Кто является инженером, стоящим за самой передовой технологией в мире?
Докинз добавил:
«Мы можем измерить ёмкость человеческого генома даже в битах, если захотим. […] В то время как единица информации в компьютере — это 1 или 0, единица информации в ДНК может быть T, A, C или G».
Докинз был настолько впечатлён передовой технологией, действующей внутри наших клеток, что в июне этого года он написал в соцсетях, что испытывает огромное изумление от «миниатюрной сложности механизмов обработки информации в живой клетке». Эти слова он написал после того, как посмотрел видео высокого разрешения, показывающее, как в клетках работают поразительно сложные механизмы, отвечающие за хранение и копирование «цифровой» информации, поступающей к ним из ДНК.
Основатель Microsoft Билл Гейтс также сравнил информацию в ДНК с компьютерным программным обеспечением, когда написал в своей книге The Road Ahead:
«Человеческое ДНК похоже на компьютерное программное обеспечение, но гораздо более развито, чем любое программное обеспечение, которое мы когда-либо создавали».
Слова Докинза и Гейтса не остались без отклика. Они «потрясли» некоторых людей, которые подняли важный вопрос: если наше ДНК похоже на компьютерную программу, а за созданием компьютерных программ стоят инженеры и разработчики, которые их изобрели, не может ли быть так, что за разработкой ДНК стоит какой-то инженер?
Ответ, согласно теории эволюции Дарвина, конечно, отрицательный. Абсолютно случайные и естественные процессы привели к развитию технологии ДНК, которая гораздо более совершенная, чем любое программное обеспечение, которое мы когда-либо создавали.
Насколько продвинута технология ДНК? Если до сих пор человечество хранило в гигантских серверных фермах, разбросанных по всему миру, информацию в масштабе десятков зеттабайт (каждый зеттабайт — это 1, за которым следуют 21 ноль), то два исследователя из Национальных лабораторий Министерства энергетики США в Лос-Аламосе, Нью-Мексико, обнаружили, что молекулы ДНК могут хранить 33 зеттабайта данных. Объём молекул, необходимых для этого, примерно равен размеру шарика для пинг-понга.
Другими словами, технология ДНК не только обладает удивительной способностью передавать клетке точные и сложные указания для производства белков и делать это с помощью механизма, который превосходит по сложности любое программное обеспечение или оборудование, когда-либо разработанное, но и имеет способность хранить информацию в объёмах, которые превосходят все серверные фермы, когда-либо созданные.
«Клетка — это невероятно сложная машина, и мы вообще не осознавали её сложности, — признался доктор Давид Берлински, молекулярный биолог, философ и математик, автор более десяти книг. — Каждый раз, когда мы смотрим, мы видим новый слой сложности […] Вечная цель — объяснить происхождение этой сложности, но если мы всё время [отстаём] от кривой, потому что сложность растёт всякий раз, когда мы смотрим, эта цель становится для нас всё более недосягаемой. Это делает задачу построения теории всё более трудной».
Дарвин в своё время не знал о колоссальной сложности, существующей в живой клетке, и верил, что можно разработать теорию, которая объяснит всё. Сегодня школьники в Израиле и по всему миру учат, что существует скрытая, но известная сила, которая привела к развитию сложной технологии в наших клетках — сила, называемая «эволюцией».
В основе эволюции лежат два простых принципа: первый гласит, что за миллионы лет произошли случайные изменения в свойствах различных существ, и эти изменения двигали их развитие до текущего продвинутого состояния. Сегодня эти случайные изменения известны как «случайные мутации» и благодаря им, по Дарвину, одноклеточные организмы (например, бактерии), жившие в воде, постепенно развились в многоклеточные организмы, вышли на сушу, развились в пресмыкающихся, затем в млекопитающих и обезьян, а в итоге в людей.
Второй принцип называется «естественным отбором» и гласит, что в конкурентной среде, существующей в нашем мире, полезная особенность, улучшающая шансы на выживание особи, распространилась бы в популяции определённого вида и привела к его развитию. Напротив, вредная особенность, которая мешала выжить, не распространилась бы и быстро исчезла.
Как объясняет нам Дарвин, благодаря механизму естественного отбора случайные процессы (случайные мутации), происходившие у различных существ, естественным образом привели к развитию разнообразия, которое мы видим вокруг, включая технологию ДНК и сложность клетки. Однако в последние десятилетия стало очевидно, что оптимизм относительно теории был чрезмерным. Вещи не так просты, и принципы, представленные Дарвином, недостаточны для объяснения реальности и богатства, которое нас окружает.
«Мои исследования показали, что дарвинистская теория ограничена в своей способности объяснять -, пишет профессор Стэнли Сэлт из Университета города Нью-Йорк. Профессор Сэлт изучал зоологию, эволюционную биологию, философию природы и другие дисциплины. — Теория Дарвина слишком упрощена по сравнению с теми сложными системами, которые она пытается описать. […] Мы должны быть осторожны в её применении».
Профессор Джеймс Тур из Университета Рейса в Хьюстоне, Техас, преподаватель химии, информатики, материаловедения и нанотехнологий, автор 140 патентов, утверждает, что с химической, молекулярной точки зрения невозможно понять, как работает теория Дарвина.
«Если кто-то и может понять эволюцию, это должен быть я, — сказал он мне в интервью, — потому что я знаю, как создавать молекулы. Нет другого человека в мире, который знает, как создавать молекулы, лучше, чем я. Я не говорю, что нет учёных, которые это понимают, я утверждаю, что нет химиков, которые понимают эти процессы. Но когда я прошу химиков описать мне, как всё развивалось через дарвинистский процесс, ни один химик не может это объяснить. Многие биологи, объясняющие это, „летают“ на высоте десяти километров, но не спускаются к деталям молекулярных структур».
Не только профессор Сэлт и профессор Тур чувствуют так. В последние десятилетия благодаря достижениям в науке, появляются убедительные доказательства, что теория Дарвина описывает лишь маленькую часть более широкой реальности и гораздо более сложной технологии, чем любая существующая, и, возможно, пришло время найти другую теорию, которая объясняет наше существование здесь.
1. Древо Дарвина больше не является древом
В 1837 году, после завершения своих путешествий на борту «Бигля», молодой Чарльз Дарвин вернулся в Англию и в своей записной книжке набросал схематическое изображение эволюционного древа с подписью «Я думаю». Этот простой рисунок демонстрировал идею, что все современные виды на Земле произошли от общего предка.
На первоначальном эскизе Дарвина не было указано никаких названий видов — лишь буквы вроде A, B и C. Однако сам рисунок стал фундаментом для его теории, которую он подробно изложил позже в книге «Происхождение видов», включив в неё ключевые принципы постепенного эволюционного развития, отражённого в «филогенетическом древе».
На протяжении последующих 160 лет учёные стремились заполнить пробелы в этом древе, выясняя, от каких предков произошли разные виды и когда это произошло. Основным подходом было предположение, что у близкородственных видов, например, у бурого и белого медведей, гены будут схожи. Чем дальше в эволюционной иерархии находится общий предок, тем больше различий в их генах.
Однако с начала 1990-х годов, когда учёные получили возможность анализировать ДНК различных организмов, стало ясно, что всё намного сложнее, и упрощённое древо Дарвина не отражает реальности. Более того, выяснилось, что никогда не существовало единственного общего предка.
Если в человеческой популяции передача генетической информации происходит вертикально — от родителей к детям, то среди древнейших организмов, таких как бактерии, действует и горизонтальная передача генов. Этот феномен, открытый британским бактериологом Фредериком Гриффитом, заключается в том, что одна бактерия может передать генетический материал другой через специальную структуру — «трубку», передавая, например, устойчивость к антибиотикам.
Таким образом, невозможно точно определить, от какого одноклеточного организма появился тот или иной вид, включая человека. Вместо эволюционного древа учёные всё чаще говорят о запутанной сети, где почти невозможно проследить пути развития видов.
Американский молекулярный биолог Форд Дулитл, член Национальной академии наук США, писал в журнале Science:
«Древо жизни традиционно рассматривается как основа для естественной иерархической классификации всех живых существ. Однако новые данные показывают, что геномы большинства одноклеточных организмов — бактерий и архей — содержат гены из множества источников. Это делает невозможным построение единого „истинного древа“, потому что история жизни не укладывается в его рамки».
2. Эволюция не всегда была постепенной
Оказалось, что развитие жизни на Земле не всегда происходило плавно и медленно, как предполагал Дарвин. Существовали периоды стремительных изменений, которые до сих пор остаются загадкой для учёных.
До примерно 541 млн лет назад жизнь на Земле оставалась довольно простой, и её развитие шло медленно. Более чем за три миллиарда лет появились лишь одноклеточные организмы.
Но затем произошёл внезапный всплеск эволюции, известный как Кембрийский взрыв. За всего 11 млн лет — почти мгновение по эволюционным меркам — появились многие современные группы животных, включая водоросли, моллюсков, первых червей, морских звёзд, представителей хордовых (предков позвоночных) и древних ракообразных.
Дарвин был озадачен этим событием и уже в «Происхождении видов» писал о своём беспокойстве. Он предположил, что этот феномен может быть лишь иллюзией, вызванной недостаточным количеством окаменелостей, доступных в его время.
Однако спустя более 150 лет и с накоплением огромного числа находок, кембрийский взрыв остаётся загадкой. Биолог доктор Нельсон Кабеж писал:
«Кембрийский взрыв — это уникальное событие в истории жизни на Земле, отличающееся внезапным появлением новых форм животных. Дарвин считал это вызовом своей теории, предполагая, что это явление будет объяснено в будущем. Однако даже сейчас, после многих десятилетий исследований, мы остаёмся в неведении о силах и механизмах, которые могли его вызвать».
3. Большинство случайных мутаций нейтральны
С момента расшифровки структуры ДНК считалось, что случайные мутации создают новые возможности для выживания и развития видов. Им приписывалась роль главного двигателя эволюции. С их помощью, предполагалось, работают механизмы естественного отбора, распространяя полезные для выживания свойства в популяции. Эти же процессы способствуют появлению новых семейств видов.
Однако последние исследования показали, что влияние большинства случайных мутаций нейтрально или даже отрицательно. В ряде случаев мутации не создают новые механизмы, а разрушают существующие.
Теория нейтральных мутаций
Первым, кто осознал ограниченность пользы мутаций, стал японский генетик Мотоо Кимура. В 1968 году он вызвал революцию в науке, опубликовав «Нейтральную теорию молекулярной эволюции». Используя вероятностные методы, Кимура доказал, что многие мутации нейтральны — они не улучшают и не ухудшают приспособленность организма, а потому не подпадают под действие естественного отбора.
«До него считалось, что мутации обязательно должны быть полезными, — объясняет профессор Ицхак Пелеф из Института Вейцмана. — Считалось, что различия между организмами, например, между людьми и коровами, возникли из-за мутаций, которые закрепились, потому что улучшали приспособленность. Но Кимура доказал, что это не так. Большинство мутаций нейтральны, и его теория полностью изменила наше представление».
Пример устойчивости к малярии
В 2002 году профессор Ричард Картер из Эдинбургского университета изучил мутации, позволившие людям развить устойчивость к малярии. Он обнаружил, что в регионах, где распространена эта болезнь, различные мутации действительно обеспечивают защиту. Однако большинство из них связаны с потерей функции генов, например, с заболеваниями крови, такими как серповидноклеточная анемия или талассемия. Эти мутации приводят к разрушению работы генов, а не к их улучшению.
Профессор биохимии Майкл Бихи из университета Лихай подчёркивает:
«Иногда для адаптации быстрее и проще разрушить существующую систему, чем создать что-то новое. Люди замечали, что во время эволюции гены разрушались и это иногда оказывалось полезным. Но никто не задавался вопросом, насколько это частое явление».
Исследование генетики белых медведей
Примером служит эволюция белых медведей. Исследование генетика Джона Ванга из Копенгагенского университета показало, что белые медведи адаптировались к экстремальным условиям Арктики благодаря мутациям, разрушившим функции определённых генов. Например, белый мех медведей, который выглядит «благородно», оказался результатом сбоев в работе двух генов.
Вероятность полезных мутаций
Молекулярный биолог Дуглас Акс из Кембриджского университета выяснил, что вероятность случайного формирования полезного белка практически равна нулю. Этот результат ставит под сомнение возможность значимых эволюционных изменений, основанных на случайных мутациях.
Главный вопрос: как возникли сложные организмы?
Если большинство мутаций нейтральны или разрушают существующие механизмы, возникает вопрос: каким образом появились более сложные организмы? Как, например, человек мог развиться из обезьяны, если мутации чаще разрушают, чем создают новые механизмы?
4. Наследование влияния окружающей среды
Чарльз Дарвин утверждал, что внешняя среда не влияет напрямую на наследуемые черты. Наследуются только заложенные в генах свойства с редкими случайными мутациями. Этот взгляд был доминирующим почти весь XX век. Однако в 1970-х годах появился новый научный подход — эпигенетика, который изменил представление о наследовании.
Эпигенетика показала, что в организме существуют сложные механизмы, определяющие, какие гены будут активированы, а какие подавлены. Эти механизмы могут меняться под влиянием окружающей среды — страхов, питания, температуры и даже травм. Более того, эти изменения могут передаваться следующим поколениям.
Доктор Брайан Диас из Университета Эмори показал, что у мышей страх перед определённым запахом может наследоваться. Потомки мышей, боявшихся запаха, рождались с повышенной чувствительностью к нему.
Профессор Денис Нобл из Оксфорда подчёркивает:
«Эти открытия противоречат основам современной синтетической теории эволюции (на которой основана теория Дарвина). Новые данные требуют расширения или даже полной замены неодарвинистских моделей».