Эволюция — это правда, но действительно ли мутации случайны?

Доказательства того, что эволюция путем естественного отбора является истиной, просто ошеломляют: организмы меняются от поколения к поколению за счет накопления генетических мутаций.

Эти мутации отбираются по принципу «за» или «против» в зависимости от способности получившихся организмов выживать и размножаться в соответствующих экосистемах.

Видео, выпущенное Гарвардской медицинской школой несколько лет назад, наглядно — хотя и дидактически — иллюстрирует этот процесс:

Однако с вышесказанным часто смешивают еще одну идею: в то время как естественный отбор явно не является случайным процессом, мутации, лежащие в основе этого процесса, последовательно принимаются за случайные. Проблема в том, что доказательства естественного отбора не являются доказательствами случайных мутаций: природа будет отбирать для выживания пригодные особи независимо от того, следуют ли сами мутации тенденции или нет.

Чтобы доказать, что генетические мутации, лежащие в основе эволюции, случайны, необходимо иметь достаточно полную информацию о (а) самих мутациях, происходивших на протяжении всей истории жизни на Земле, включая те, которые были отброшены естественным отбором, и (б) соответствующих фенотипических характеристиках. Только после этого можно было бы провести тест на случайность, чтобы убедиться в отсутствии фенотипических тенденций до того, как естественный отбор сыграет свою роль. Конечно, окаменелости слишком скудны, чтобы можно было провести такой тест.

Поэтому предположение о случайности генетических мутаций, строго говоря, не имеет под собой никакой эмпирической основы. Его мотивация просто субъективна: многие не могут представить себе никакого правдоподобного механизма, который мог бы придать закономерность самим мутациям. Как бы убедительно это ни звучало, недостаток воображения и субъективное ощущение правдоподобности не являются вескими причинами для утверждения научных фактов.

Дух научного исследования как раз и состоит в том, чтобы искать еще не открытые природные закономерности, тем самым неявно предполагая — если что, — что они действительно существуют. Утверждать на основании субъективной предрасположенности, что генетические мутации не имеют закономерностей, пожалуй, противоречит самому духу науки.

Более того, научные результаты и предположения так часто нарушали наше чувство правдоподобия, что мы уже должны были научиться относиться к этому с осторожностью. Например, по сравнению с гипотезой о бесчисленных параллельных вселенных, на которую серьезно настаивают многие физики, чтобы объяснить причудливую тонкую настройку универсальных констант, и которая не имеет ни малейшего эмпирического подтверждения, возможность врожденной природной предвзятости, лежащей в основе генетических мутаций, не кажется этому комментатору такой уж абсурдной.

Пытаясь быть более объективным, можно возразить, что генетические мутации — это события квантового уровня, которые, как было доказано, по своей сути случайны. Но поскольку гипотетические тенденции, о которых идет речь, являются фенотипическими — то есть, отклонениями в сторону определенных структур, функций или возможностей организма, — они обязательно влекут за собой множество квантовых событий. На таком сложном уровне глобальные закономерности между событиями могут быть согласованы с отдельными событиями, отвечающими критериям случайности. Позвольте мне проиллюстрировать это простой аналогией.

Представьте, что вы бросаете три игральные кости на стол, причем несколько раз. После каждого броска вы осматриваете каждый кубик по отдельности и убеждаетесь, что на них случайным образом выпало число от одного до шести. Но когда вы смотрите на все три кубика вместе, то понимаете, что либо все они показывают четное число, либо все они показывают нечетное число. Получившаяся глобальная картина не только явно нарушает случайность, но и состоит из отдельных событий, которые, если рассматривать их по отдельности, отвечают критериям случайности. Таким образом, то, что отдельные квантовые события случайны, не исключает возможности неслучайных глобальных мутационных паттернов.

Действительно, возможность существования в природе глобальных моделей поведения, выходящих за рамки ограничений локальности, открыта самой квантовой механикой. По словам физика Эриха Йооса, «из-за нелокальных свойств квантовых состояний последовательное описание какого-либо явления в квантовых терминах должно в конечном итоге включать в себя всю Вселенную«.

Более того, хотя физики могут проверить отдельные квантовые события в лаборатории и убедиться, что они случайны, невозможно выявить глобальную закономерность в сложном физическом мире в целом: слишком много «кубиков», чтобы следить за ними в контролируемых условиях. Поэтому, насколько мы знаем и даже можем знать, генетические мутации могут следовать пока нераспознанным фенотипическим тенденциям, действующим нелокально по отношению к событиям мутации.

В самом деле, существуют эмпирические предположения о существовании фундаментальных природных закономерностей — «законов природы», — несводимых к микроскопическим событиям. Если это так, то подобный прецедент должен заставлять избегать прямого отбрасывания на основе простой интуиции возможности неизвестных макроскопических законов, влияющих на генетические мутации, которые движут эволюцией.

Наконец, можно утверждать, что для объяснения разнообразия жизни нам не нужно ничего, кроме случайных мутаций, так что постулирование закономерности, предшествующей естественному отбору, нарушает пресловутую бритву Оккама. Но мы ведь не знаем, что случайности достаточно, не так ли? Единственный способ проверить это — запустить на квантовом уровне симуляцию эволюции жизни и посмотреть, сможем ли мы воспроизвести эмпирически наблюдаемое биологическое разнообразие, используя в качестве исходного материала генетические мутации без тренда. Такое моделирование, конечно, невозможно. Возможны лишь игрушечные модели, но они не отражают той сложной реальности, которую мы пытаемся понять. Если уж на то пошло, удивительное богатство жизни, кажется, предполагает именно естественный перекос в эту сторону.

Заметьте, я не утверждаю, что такая предвзятость существует; я не знаю этого ни в том, ни в другом случае, и это как раз моя точка зрения. Я просто указываю на то, что гипотезу нельзя отбрасывать. Более того, я не выдвигаю гипотезу о каком-либо преднамеренном вмешательстве в естественные дела со стороны некоего сверхъестественного агентства. Я просто поднимаю вопрос о возможности существования пока еще непризнанных, но естественных закономерностей, которые накладывают отпечаток на генетические мутации. Ничто из того, что мы знаем сегодня, не исключает такой возможности.

Я также признаю, что для многих гипотеза о неустранимой фенотипической предвзятости кажется настолько неправдоподобной, что ее нельзя игнорировать. Нет ничего плохого в том, чтобы придерживаться такого мнения. Но выдавать мнение за установленную истину — это проблема, ведь если мы сделаем исключение из научной практики отделения субъективных мнений от объективных фактов, мы откроем пресловутый ящик Пандоры.

Само понятие «случайность» уже нагружено и неоднозначно: хотя оно определяется как отсутствие различимых закономерностей, теоретически любая закономерность может быть порождена действительно случайным процессом; соответствующая вероятность может быть исчезающе мала, но она не равна нулю. Таким образом, утверждение о том, что природный процесс является случайным, не только равносильно признанию незнания причинно-следственной связи, но и может быть истолковано таким образом, что не поддается фальсификации.

Вдобавок к таким неотъемлемым проблемам, сегодня идея случайных мутаций настолько переплелась с идеей эволюции путем естественного отбора, что, что примечательно, подавляющее число эмпирических доказательств последнего неявно неверно истолковывается как доказательство первого. Это серьезная неточность, поскольку, пожалуй, нет другого столь важного для нас природного процесса, как природа жизни.

Если что-то и заслуживает строгой интерпретации, требуемой научным методом, так это эволюционные механизмы, которые привели к появлению человека. Смиренное признание того, что мы о них не знаем, крайне необходимо, чтобы не исключить произвольно интересные направления исследований.