов: вы знаете, есть довольно сильный разнобой в данных. Никаких многоклеточных там конечно нет и близко. Достаточно давно, близко к 2 млрд., появляются многоклеточные растения и некоторые странные следы биотурбации, следы на осадках. А вот что это за следы, между прочим, появилась гипотеза недавно, очень изящная, опять на фактах. Дело в том, что некоторое время назад… Ну вы знаете, есть многоядерные простейшие, которые могут образовывать пленки достаточно большие, и в том числе, как выяснилось, могут образовывать сферические структуры типа виноградины, и эти штуки могут кататься по поверхности осадка, оставляя следы. Это было показано несколько лет назад. Так вот, по всей видимости, многие следы в докембрии, которые не давали всем покоя... ведь чтобы след был — это ж нужно чтобы там уже трехслойное животное было, — так видимо часть следов она просто такими простейшими могла быть оставлена, а тем особого кислорода опять-таки не нужно. В принципе, когда мы говорим о точке Пастера, о точке Юри, мы же рассчитываем некоторые суммарные, обобщенные количества кислорода, а локально, например, могут довольно приличные концентрации создаваться. Если уже появляются заросли макрофитов — ну, это не 2 млрд., конечно, а попозже, у китайцев есть находки возрастом 1,8, хотя китайцы всегда низят свои датировки, но 1,5 млрд. там может быть вполне. И когда у вас появляются заросли макрофитов — собственно говоря, Шенборн, так и полагает, что животные как раз и происходили в таких вот водорослевых лугах, что он называет. Локально там могут быть очень разные вещи.
Портнов: спасибо, за такой хороший вопрос! Давайте еще два.
Перковский, Институт зоологии: у меня совсем короткий вопрос. По мел-палеогенному импакту, какие аргументы наиболее короткие и простые, которые впечатляют людей, чтобы им объяснить, что импакт не повлиял, они, в общем-то, и так бы сдохли? Как это объяснить короче и быстрее всего?
Еськов: знаешь, ну, как обычно, загибая пальцы, можно говорить о целом количестве проблем. Вот, есть целое количество импактных кратеров-астроблем разного возраста, и есть целое количество вымираний в истории нашей планеты, ну и вот, в в одном месте совпало оно совпало, да. Все другие крупные вымирания: пермо-триасовое, фран-фаменское, и прочие — они ни с какими импактами не связаны. Есть множество импактов, которые ни на что не повлияли, ну а вот здесь совпало. И выясняется к тому же м, что все эти замечательные катастрофические события — это всё на самом деле приатлантическая часть планеты. Сейчас, за последние годы, было изучено некоторое количество свит, которые точно на мел-палеогеновой границе, тихоокеанских — раньше была известна одна такая, Цагаянская свита на нашем Дальнем Востоке, а сейчас добавились и Аляска и Китай. Так вот, Пацифике на этом месте не происходит ничего. Как вот опять у Шварца «не происходит ничего, ну совсем ничего» — вот на этой самой точной мел-палеогенной границе. Все, привет. Вот так вот, из самого простенького.
Аноним: скажите, пожалуйста, социальность, по вашему мнению — это тормоз или двигатель эволюции?
Еськов: простите, что вы имеете в виду? Вы имеете в виду эусоциальность или кооперацию?
Портнов: спасибо огромное! Спасибо, прежде всего нашему лектору! Конечно, спасибо всем, кто слушал, особенно до конца. Я под большим впечатлением. Думаю, что мы Кирилла будем приглашать еще. Мы в двух словах с Верой скажем, кто будет на следующих лекциях. В следующую среду будет Мирослав Маринович, украинский диссидент, который в свое время провел очень много лет в лагерях, был членом украинской хельсинской группы, а сейчас он вице-ректор Украинского Католического Университета во Львове. Очень интересный человек и его лекция будет о духовном опыте ГУЛАГа, то есть о опыте именно лагерей советских. А кто будет позже, скажет Вера.
Холмогорова: наше естественнонаучная тема будет возможно продолжена 22 декабря. До нас, возможно, доедет химик из университета штата Нью-Йорк, Артем Агадов. Он к нам уже обирался, но помешал вулкан. На этот раз надеюсь, никаких вулканов не будет. А 15 у нас будет компьютерный лингвист Евгения Кропиловская. Лекция тоже будет очень интересная, так что обязательно приходите.
Еськов: Мне досталось последнее слово. Я всегда вспоминаю древний советский анекдот: суд в Тбилиси: «Подсудимый Махарадзе, ваше паслэднее слово? — 75 тысач! — О! Суд удаляется на совещание!»
Источник: polit.ua
