Капеллан дьявола

Одно дело — оценить суммарную информационную емкость генома и объем той его части, которая реально используется, и другое — оценить настоящее количество информации в шенноновском смысле слова. Лучшее, что мы можем сделать, это, должно быть, вообще забыть о самом геноме и обратиться к его продукту — фенотипу, рабочему телу животного или растения как такового. В 1951 году Джон Уильям Саттон Прингл, который впоследствии был моим профессором в Оксфорде, предложил использовать меру информации шенноновского типа для оценки «сложности» организма. Прингл хотел выразить сложность математически, в битах, но я давно обнаружил, что для разъяснения его идеи удобно излагать ее в следующей словесной форме.

У нас есть интуитивное ощущение, что, скажем, омар более сложен (более «развит», а кто-то мог бы даже сказать «эволюционно выше»), чем какое-нибудь другое животное, например кивсяк. Можем ли мы измерить что-то, чтобы подтвердить или опровергнуть этот интуитивный вывод? Не разбирая организмы этих животных на биты, мы можем приблизительно оценить количество информации в этих двух организмах следующим образом. Представьте, что мы напишем книгу, в которой описывается омар. Теперь давайте напишем другую книгу, в которой с той же степенью подробности описывается кивсяк. Разделим число слов в одной книге на число слов в другой, и мы получим приблизительную оценку соотношения количества информации омара и кивсяка. Важно подчеркнуть, что соответствующие животные должны быть описаны в обеих книгах с одной и той же степенью подробности. Очевидно, что если мы опишем кивсяка с точностью до подробностей клеточного строения, но ограничимся макроскопическими анатомическими признаками в случае омара, то кивсяк окажется далеко впереди.

Однако если провести эту проверку должным образом, я готов спорить, что книга об омаре окажется длиннее, чем книга о кивсяке. Этот вывод основан на следующих простых соображениях. Оба животных состоят из сегментов — модулей строения тела, принципиально сходных друг с другом и соединенных продольно, как вагоны поезда. У кивсяка большинство сегментов идентичны, а у омара большинство сегментов отличаются друг от друга, хотя и следуют общему плану (у каждого есть нервный узел, пара конечностей и так далее). Книга о кивсяке состояла бы из одной главы с описанием типичного сегмента, за которой следовала бы фраза: «Повторить N раз», где N — число сегментов. В книге об омаре понадобилась бы отдельная глава для каждого сегмента. Это не совсем справедливо в отношении кивсяка, у которого сегменты на переднем и заднем концах тела немного отличаются от остальных. И все же я готов спорить, что если кто-либо собрался бы провести такой эксперимент, полученная оценка количества информации у омара оказалась бы существенно выше оценки количества информации у кивсяка.

Такое сравнение омара и кивсяка не представляет непосредственного эволюционного интереса, потому что никто не считает, что омары произошли от кивсяков. Очевидно, что ни одно современное животное не произошло ни от одного другого современного животного. Но у любой пары современных животных был последний общий предок, который жил в какой-то (принципиально) определимый момент геологической истории. Почти вся эволюция свершилась далеко в прошлом, что сильно затрудняет изучение ее подробностей. Но мы можем воспользоваться мысленным экспериментом «с длиной книги», чтобы договориться, что, если только мы сможем исследовать предковые формы, будет означать вопрос о том, увеличивается ли количество информации в ходе эволюции.

На деле ответ на этот вопрос запутан и служит предметом разногласий, очень тесно связанных с бурными спорами о том, прогрессивна ли эволюция в целом. Я из числа тех, кто придерживается умеренной разновидности ответа «да». Мой коллега Стивен Джей Гулд склоняется к ответу «нет»[125]. Не думаю, что кто-либо станет отрицать, что измеренное любым способом количество информации в геноме — будь то информация в описании строения тела, суммарная информационная емкость генома, емкость реально используемой части генома или количество настоящей («архивированной») информации в геноме — имело широкую общую тенденцию к увеличению в ходе эволюционного развития человека из наших далеких предков-бактерий. Однако у людей могут быть разногласия по двум важным вопросам: во-первых, обнаружится ли такая тенденция во всех или в большинстве эволюционных ветвей (например, эволюционное развитие паразитов нередко демонстрирует тенденцию к уменьшению сложности строения тела, потому что паразитам удобнее быть простыми), и, во-вторых, не наталкивается ли эта тенденция, даже в тех эволюционных ветвях, где она отчетливо проявляется в долговременном масштабе, на такое количество реверсий и повторных реверсий в кратковременном масштабе, что это подрывает саму идею прогресса. Здесь не место разрешать этот интересный спор. У обеих сторон есть адепты среди выдающихся биологов, предъявляющие хорошие аргументы.