Тэги
Проблемы эволюции, цивилизации, прогресса в наши дни широко обсуждаются в обществе. К этим актуальным темам обращаются и авторы книг — ученые, журналисты, популяризаторы науки из разных стран. Как зародилась жизнь на Земле? Почему современные люди менее приспособлены к жизни, чем наши предки? Что такое «биология настоящего»? Куда может завести неконтролируемое развитие биотехнологий?.. Вот лишь некоторые из вопросов, рассматриваемых в новых изданиях.
Природа великих открытий
Несколько лет назад американский эволюционный биолог и палеонтолог Нил Шубин выпустил книгу «Внутренняя рыба», ставшую мировым бестселлером. В своей новой работе ученый, как и прежде, демонстрирует комплексный подход к исследованию вопросов эволюции. Он предлагает читателям «точку панорамного обзора» важнейших достижений в нескольких научных дисциплинах — палеонтологии, биологии, генетике развития и геномике. «Развитие науки позволяет ответить на некоторые главные вопросы о самой сути нашего бытия. Возникли ли мы на этой планете в результате случайного стечения обстоятельств? Или история нашего появления была каким-то образом предопределена? История жизни представляет собой долгий, странный и удивительный путь, состоящий из проб и ошибок, случайностей и неизбежностей, поворотов, революций и изобретений», указывает автор в предисловии. В рассказы об открытиях предшествующих эпох он вплетает воспоминания о серьезных и забавных случаях из своей научной карьеры. Так, свою главную тему Шубин нашел во время учебы в аспирантуре в середине 80-х годов. На курсе, где обсуждались загадки эволюции, профессор демонстрировал схему превращения рыб в сухопутных животных. Это показалось аспиранту превосходной научной загадкой, которой следовало заняться. «Так началась сорокалетняя эпопея с путешествиями на оба полюса и по нескольким континентам в поисках окаменелостей…». Каждая глава в книге Шубина — новелла с определенным сюжетом и композицией; порой это «научный детектив», порой — история с элементами приключений.
Автор показывает, как за 200 лет развивались идеи эволюционной науки. В числе персонажей исторических экскурсов Шубина — французский зоолог Жоффруа Сент-Илер, работавший в египетской экспедиции Наполеона, английский биолог Джексон Майварт, полемизировавший с Дарвином, американцы Эмиль Цукеркандль и Лайнус Полинг, своими исследования в области белков показавшие, что практически любая молекула тела живого существа может рассказать о событиях в прошлом. Не забыты и основоположник генетики Томас Морган (тот, что сделал своим «соавтором» по научным открытиям фруктовую муху дрозофилу) и сэр Рэй Ланкестер, ярый дарвинист и крупнейший эксперт по вырождению (есть у эволюции и такой путь). А вот Барбара Макклинток в начале прошлого столетия столкнулась с дискриминацией: женщинам тогда не разрешалось заниматься генетикой в университетах США. Пришлось ей для маскировки выбрать садоводство; за открытие «прыгающего гена» она много лет спустя получила Нобелевскую премию.
Об ученых прошлого Шубин рассказывает не только в профессиональном, но и в человеческом аспекте. Вспоминает о хобби и пристрастиях гигантов науки. Дает краткие и выразительные портреты гениев и чудаков. Среди ученых, по крупинкам расшифровывавших древнейшие загадки природы, были и педанты, и плейбои, и заядлые спортсмены, и экологические активисты. А вот японский генетик Сусуму Оно «развлекался тем, что трансформировал структуру белков в музыкальные пьесы». Превращая молекулы в ноты, он создавал колыбельные, сонаты, похоронные марши… В науке же Оно в 60-е годы совершил важное открытие, касающееся суммарной массы хромосом у разных видов млекопитающих.
Подробно останавливается Шубин и на достижениях в области палеонтологии. Он и сам много лет занимался эволюцией конечностей саламандр, вел полевые изыскания. Представители этой науки в конце ХХ века нашли в Восточной Гренландии самые древние окаменелости живых организмов — возрастом примерно 4 миллиарда лет. В те времена планета была населена исключительно одноклеточными организмами. Потом 2 миллиарда лет на Земле царили водоросли. Животные, растения и грибы появились сравнительно недавно…
Эволюция, пишет ученый, не идет непрерывным и прогрессивным путем, она постоянно подпитывается случайными изменениями. «Если вы умеете смотреть, в органах, клетках и ДНК живых существ вы можете увидеть миллиарды лет эволюции и почувствовать нашу связь со всеми формами жизни на планете», заключает Нил Шубин.
Эксперименты в прямом эфире
В одном из старых зданий Лондона есть аудитория с классическим амфитеатром и большой грифельной доской. Вот уже почти 200 лет каждый год в канун Рождества сюда входит какой-либо ученый, представитель британского академического сообщества, и читает цикл лекций на выбранную им тему. Основателем традиции стал в 1825 году великий физик (и один из первых в мире популяризаторов науки) Майкл Фарадей. За многие годы лишь однажды лекционный проект взял паузу — во время Второй мировой войны. Когда-то в аудитории, помимо слушателей, присутствовали лишь газетные репортеры, потом лекции стали транслировать по радио и телевидению. Сегодня многие циклы доступны в интернете.
Издаются они и в виде книг. Сборник «11 исследований о жизни на Земле», составленный Хелен Скейлз, посвящен изучению разнообразных организмов, которые приоткрывают тайну возникновения жизни на Земле. В книгу вошли изложения лекций, прочитанных биологами, экологами, палеонтологами с 1911 по 2009 год.
Многие лекторы приносят с собой в аудиторию животных, птиц, насекомых, растения, древние окаменелости и другие формы жизни, устраивая перед публикой научный эксперимент. Порой это бывает похоже на перформанс или цирковой аттракцион. Не случайно лекции в Королевском институте так популярны среди юношества.
Любопытно, что на протяжении ХIХ века лекции почти всегда читали ученые-физики. Лишь несколько раз темой стала биология. А теория Дарвина и вовсе не удостоилась в те времена специальной лекции. «Возможно, эта тема казалась неподходящей или слишком противоречивой для юных викторианских слушателей», предполагает Хелен Скейлз. Впервые об эволюции зашла речь только в 1991 году на лекции Ричарда Докинза.
Зато с начала ХХ века все чаще в лекциях затрагивается экологическая тематика. В сборнике даются изложения лекций по различным источникам, включая газетные репортажи. «Цель книги — дать читателю прочувствовать вкус самых увлекательных открытий и идей, излагаемых каждым лектором, и вместе с ним заняться исследованием дикой природы. Мы увидим, как ученые находили ответы на множество невероятных загадок жизни и обнаруживали удивительные чудеса повсюду — как в тропических лесах или в самом холодном месте на Земле, так и среди привычных нам животных и растений», отмечает автор-составитель. Книга любопытна также с точки зрения истории науки: здесь приводятся биографии ученых, воспроизведены афиши лекций, рисунки, фрагменты воспоминаний, добавлены сведения об открытиях последующих лет.
О чем же говорили лекторы? Глава Зоологического общества Лондона Питер Чалмерс Митчелл с помощью привезенных с собой ягуара, обезьянки саймири, нескольких змей и молодого аллигатора рассказал о детстве животных. Натуралист и популяризатор науки Джон Артур Томсон поведал о том, как существа приспосабливались к жизни в шести основных «обителях жизни» — на побережье, в океане, в морских глубинах, в пресноводных водоемах, на суше и в воздухе. Своим восхищением перед бабочками, пчелами, жуками и стрекозами поделился энтомолог Фрэнсис Бальфур-Браун, рассказав также о роли насекомых в нашей повседневной жизни, об их влиянии на наше здоровье и на производство продуктов питания. Джулиан Хаксли — профессор-биолог и брат известного романиста — посвятил лекцию редким и исчезающим животным (многие из его тезисов сохранили актуальность и сегодня). Зоолог, кинодокументалист, писатель Дэвид Аттенборо в цикле «Язык животных» вел речь о существах, посылающих друг другу «громкие, страшные, соблазнительные, вибрирующие и пахучие сообщения». Палеонтолог Саймон Конвей Моррис «оживил» в аудитории окаменелости и объяснил, как читать следы и изучать останки давно исчезнувших животных. О жизни в Антарктиде и об изменении климата на планете рассказал морской биолог Ллойд Пек, о сложных и хрупких сетях взаимосвязей между животными и растениями — ботаник Сью Хартли… Через все лекции проходит идея о непреходящей важности природы для человеческой жизни. Особенно это актуально сейчас, когда большая часть людей на Земле живет в городах. «Никогда еще не было так важно найти способ воссоединиться с естественным миром, понять и позаботиться о том, что нас окружает», отмечает в эпилоге Хелен Скейлз.
О чем поет камышовая жаба
Еще одна яркая работа о фундаментальных проблемах живого мира — книга норвежского биолога Ханны Нюборг Стестад «Волшебная эволюция». Исследовательница не углубляется в теоретические вопросы — об этом можно прочесть в любом школьном учебнике. Она предлагает читателям цикл историй, показывающих, как происходит эволюция в природе, каковы причины образа жизни и поведения животных. По словам автора, замысел книги родился в ходе работы над кандидатской диссертацией на базе Музея естественной истории в Осло. «За это время мне довелось услышать множество историй о животных от коллег со всего мира. <…> Взглянув на природу сквозь призму эволюции, я увидела мир другими глазами», признается Стестад в предисловии. Собранный материал так поразил и восхитил исследовательницу, что ей захотелось рассказать о мире эволюции широкому читателю. Но простота и легкость изложения не делают книгу поверхностной: эта работа предполагает определенный уровень подготовки. «Автор не остается на позиции отстраненного наблюдателя. Нет, все персонажи вызывают живую эмоциональную реакцию: кто-то восхищает, кто-то удивляет, кто-то даже пугает», пишет о книге заведующая отделом Государственного биологического музея им. К. А. Тимирязева Маргарита Отрощенко.
Важнейший аспект эволюции — приспособляемость животного к среде обитания. При естественном отборе необязательно выживает сильнейший и «продвинутый», рассуждает Стестад: побеждает наиболее приспособленный к данным обстоятельствам. Иногда бывают востребованы самые простые навыки. Так, пещерная рыба в Мексике постепенно ослепла, обитая в темноте. Это также позволило ей сэкономить на работе участка мозга, отвечающего за зрение.
Чтобы обороняться от хищников, превосходящих в размере их самих, жабовидным ящерицам приходится применять защитный механизм — стрелять струей крови. Это, правда, впоследствии заставляет их страдать от кровоточащих ран. В свою очередь, лемуры Мадагаскара умеют ловко прыгать по ветвям деревьев, чтобы скрываться от недругов.
В природе, замечает автор, идет постоянная борьба за ресурсы, поэтому существуют множество стратегий выживания. Зимой источники пищи иссякают, и перелетные бабочки и птицы отправляются в теплые края. В старину об их ежегодном исчезновении сочинялись разные фантастические легенды. Но в 1822 году немецкие охотники подстрелили аиста, в шее которого застряла африканская стрела. Это навело ученых на мысль, что птицы зимой улетают именно на юг. Направление пути они узнают по солнцу, по генетической информации и по магнитному полю Земли.
А вот клест умеет извлекать семена из шишек с помощью крестообразно изогнутого клюва. Это помогает ему даже зимой кормиться на дереве, а не на земле, где конкуренция выше. «Люди устроены иначе: мы способны на долгосрочное планирование и умеем мириться с временными неудобствами во имя интересов будущих поколений. Остальные животные живут настоящим, и их мало заботит жизнь вида как такового», констатирует Стестад.
Огромную роль играют также выбор партнера и семейная жизнь. В животном мире кипит конкуренция за спаривание: от антарктических тюленей и варанов с острова Комодо до 5-сантиметрового жука-оленя. Кваканье камышовой жабы в пруду — не что иное, как «серенада», обращенная к самке, способной услышать этот звук на расстоянии до 1 км.
Длиннохвостый бархатный ткач (живет в Африке) по размеру чуть больше воробья, но его черный хвост может достигать полуметра в длину. Такой хвост приманивает самок, но мешает ловить насекомых. Схожей брачной тактикой обладает и паук-павлин. А самцы айдахского суслика после спаривания загоняют самку в нору и перекрывают выход, чтобы она не могла сбежать на «свидание» с другим…
Исследовательница также разбирает в книге вопросы возникновения сложных сообществ и взаимоотношений между неродственными организмами и рассматривает пределы устойчивости этих сложных систем. А в заключении призывает читателей активнее использовать все интеллектуальные и социальные ресурсы для сохранения природных богатств.
Извилистые пути эволюции
Между эволюционным прошлым и окружающей средой, в которой мы живем сегодня, ученые обнаруживают множество несоответствий. Британский исследователь Адам Харт написал на эту тему книгу — «Не приспособлен к жизни. Человеческая эволюция против современного мира». Генетика, естественный отбор, биогеография, социология, политика, эволюция — вот далеко не полный перечень факторов, которые влияют на нашу неприспособленность. Автор разбирает самые характерные случаи несоответствий и старается установить их причины.
Например, почему люди толстеют? С эволюционной точки зрения картина выглядит так. Древние люди — охотники и собиратели — накапливали запасы жира в изобильный летний сезон, чтобы пережить зиму и другие голодные времена. Человеческие тела привыкли к этому процессу, даже если голод сейчас не грозит, и потому продолжают накапливать жир. Ныне число людей с ожирением и с диабетом ежегодно увеличивается. Но при этом формула «ожирение — болезнь богатых» несправедлива. Толстеют в первую очередь там, где едят больше дешевых высококалорийных продуктов: индюшачьих хвостов, бараньих ребер, свиного сала. Нужно смотреть также физиологию той или иной нации и наличие определенных генов (гипотеза о «бережливом гене»), играющих роль в метаболизме жировых клеток и в накоплении жира. На одном из этапов эволюции склонность древнего человека к перееданию перестала мешать выживанию, и его потомки получили в наследство лишний вес. По словам ученого, не может служить панацеей от ожирения и палеодиета — попытка возврата к натуральному рациону питания древних людей.
«Развитие сельского хозяйства — пример того, как крупномасштабные изменения окружающей среды приводят к эволюционным несоответствиям; иногда с ними можно справиться, а иногда нет», пишет исследователь. У земледельческой революции в эпоху неолита были и негативные стороны. У людей стало ухудшаться здоровье: портились зубы, из-за недостатка кальция слабели кости. Человек стал физически слабее. Из-за роста населения быстрее распространялись болезни. В общем, переход к сельскому хозяйству — пример того, как мы можем «потенциально эволюционировать под влиянием проблем, которые сами себе создаем». Это вызывает параллели с нынешней ситуацией в мире.
А какую роль в современной жизни играет стресс? Не являясь болезнью, он тем не менее может вызвать серьезные заболевания. Но причина стресса отнюдь не только в эволюционном несоответствии. «Сама жизнь сегодня — это источник стресса, и похоже, практически никто не избежит его разрушительных последствий», уверен автор. Но медицина и социальная наука еще не готовы ответить со стопроцентной точностью о его причинах.
С этой же точки зрения Адам Харт разбирает в своей книге насилие, вредные зависимости, фальшивые новости… Что же делать? Антропогенная природа большей части современного мира вызывает сложности, на фоне которых наше эволюционное наследие оказывается бессильным. Возможно, пришло время принять собственные ограничения и поставить их себе на службу ради процветания будущих поколений на Земле, резюмирует ученый.
Великое благо или великая иллюзия?
Эволюция, прогресс, цивилизация… Большинству людей эти явления кажутся безусловно полезными и позитивными. Но встречаются и скептики, в том числе среди видных ученых. Так, американский исследователь Кристофер Райан в своей новой книге «Цивилизованный до смерти: что было утрачено на пути к современности» высказывает сомнение в том, что цивилизация — это величайшее достижение человечества. Он, впрочем, не отвергает технического прогресса и в быту пользуется его благами — от новейшего автомобиля до инновационной медицины. Но как аналитик, Райан убежден, что достижения цивилизации «лишь отчасти компенсируют то, чем нам уже пришлось пожертвовать, либо привносят в нашу жизнь не меньше проблем, чем якобы решают».
Вот лишь один пример: большинство инфекционных болезней, от которых мы защищены прививками, не представляли никакой проблемы до тех пор, пока люди не одомашнили животных, чьи патогены нам и достались. Веру в прогресс Райан считает одной из самых распространенных иллюзий нашей эпохи. По его мнению, люди часто путают прогресс с адаптацией — локальным проявлением эволюции. Адаптация — это не обязательно улучшение, но в первую очередь эффективная приспособляемость к окружающей среде. Вот и все живое на Земле постепенно приспособилось к той цивилизации, которая, по мнению автора книги, была навязана нам всем еще в эпоху зарождения сельского хозяйства. За эти тысячелетия люди утратили слишком много знаний и физических качеств, необходимых для жизни в неблагоприятных условиях. Да, комфорта и технических средств стало больше. Но «прогресс, определяющий нашу эпоху, часто напоминает в большей степени прогрессирование заболевания, чем излечение от него», полагает Райан.
И подкрепляет свою версию россыпью аргументов, начиная с древнейших времен. Найденные останки наших предков, живших полтора десятка тысяч лет назад, демонстрируют, что с анатомической точки зрения они не отличались от современных людей и обладали высоким интеллектом. Дикий охотник был великодушным, ведь сама жизнь впроголодь заставляла помогать ближнему. И он был свободным, в то время как государственность породила рабство. Люди той эпохи обладали экологическим сознанием, земледельцы же к природе стали относиться хищнически.
В числе побочных эффектов прогресса, по словам исследователя, — стресс, депрессии, диабет, рак, болезни зубов, безработица и бедность, не говоря уже о многочисленных природных проблемах. Большинство опасностей, от которых нас якобы защищает цивилизация, на самом деле порождены или усилены самой цивилизацией. Из-за прогресса, настаивает Райан, «мы становимся нездоровыми, несчастными, уставшими, замученными и запуганными».
Вопреки распространенному мнению, и в доземледельческую эпоху возникали сложные культуры — например, та, что создала храм Гебекли-Тепе на территории современной Турции (примерно 12 тысяч лет назад). Люди той культуры жили в почти идеальной экосистеме: дичи было много, земля изобиловала плодами. Природа, при всей строптивости, все же оставалась щедрой. Но потом, из-за таяния североамериканских ледников, на Земле похолодало, а затем началась тысячелетняя засуха… Земледелие в тот момент стало выходом из тяжелой ситуации. Но была ли у этого пути альтернатива?
Тревогу ученого вызывает разрушение естественных экосистем нашей планеты и отрыв человека от природных корней. Единственный путь выхода, по его мнению, — это возвращение (хоть в какой-то мере) образа мышления, свойственного охотникам и собирателям. Но для этого потребуются масштабные сдвиги в общественном сознании… Конечно, идеи американского специалиста отдают утопией, но ряд вопросов, которые он ставит в своей остроумной полемической работе, важны и актуальны для мирового сообщества.
Насладись сегодняшним днем
Нетривиальные взгляды высказывают и авторы книги «Биология настоящего» — ученый-нейробиолог Давид дель Росарио и известный популяризатор науки Серджи Торрес. В двенадцати беседах между собой они приглашают читателя перестать «выживать» и начать жить, получая удовольствие от каждого мгновения сегодняшнего дня. Авторы — очень разные люди и при том отлично дополняют друг друга: Росарио всегда делает ставку на практику и логику, путь Торреса, по его признанию, заключается в самоуглублении и вдохновении. К одному и тому же выводу соавторы приходят совершенно разными путями. Познакомившись чуть больше десяти лет назад, они сразу почувствовали потенциал, заложенный в их беседах. Увидели этот потенциал и испанские издатели, выпустившие книгу, идеи которой «относятся к иной модели реальности».
По словам Росарио и Торреса, мы ощущаем на себе биологию выживания, когда выступаем перед аудиторией, когда начальник неведомо зачем вызывает нас на ковер, когда мы не можем найти внезапно понадобившуюся вещь. Каждому знакомы такие моменты. Сердце учащенно бьется, дыхание сбито, артериальное давление резко подскакивает. Постепенно биология выживания и стресса превращается в наш стиль жизни, в своего рода тревожное мировоззрение, констатируют соавторы. Повседневность становится сплошным страданием, мешая человеку наслаждаться жизнью. Что делать? Полностью принять текущее мгновение, убедить себя, что все происходящее сейчас — не угроза, а часть нашего жизненного опыта, подлинное событие. В этом суть биологии настоящего.
В другой беседе Серджи Торрес моделирует житейскую ситуацию: некто приглашен в ресторан индийской кухни, но он заранее уверен, что ему не нравится острая еда. Отказаться от приглашения? Или все-таки пойти и, отбросив предубеждение, исследовать новый вкус? И тем самым начать «путь к полной и настоящей жизни». Давид дель Росарио, в свою очередь, объясняет этот пример с точки зрения нейронауки.
Собеседники обсуждают также вопрос иллюзорности времени и пространства, соотношение чувства вины и чувства ответственности, вспоминают духовных искателей и пророков, которые изолировались от «токсичного» мира в поисках внутреннего пути. В своих интеллектуальных беседах Росарио и Торрес акцентируют внимание на важности самопознания как ключевого инструмента для перехода от боязливой ментальности выживания к настоящей (живой) ментальности. Именно самопознание, полагают они, помогает думающему человеку преодолеть крепостные стены невежества.
Расширяя границы биологии
Технические инновации в наши дни появляются и в сфере биологии. Здесь за несколько последних десятилетий достигнут колоссальный прорыв. Выросла продолжительность жизни, человек научился избавляться от многих болезней и выбирать способ зачатия. Прогресс дал возможность преодолевать человеческую физиологию и контролировать нашу собственную эволюцию… Норвежские ученые Сигрид Братли и Халлвард Квале рассмотрели эти вопросы в книге «Человек будущего. Как биотехнологическая революция касается каждого из нас?»
Предварив свой рассказ кратким курсом генетики, соавторы нарисовали впечатляющую картину развития биотехнологий в конце ХХ — начале ХХI века. Человек научился выращивать в лаборатории клетки, а также перепрограммировать их. Мы можем читать, писать и редактировать ДНК. Стремительно развиваются репродуктивные технологии, генная терапия; широкое распространение получили генетические тесты. В спортивной медицине появилось понятие «генный допинг». Одним словом, достижения ученых и инженеров превзошли самые смелые прогнозы писателей-фантастов прошлых веков. Сегодня биотехнологии меняют правила жизни — теперь это уже не лотерея со случайными перетасовками и мутациями.
Но все эти биотехнологические чудеса порождают множество социальных и этических вопросов. К примеру, сегодня можно сделать тест, позволяющий во время беременности получить информацию о генетическом заболевании будущего ребенка. Но как родители распорядятся этими сведениями? Результаты генетических тестов могут предотвратить заболевания (чаще всего — тромбозы), скорректировав образ жизни. С помощью тестов обнаруживают опасных преступников, кто-то нашел на другом континенте неизвестных родственников, некоторые проходят тестирование перед браком на предмет генной совместимости. Да, знание генов помогает людям лучше понять свою биологию, но в иных случаях оно «может стать тюрьмой, приносящей тревогу и беспокойство», отмечают соавторы. К тому же эти знания способны повлиять и на других людей (в частности, родственников), в чем-то нарушить их права. А собранный генетический материал может быть в некоторых обстоятельствах использован и злоумышленниками, например, шантажистами.
Эксперименты на животных показали, что генная терапия вылечивает слепоту, глухоту, диабет, различные формы рака и ряд неврологических заболеваний. Не за горами, кажется, и создание «лекарства от старости». Будущее многим видится радужным. Но как иммунная система пациента отреагирует на появление в его организме чужеродных молекул? Вдобавок в этой сфере в последнее время появились шарлатаны и биохакеры. «Поэтому важно сохранять трезвость в оценках, даже если развитие выглядит многообещающим», предостерегают от излишней эйфории норвежские авторы. В будущем, считают они, дебаты о биоэтике станут еще интенсивнее. Техника и мораль должны научиться сосуществовать друг с другом.
Фото в оформлении: макроснимок Dictyostelium discoideum, размножающихся в агаре.
Автор — Tyler Larsen/Wikipedia
Похожие подборки
Не знаете, что почитать?
