Перспективы эволюции человека как биологического вида
Что бы там ни утверждали приверженцы креационизма – концепции, согласно которой органическая жизнь, человечество, планета Земля и вообще весь мир созданы неким высшим божеством или сверхсуществом, – серьёзные учёные относятся к подобным воззрениям более чем скептически. Дарвинская теория эволюции, изложенная им в книге под названием «Происхождение видов путём естественного отбора», в сочетании с теорией наследственности, разработанной Менделем, является общепринятой, поскольку современная наука накопила немало доказательств её истинности. Палеонтологические, биогеографические, сравнительно-анатомические, эмбриологические и молекулярные свидетельства эволюции подтверждают факт происхождения всех ныне живущих на Земле организмов от одного общего предка, что позволяет более или менее точно реконструировать историю жизни на нашей планете. Понятно, что все эти природные законы в полной мере относятся и к человеку: пусть даже расхожая фраза «человек произошёл от обезьяны» – это некоторое упрощение, но то, что биологический вид Homo sapiens является продуктом многомиллионолетней эволюции, сомнений не вызывает. Однако небезынтересно было бы узнать, как пойдёт эволюция дальше. Вопрос тем более важный, что человечество – впервые за всю историю существования жизни на Земле – обладает сегодня реальными техническими возможностями влиять на ход эволюции. Этой теме была посвящена международная конференция, прошедшая на минувшей неделе в Гейдельберге. Ведь тот факт, что человек стал – или же провозгласил себя – царём природы, вовсе не отменяет эволюционные механизмы естественного отбора. Продолжает, в частности, действовать закон экономичности и рациональности эволюции: органы и функции организма, не находящие применения, дегенерируют и со временем полностью утрачиваются. Поэтому большинство специалистов в области эволюционной биологии полагают, что человек будет становиться всё менее мускулистым, поскольку условия жизни по мере развития цивилизации предъявляют всё более скромные требования к скелетно-мышечному аппарату. Стальные мышцы, мощные суставы, кости с многократным запасом прочности – всё это с точки зрения эволюции совершенно бессмысленное расточительство в новых условиях. Британский палеонтолог и антрополог Джей Сток (Jay Stock), научный сотрудник Кембриджского университета, говорит:
Есть немало оснований утверждать, что эволюция продолжается. Мы знаем, например, что вследствие развития сельского хозяйства и изменений, которые претерпело питание человека, его зубы и челюстные кости уменьшились в размере. Но изменения происходят и на генетическом уровне: мы видим, что всё более широкое распространение получает ген, кодирующий лактазу, она же бета-галактозидаза, – это тот фермент, который секретируется в тонком кишечнике и расщепляет лактозу – молочный сахар – на глюкозу и галактозу, позволяя нам тем самым усваивать молоко. В мире, особенно в Юго-Восточной Азии и в Африке, ещё много людей, у которых этот фермент обладает крайне низкой активностью или вообще отсутствует, что лишает их способности усваивать молоко. Однако этот генетический дефект встречается всё реже, и связано это с распространением молочного животноводства и с тенденцией подкармливать новорождённых коровьим молоком.
На протяжении миллионов лет эволюция превращала человека в прямоходящее существо. Теперь же нам приходится много сидеть, и мы расплачиваемся за это болями в спине, ущемлением или выпадением межпозвоночных дисков. Однако поскольку этот недуг не уменьшает шансов на продолжение рода, вряд ли можно рассчитывать на то, что эволюция позволит нам со временем приспособиться к сидячему образу жизни. Точно так же и острота зрения сегодня уже не является критерием естественного отбора, поэтому и в этом вопросе надеяться на помощь эволюции не стоит, лучше обзавестись очками. Зато во многих регионах мира растёт доля людей, невосприимчивых к возбудителям некоторых смертельно опасных заболеваний. Джей Сток поясняет:
Целый ряд генов, особенно в последние годы, активно видоизменяются. Мы отмечаем увеличение доли людей, обладающих повышенным иммунитетом к малярии и даже к СПИДу. Налицо естественный отбор на генетическом уровне.
В то же время Джей Сток подчёркивает, что всё большее значение в эволюции человека обретают культурные, социальные и технические факторы. Мало того, сегодня мы уже вплотную приблизились к той стадии развития цивилизации, которая позволит нам целенаправленно управлять ходом нашей биологической эволюции. В Гейдельберге об этом говорилось на удивление прямо и почти без каких-либо табу этического характера. Генетическое вмешательство в развитие эмбриона? Итальянский учёный Фульвио Мавильо (Fulvio Mavilio), профессор молекулярной биологии в университете Модены, не видит тут никаких проблем:
Лично я это приветствовал бы. Наши гены на протяжении долгой истории человечества и так изменялись, будь то под действием окружающей среды или в результате социального отбора. И мы уже давно используем научно-технические достижения – например, в борьбе с болезнями. Так чем всё это принципиально отличается от целенаправленной генетической модификации человека? Это всего лишь более эффективный путь для достижения той же цели. Представим себе на минутку, что мы могли бы таким способом избавиться от рака, но не делаем этого. Через сто лет наши потомки упрекнут нас в глупости.
Эту же точку зрения разделяет британская специалистка в области биоэтики Сэра Чан (Sarah Chan) из Манчестерского университета. Она не только одобряет генетическую модификацию человека, но и выступает за совершенствование головного мозга путём вживления в него нейрочипов. Конечно, это связано с определённым риском, но этика требует соотнести риск с шансами на успех. Если вмешательство в ход эволюции может повысить качество жизни человека, если генетическая модификация позволит справиться с наследственными болезнями или повысить сопротивляемость человека в борьбе с инфекциями – как это сегодня делается с помощью прививок, – то было бы непростительно упускать такую возможность, – считает Сэра Чан.
Впрочем, в Гейдельберге у неё и её единомышленников нашлись и оппоненты. Профессор биоэтики Тюбингенского университета Эве-Мари Энгельс (Eve-Marie Engels), хоть и признаёт, что провести границу между обычной терапией и искусственным усовершенствованием человека очень нелегко, решительно не согласна с тезисом, будто новые технологии способны сделать человека лучше:
Улучшение ли это на самом деле, мы пока не знаем. То есть такую цель – улучшить природу человека, или хотя бы данного конкретного индивидуума – перед собой поставить можно, но что из этого выйдет, сказать трудно. Вот это и заставляет меня относиться ко всем такого рода затеям скептически.
Но одно ясно уже сегодня: если человек действительно научится активно влиять на ход эволюции, то воспользоваться этими технологиями смогут поначалу лишь состоятельные люди в богатых странах.
А теперь – об иной грани эволюции. Бионавигация, эта способность животных ориентироваться в пространстве и определять направление движения, наиболее ярко проявляется при регулярных сезонных миграциях и присуща самым разным представителям фауны – она встречается и у рыб, и у пресмыкающихся, и даже у млекопитающих, но абсолютными чемпионами по этой части являются, конечно же, птицы. Однако, несмотря на распространённость этого явления, механизмы бионавигации изучены недостаточно. Теперь группа американских и датских орнитологов провела эксперимент, который дал ряд неожиданных результатов. Объектом экспериментов стала небольшая птица размером с воробья – овсянка белоголовая (Zonotrichia leucophrys gambelii). Она гнездится и выводит птенцов на северо-западе Канады вплоть до Аляски, а с наступлением осени отбывает зимовать на юго-запад США и северо-запад Мексики. В отличие от многих других перелётных птиц, белоголовые овсянки летят не стаями, а поодиночке, хотя на отдыхе стараются держаться вместе. В нынешнем году для 30-ти особей – 15-ти совсем юных и 15-ти более опытных – привычный маршрут стараниями учёных претерпел изменения. Каспер Торуп (Kasper Thorup) из Копенгагенского университета рассказывает:
Мы отловили птиц в Саннисайде на западном побережье США и доставили их рейсовым самолётом в Принстон на восточном побережье. Это почти 3700 километров и, конечно, очень далеко от тех мест, в которых птицы когда-либо ранее бывали.
Каждой из 30-ти овсянок учёные прикрепили на спину крохотный, массой всего в полграмма, радиомаячок, а затем отпустили их. Чтобы регистрировать все 30 сигналов, исследователи арендовали, помимо автотранспорта, ещё и небольшой самолёт и оборудовали его соответствующей аппаратурой. Орнитологам удалось проследить за перемещением овсянок на расстояние около 120-ти километров, прежде чем радиосвязь с ними окончательно прервалась. Однако этого оказалось вполне достаточно, чтобы точно определить направление полёта подопытных особей.
Вскоре после того, как мы их отпустили, – вернее, ближе к ночи, потому что эти птицы мигрируют ночами, – все они продолжили свой путь к месту зимовья. При этом взрослые особи взяли курс точно на свои привычные зимние квартиры, то есть на запад-юго-запад.
Очевидно, птицы обладают природной навигационной системой, своего рода «био-GPS», покрывающей, по меньшей мере, весь северо-американский континент. Вот только неясно, какой механизм лежит в основе этой навигации. Магнитное поле Земли здесь, скорее всего, ни при чём, потому что птиц перевезли с запада на восток по маршруту, вдоль которого напряжённость геомагнитного поля практически не меняется. Возможно, в данном случае ключевую роль играет сбой внутреннего биоритма при пересечении 3-часовых поясов, – полагает Каспер Торуп:
Даже люди легко замечают перемещение на столь значительную дистанцию и испытывают синдром, именуемый «джетлег». Организм чувствует, что его внутренние часы перестали совпадать с природным ритмом смены дня и ночи. А у птиц очень остро развито чувство времени, и они, конечно, заметили, что солнце садится слишком рано, значит, они сместились далеко на восток.
Не менее вероятно и то, что белоголовые овсянки используют в ночном полёте астронавигацию, то есть ориентируются по звёздам. Торуп не исключает даже обоняние – возможно, ближе к цели птицы ориентируются и по запаху. Но какой бы механизм здесь ни работал, на запад-юго-запад устремились только взрослые особи, то есть те, что однажды уже побывали на зимних квартирах.
Юная поросль полетела строго на юг, то есть явно не туда, куда отправились взрослые. Молодёжь как бы продолжила прерванный ранее путь, избрав то же направление относительно сторон света, что и прежде.
Видимо, – полагают учёные, – от рождения у птиц запрограммированы только направления сезонной миграции и расстояние до зимовья. И лишь по прибытии в первый раз на зимние квартиры происходит своего рода поверка и частичная перенастройка навигационной системы. Так что те 15 юных овсянок, которым предстоит провести эту зиму на юге восточного, а не западного побережья США, будут и впредь устремляться осенью именно туда.
А теперь – о возможности жизни вдали от нашей родной планеты. Исследуя звёздное небо в поисках новых внесолнечных планет, американские учёные обнаружили у звезды «55 Канкри» в созвездии Рака, удалённой от нас на расстояние в 41 световой год, уже 5-ю по счёту планету. Таким образом, это светило, размерами, массой и возрастом сходное с нашим Солнцем, обладает самой большой из всех известных сегодня науке планетной системой после Солнечной. Но на этом сходство не кончается, – говорит Дебра Фишер (Debra Fisсher), профессор астрономии Университета штата в Сан-Франциско, Калифорния:
Уникальным в этой планетной системе является её строение – вернее, то что оно в точности повторяет строение нашей Солнечной системы от Меркурия, самой близкой к Солнцу планеты, до Юпитера. Пространство вокруг звезды «55 Канкри» так же плотно заполнено планетами, как и пространство вокруг Солнца. Значит, целыми планетными системами могут обладать и другие светила.
Роль Меркурия в далёкой планетной системе играет планета, совершающая один оборот вокруг «55 Канкри» всего за трое суток – земных, разумеется. Далее следуют два небесных тела размерами с Сатурн. Эти три планеты были открыты раньше. А за ними, четвёртая по удалённости от центральной звезды, находится только что обнаруженная планета:
Это новое открытие позволяет нам говорить о группе из четырёх планет, обладающей большим сходством с внутренней частью Солнечной системы. Масса четвёртой планеты в 45 раз превосходит массу Земли. Это, конечно, немало, но масса Юпитера, например, в 318 раз больше земной. Период обращения новой планеты вокруг звезды – 260 земных дней. Это примерно соответствует Венере в Солнечной системе.
А ещё дальше от центрального светила обращается самая крупная планета всей системы. Она была открыта первой. Эта планета – газовый гигант, и массой, и удалённостью от звезды сходный с Юпитером. Джонатан Лунайн (Jonathan Lunine), планетолог Аризонского университета в Тусоне, говорит:
В планетной системе «55 Канкри» промежуток между орбитами 4-й и 5-й планет гораздо больше, чем в Солнечной системе. Орбита 4-й планеты удалена от звезды примерно так же, как орбита Венеры от Солнца, а вот орбита 5-й планеты – более чем в 6 раз дальше. В этом зазоре вполне может скрываться небольшая землеподобная планета с пригодными для жизни условиями.
Тем более, что этот зазор приходится на зону, допускающую существование воды в жидком состоянии и соответствующую в Солнечной системе поясу от Венеры до Марса. Дебра Фишер говорит:
Я готова поспорить, что этот промежуток не пустой. Мы знаем, что в нём нет газовых гигантов размером с Сатурн или Нептун, но для планеты вроде Земли или даже в 10 раз большей там место найдётся. Просто доказать это мы пока не можем.
Возможен и другой вариант: хотя сама по себе только что открытая планета – газовый гигант и непригодна для жизни, она может обладать спутниками с твёрдой поверхностью и водой в жидком состоянии. По крайней мере, в Солнечной системе все газовые гиганты – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун – имеют множество спутников, причём на трёх из них – Титане, Энцеладе и Европе – учёные не исключают существование примитивной жизни.