Величайшее Шоу на Земле: свидетельства эволюции.

В словах Уоллеса был смысл. К сожалению, термин Спенсера «Выживание наиболее приспособленных» создает собственные проблемы, которые Уоллес не мог предвидеть, но я не буду разбирать их здесь. Несмотря на предупреждение Уоллеса, я предпочитаю следовать за собственной стратегией представления Дарвином естественного отбора через одомашнивание и искусственный отбор. Мне хотелось бы думать, что мсье Джанет на этот раз смог бы понять. Но у меня была и другая причина следовать по стопам Дарвина, и это — хорошая причина. Окончательной проверкой научной гипотезы является эксперимент. Эксперимент определенно означает, что вы не просто ждете от природы, что она сделает что-то, и пассивно наблюдаете и смотрите, что с чем коррелирует. Вы вмешиваетесь и делаете что-то. Вы манипулируете. Вы систематически меняете что-то и сравниваете результат с «контрольной группой», которая не была изменена, или сравниваете с другим изменением.

Экспериментальное вмешательство имеет огромную важность, потому что без него вы никогда не могли бы быть уверенными в том, что наблюдаемая вами корреляция имеет какую-то причинную значимость. Это можно проиллюстрировать так называемым «софизмом церковных часов». Пусть часы в двух близлежащих церквях бьют каждый час, но в церкви Св. А чуть раньше, чем в церкви Св. Б. Турист с Марса, заметив это, может заключить, что бой часов церкви Св. А заставляет бить часы церкви Св. Б. Мы, конечно, знаем что и как, но единственной настоящей проверкой гипотезы было бы экспериментально звонить в колокол Св. А в случайные моменты времени, а не раз в час. Предсказание Марсианина (которое было бы, конечно, опровергнуто в этом случае) в том, что часы Св. Б будут по-прежнему звонить сразу же после Св. А. Только экспериментальная манипуляция может определить, действительно ли наблюдаемая корреляция указывает причинность.

Если ваша гипотеза заключается в том, что неслучайное выживание случайных генетических вариаций имеет важные эволюционные последствия, экспериментальная проверка гипотезы должна быть умышленным человеческим вмешательством. Идите и повлияйте на то, какой вариант выживает а какой нет. Вмешайтесь и выбирайте, как человек-селекционер, какого рода индивидов взять для воспроизведения. И это, конечно, — искусственный отбор. Искусственный отбор это не просто аналогия для естественного отбора. Искусственный отбор является истинной экспериментальной — в противоположность наблюдательной — проверкой гипотезы, что отбор приводит к эволюционным изменениям. Большинство известных примеров искусственного отбора — в частности, производство различных пород собак — получены при ретроспективном рассмотрении истории, вместо того, чтобы быть преднамеренными проверками предсказаний в экспериментально контролируемых условиях. Но надлежащие эксперименты были проведены, и результаты всегда соответствовали ожидаемым из менее систематических разрозненных наблюдений с собаками, капустой и подсолнечником. Вот типичный пример, особенно хороший, потому что агрономы на экспериментальной станции в Иллинойсе начали эксперимент достаточно давно, в 1896 году (Поколение 1 на графике).  Диаграмма выше показывает содержание масла в семенах кукурузы двух различных искусственно отбираемых линий, одна отбиралась на высокую продуктивность масла, а другая на низкую продуктивность масла. Это настоящий эксперимент, потому что мы сравниваем результаты двух преднамеренных манипуляций или вмешательств. Очевидно, различия существенны, и они растут. Кажется вероятным, что и восходящая диаграмма, и нисходящая, в конечном счете, установились бы на постоянном уровне: малопродуктивная линия, потому что Вы не можете понизить содержание масла ниже нуля, а высокопродуктивная линия по причинам, которые почти так же просты.

Вот дальнейшая лабораторная демонстрация силы искусственного отбора, который поучителен в другом отношении. Диаграмма на обороте показывает приблизительно семнадцать поколений крыс, искусственно отбиравшихся на устойчивость к кариесу. Замеры, приведенные на графике — сколько дней у крыс не было кариеса. В начале эксперимента типичный период отсутствия кариеса составлял приблизительно 100 дней. После всего лишь дюжины поколений систематического отбора против кариеса период отсутствия кариеса был примерно в четыре раза длиннее, или даже больше. И снова, отдельная линия была выбрана для эволюции в противоположном направлении: в этом случае эксперименты систематично отбирали на восприимчивость к кариесу.

Пример дает возможность отточить наши зубы в теории естественного отбора. Действительно, это обсуждение крысиных зубов будет первой из трех таких экскурсий в сам естественный отбор, для которой мы теперь вооружены. В двух других, как и с крысами, мы должны вернуться к существам которые уже встречались на «пути наслаждений» от одомашнивания, а именно собакам и цветам.

Почему, если так легко улучшить зубы крыс искусственным отбором, естественный отбор явно сделал так плохо эту работу изначально? Несомненно, нет никакой выгоды в кариесе зубов. Почему, если искусственный отбор способен ослабить его, естественный отбор не проделал давно той же самой работы? Я могу придумать два ответа, оба поучительны.

Первый ответ, что исходная популяция, которую селекционеры использовали в качестве первичного материала, состояла не из диких крыс, а из одомашненных, выведенных в лаборатории белых крыс. Можно было сказать, что лабораторные крысы избалованы, как современные люди, огражденные от режущей кромки естественного отбора. Генетическая тенденция к разрушению зубов значительно уменьшила бы репродуктивные перспективы в дикой местности, но могла бы не иметь никакого значения в лабораторной колонии, где проживание легко, и решение о том, кому размножатся а кому нет, делают люди, не глядя на выживаемость.

Вот первый ответ на этот вопрос. Второй ответ более интересен, поскольку он несет важный урок о естественном отборе, так же как и об искусственном. Это урок компромиссов, и мы уже обращались к нему, когда речь шла о стратегии в опылении растений. Ничто не бесплатно, за все надо платить. Может показаться очевидным, что разрушения зубов следует избегать любой ценой, и я не сомневаюсь, что кариес зубов значительно сокращает жизнь у крыс. Но давайте подумаем на минуту о том, что должно произойти для того, чтобы повысить сопротивляемость животных к кариесу. Я не знаю деталей, но я уверен, что это будет дорогостоящим, и это все, что мне требуется предполагать. Допустим, это достигается за счет утолщения стенки зуба, а это требует дополнительного кальция. Найти дополнительный кальций не невозможно, но он должен поступить откуда-то, и он не бесплатен. Кальций (или, возможно, любой другой ограниченный ресурс) не плавает в воздухе. Он должен поступить в организм с пищей. И он потенциально полезен для другого кроме зубов. У тела есть нечто, что мы могли бы назвать кальциевой экономикой. Кальций необходим в костях, и он необходим в молоке. (Я предполагаю, что мы говорим о кальции. Но даже если речь пойдет не о кальции, должен быть некоторый дорогостоящий ограничивающий ресурс, и аргумент будет работать точно так же, независимо от того, что является этим ограничивающим ресурсом. Я продолжу использовать кальций для нужд аргумента). Отдельная крыса с особо сильными зубами, как правило, живет дольше, чем крыса с гнилыми зубами при прочих равных условиях. Но все другие обстоятельства не одинаковы, потому что кальций, необходимый для укрепления зубов, должен был откуда-то взяться, скажем из костей. Конкурирующая особь, гены которой не предрасполагают к тому, чтобы отнимать кальций у костей, могла бы, следовательно, оставаться в живых дольше по причине своих лучших костей и несмотря на свои плохие зубы. Или конкурирующая особь могла бы быть более успешной в выкармливании детей, потому что она вырабатывает более богатое кальцием молоко. Коль скоро экономисты любят цитировать Роберта Хайнлайна (Robert Heinlein), нет такой вещи как бесплатный обед. Мой пример крысы является гипотетическим, но с уверенностью можно сказать, что по экономическим причинам должно быть такое понятие как крыса, чьи зубы слишком хороши. Совершенство в одной области должно быть куплено в виде жертв в другой.