Интересна ли России эволюция?

Радио Свобода продолжает серию интервью с финалистами премии в области научно-популярной литературы "Просветитель" 2015 года (первое интервью серии читайте здесь, второе – здесь).

На этот раз героем беседы стал ​биолог, заведующий кафедрой биологической эволюции биофака МГУ Александр Марков, автор нескольких научно-популярных бестселлеров, один из которых, двухтомник "Эволюция человека", уже был удостоен премии "Просветитель" в 2011 году. В новом сезоне на приз номинирована книга "Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий", написанная Марковым в соавторстве с Еленой Наймарк. В интервью Александр Марков рассказал о революционных изменениях, происходящих в теории эволюции, имплицитной сложности жизни, просветительстве и пессимизме в отношении будущего России.

– Ваша книга носит подзаголовок "Классические идеи в свете новых открытий". Как часто в эволюционной биологии происходят новые большие открытия? Насколько современная теория отличается от той, которую предложил Дарвин?

Обложка книги А.Маркова и Е. Наймарк

– Со времен Дарвина в эволюционной биологии было несколько крупных революций, но кроме того, постоянно происходили и происходят мелкие доделки и перестройки. Из крупных прорывов я бы назвал три. Когда Дарвин писал свою книгу, не было генетики и не было никакого понимания того, как устроена наследственность. Как происходит наследование, почему дети похожи на родителей. Этого никто не знал. И вот в начале XX века появилась генетика, были переоткрыты законы Менделя, и многим тогда показалось, что генетика не согласуется с дарвинизмом. Дело в том, что Дарвин писал о мелких постепенных изменениях, которые очень медленно накапливаются, приводят к плавным переходам. А первые генетики работали с мутациями с сильным, резким фенотипическим эффектом, то есть со всякими уродствами: вот муха нормальная, а вот муха без крыльев; вот горох зеленый, а вот горох желтый. Казалось, что это противоречие. И два-три десятилетия ушло на то, чтобы генетики, накопив достаточно информации, поняли, что генетика на самом деле прекрасно согласуется с теорией Дарвина. В итоге появилась так называемая генетическая или синтетическая теория эволюции – синтез генетики и классического дарвинизма. Это был очень крупный, очень важный теоретический прорыв – он произошел в 30–40-е годы. Вторая революция произошла в 50-е годы, когда была расшифрована структура ДНК и открыты базовые молекулярные механизмы клетки. Наконец-то стала понятна природа наследственности – как происходит копирование генетической информации, как происходят мутации, как наследственная информация реализуется в клетке, как на основе информации, записанной в ДНК, синтезируются белки. Это опять перевело теорию эволюции на принципиально новый уровень: появилась возможность понять, как происходят эволюционные изменения на самом базовом, молекулярном уровне.

– Третья революция, видимо, связана с расшифровкой генома?

– Да, третья великая революция, которая происходит буквально на наших глазах, – это геномная революция. Появились эффективные и уже на сегодняшний день не слишком дорогие способы секвенирования ("прочтения") геномов, а значит, мы получили возможность сравнивать между собой полную наследственную информацию разных видов, разных особей, и смотреть во всех деталях, как действует естественный отбор, какие следы он оставляет в геномах. Это открыло совершенно потрясающие новые возможности. Конечно, помимо этих трех важных вех было еще много, быть может, менее великих, но тоже очень значительных открытий, например, теория нейтральной эволюции, которая возникла в 50–60-е годы или возрождение теории полового отбора, которое произошло всего несколько десятилетий назад. Словом, эволюционная биология вовсе не застыла во временах Дарвина, она очень динамично развивалась и продолжает развиваться.

– Геномная революция – это ведь в первую очередь революция в методах, в инструментах.

– Да, но она дала огромный прорыв в понимании. В биологии, во всяком случае, в последние сто лет, теоретические прорывы, как правило, связаны именно с появлением новых методов и инструментов, так же как, наверное, это происходит в астрономии. Сравнительная геномика открыла, например, возможность реконструировать геном последнего общего предка всего живого, который называется Last Universal Common Ancestor или просто LUCA. Теперь мы можем многое сказать о том, какие были гены у этого организма и что вообще он из себя представлял. То же самое касается последних общих предков разных крупных групп живых организмов. До появления новых методов мы имели только самые общие, смутные представления о том, как именно в ходе эволюции возникают новые признаки, как происходит усложнение форм и строения организмов. А теперь мы способны дешифровать конкретные эволюционные изменения и проследить, какими мутациями в каких генах они обусловлены. Мы догадывались, что человек эволюционировал под действием естественного отбора, что мы из обезьян, наших предков, превратились в людей, потому что отбор поддерживал какие-то определенные признаки и не поддерживал другие. А теперь, анализируя геномы, мы можем по определенным следам, которые отбор оставляет в геноме, прямо увидеть, какие гены как менялись в ходе антропогенеза, и таким образом мы приближаемся к пониманию того, что конкретно сделало нас людьми.

– Но ведь мы по-прежнему не так уж хорошо понимаем, как отдельные "буквы" генома отражаются на конкретных особенностях организма.

– Действительно, ожидания от геномики в этом отношении были несколько завышены. Биологи думали, что путь от генотипа к фенотипу устроен как-то проще. Как мы теперь понимаем, в действительности путь от генотипа к фенотипу, то есть от генов к признакам, в большинстве случаев очень непростой, извилистый. Давно прошли времена так называемой "генетики мешка с бобами", когда думали, что между генами и признаками есть однозначное соответствие. На самом деле подавляющее большинство признаков зависят от многих генов, а подавляющее большинство генов влияют сразу на много признаков, да еще эти влияния перекрещиваются и влияют друг на друга: от гена A может зависеть то, как ген B влияет на признак X. Плюс есть влияние среды. Генотип определяет фенотип не детерминистическим, а вероятностным образом. Ну и главная проблема: гены влияют не на признак взрослого человека, а на путь его развития, эмбрионального и последующего. Словом, сейчас стало ясно, что не получается так просто, как хотелось: появилась геномика, научились читать геномы и сразу поняли, как эволюционируют фенотипы. Нет, как раз между геномами и фенотипами сейчас развивается новая, перспективная и совершенно необходимая наука – эволюционная биология развития. Она как раз и пытается разобраться с переплетением путей развития, с тем, что лежит между генами и признаками. И в этой области сейчас делается масса замечательных открытий.

– Жизнь вновь оказалась сложнее, чем мы ожидали. И это ведь тоже следствие эволюции.

– Да, живые организмы устроены сложно, особенно млекопитающие, вот бактерии все же немного проще. Алгоритмы жизни в процессе эволюции становятся все умнее, и это как раз объясняет эволюционная биология развития.

– Разве сложные алгоритмы не легче ломаются?

– Совсем наоборот. Программисты стараются писать программы, имеющие "защиту от дурака", способные адекватно реагировать на нештатные ситуации, даже не предусмотренные создателем. Любая хорошая программа имеет стабилизирующие механизмы. Так и в биологии. Развитие организма на основе записанной в генах информации, изначально достаточно стохастично, как я уже говорил, на него влияют многие факторы, в том числе среда. И, казалось бы, на основе одного и того же генотипа должен был бы получаться достаточно хаотический результат. Мы, кстати, это наблюдаем у растений, на одной ветке сирени есть цветочки с тремя, четырьмя и пятью лепестками, хотя у всех них одна и та же генетическая программа и даже условия развития почти одни и те же. Но сирени не важно, сколько лепестков на цветочках, это не влияет на ее приспособленность. А вот во многих других случаях, особенно у животных, нужно, чтобы признаки получились конкретные, четко определенные, а не какие-то примерные. Соответственно, селективное преимущество получают организмы, обладающие более помехоустойчивой генетической программой развития. Все время происходит отбор на стабилизацию итогового фенотипа, на способность пути развития в случае какого-то отклонения вернуться куда надо. В частности, возникают генетические регуляторы, основанные на отрицательной обратной связи. Алгоритмы поведения эмбриональных клеток животных, записанные в геноме, буквально переполнены такими вот стабилизирующими контурами. И сломать эту систему достаточно сложно, можно вырубить один, два, три ключевых гена, которые, казалось бы, играют важнейшую роль в развитии, но фенотип все равно получается нормальным. Рост помехоустойчивости – один из законов эволюционной биологии развития.

– Но иногда эти многочисленные сложные защитные системы дают сбои?

– Да, у организма есть много разных подсистем, и их совместное развитие требует каких-то компромиссов. Если мы хотим получить хорошую обучаемую иммунную систему, которая эффективно атакует все чужое, то неизбежно в каких-то ситуациях эта система будет давать сбои и набрасываться на свое, хотя эволюция, образно говоря, и сделала все возможное, чтобы минимизировать этот эффект. Аутоиммунные заболевания случаются, и, кстати, у современного цивилизованного человека они встречаются намного чаще, чем у первобытного охотника-собирателя. Система эволюционировала в условиях обилия всяких паразитов, и когда у современного горожанина вдруг впервые за сотни миллионов лет эволюции млекопитающих в кишечнике нет глистов, для иммунной системы это ненормальная ситуация, и она начинает давать сбои – появляется аллергия или какие-то другие аутоиммунные проявления. Что поделать, природа далека от совершенства, эволюция – не Господь Бог.

– Вы уже в третий раз в финале премии "Просветитель", сначала в короткий список попало "Рождение сложности", в 2011 году ваш двухтомник "Эволюция человека" выиграл конкурс и стал с тех пор одной из самых продаваемых научно-популярных книг в России, и теперь в финале третья подряд книга – "Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий", которую вы написали совместно с Еленой Наймарк. Как вышло, что вы занялись научно-популярной литературой, да еще так успешно?

– На самом деле, никакого секрета нет. Человек пытается что-то делать, смотрит на реакцию окружающих. Людям не очень нравится – пробует действовать как-то по-другому. Я долго перебирал разные виды творческой деятельности и не ожидал, что с популяризацией у меня так хорошо пойдет, и я не так-то рано занялся ей. Конечно, я занимался наукой, биологией, можно сказать, с детства, но кроме этого я пробовал, например, писать художественную литературу – фантастику. К популяризации я пришел далеко не сразу. Все началось с сайта "Проблемы эволюции", который я сделал по не очень значительному поводу: увидел, что в наше время, когда биология все давно доказала, до сих пор существуют креационисты, и решил как-то на это ответить. Сайт заметили, меня пригласили на Радио Свобода, где мы стали делать научно-популярные передачи с Александром Сергеевым, Александром Костинским, Владимиром Губайловским, Ольгой Орловой. Еще раньше на Радио Свобода позвали моего соавтора, Елену Наймарк – она написала несколько очень хороших научно-популярных статей. Потом мы уже вместе стали писать новости науки для сайта "Элементы". Нам пришлось каждую неделю читать ведущие научные журналы по биологии, выбирать в них самые интересные статьи, детально в них разбираться, учиться пересказывать. Это привело к стремительному расширению кругозора, до этого мы были относительно узкими специалистами в своих биологических вопросах. И через несколько лет я почувствовал, что в голове накопилось так много материала, что я готов написать книгу – так получилось "Рождение сложности". Еще через несколько лет у нас с Еленой Наймарк набралось достаточно материала на "Эволюцию человека", а теперь вот и на эту, третью книгу.

– И каждая из них оказалась очень успешной.

– То, что такой успех будет у "Рождения сложности", для меня было большой неожиданностью, но на фоне этого успеха уже было ясно, что "Эволюция человека" способна стать бестселлером. Но я не придумывал специально для этого никаких стратегий, способов, форматов. Каждый пишет, как он дышит. Я не умею писать как-то сильно по-другому, иначе объяснять, свободно варьировать уровень материала: вот это я говорю для коллег, а вот это – для школьников. На самом деле, и школьникам, и профессорам я говорю примерно одно и то же. Это тот уровень объяснения, популяризации, который удобен прежде всего мне самому. И оказалось, что он понятен и нравится другим людям. Я рассказываю, как умею, кому это нравится, полезно и интересно – пусть слушает и читает, кому не нравится – пусть не слушает и не читает. Вот сейчас я читаю курс по теории эволюции для четверокурсников на биологическом факультете МГУ и почти параллельно – курс открытых лекций "Введение в эволюционную биологию" в научно-просветительском центре АРХЭ. Так вот, я читаю одно и то же. Кстати, и людей на лекции приходит примерно одинаковое количество. Причем сначала я читаю лекцию в АРХЭ, вижу, что идет хуже, что лучше, что добавить, что убрать, и на этой основе готовлю лекцию для студентов. Я не делаю никаких скидок, что здесь – биологи-четверокурсники, а там – широкая публика.

– Вы чувствуете за собой какую-то просветительскую миссию?

– Нет, к черту миссию. Я занимаюсь этим, потому что хочется поделиться с людьми. Я способен сделать что-то хорошее, и есть люди, которым это нужно, интересно и которые это купят. Да, раньше у меня возникали мысли о миссии, об общественной пользе, о том, что стране нужно просвещение, образование. Но в последние года два я сильно разочаровался в этих идеях. И сейчас я не верю, что я могу что-то сделать для таких глобальных общностей, как целая страна, которая пошла, как мне кажется, куда-то совсем уж не в ту степь. Не уверен, что мои идеалы здесь кому-то нужны. Я не знаю, что будет со страной, предчувствия у меня самые дурные, но здесь есть определенное количество людей, их, может быть, не много, десятки, сотни тысяч, если совсем уж быть оптимистом, какие-то первые миллионы, которым нравится, нужно и полезно то, что я пишу и рассказываю. И вот ради этих людей я готов работать. Но я не подвижник, не какой-то Павел Корчагин, все равно есть нормальные капиталистические, рыночные отношения. Если люди покупают то, что я делаю, значит им это нужно. Если люди перестанут покупать мои книги и ходить на лекции, я не буду им ничего навязывать. Если общество не хочет этого элемента культуры, этих знаний, ну и не надо. У меня сейчас такая, немножко аморальная позиция в этом отношении.

– В чем именно вы разочаровались в последние два года? В России? В ее жителях?

– Я разочаровался в идее, что в этой стране можно построить нормальное цивилизованное общество. Если посмотреть на то, что творится на Ближнем Востоке, видно, что есть некоторые страны, у которых просто нет такого варианта развития, как нормальное цивилизационное общество. Там либо замшелая традиционная монархия с капустой в бороде, либо диктатор в военном кителе, развешивающий свои портреты на всех зданиях, либо религиозные фанатики, которые рубят головы всем, кто не тем пальцем крестится. Либо гражданская война, резня, кровь рекой. И все, других вариантов нет – никакая демократия, никакая цивилизация на этой социальной основе прижиться не может. Американцы пытаются там привить демократию – и ничего у них не выходит, становится только хуже. А может быть, это бесполезно? А может, и в нашей стране цивилизация, демократия просто не живет?

– Для этого можно найти какие-то объяснения, параллели из эволюционной биологии?

– Разве что расплывчатые. Сложные социальные структуры складываются из множества паттернов поведения отдельных особей, которые самоорганизуются. Поведение отдельной особи зависит от генов и от воспитания. У современных человеческих популяций изменчивость поведения зависит от культуры гораздо сильнее, чем от генов. Генетические различия есть, но очень малы. Допустим – не знаю, насколько это статистически достоверно, – будем считать, что итальянцы эмоциональны и много жестикулируют, а немцы скрупулезны и любят порядок. Эти различия связаны не с генами людей, а с культурной традицией тех стран, где они выросли и живут. Возьмите новорожденного итальянца, поселите его в Германии, он вырастет нормальным немцем, и наоборот. Это культура, это не ген, гены не стоит винить. Но нам от этого не легче: культурная среда обладает колоссальной инерцией, ее изменить сложно, это потребует огромного количества времени. В каждой культурной среде вырастают свойственные ей фенотипы, психологии, паттерны поведения. И есть вероятность – хотя, конечно, для этого нет никакой определенной научной теории, – что в российской культурной среде не может развиться демократическое, цивилизованное общество западного образца.