Наука Плоского мира. Книги 1-4

Кажется невозможным, что у этого творческого процесса может быть аналог в органическом мире и все же он существует. В 1896 году психолог Джеймс Марк Болдуин задался вопросом, могут ли животные, участвующие в поведенческих экспериментах, эволюционировать, по сути пытаясь представить, что произойдет, если они научатся решать какую-нибудь новую задачу, не доступную для них в настоящий момент. Окапи, к примеру, похожи на жирафов, но их шея и ноги имеют нормальную длину. Предположим, что один отважный окапи не оставляет попыток дотянуться до нижних веток деревьев, чтобы ощипать с них листья, хотя раз за разом терпит неудачу. Так как его попытки ни к чему не приводят, их можно сравнить с воображением. Однако некоторым окапи может повезти, и тогда отбор, вероятно, окажется на стороне особей, которые отличаются чуть более длинной шеей и ногами, что в итоге приводит к появлению жирафов. Этот процесс часто называют эффектом Болдуина.

Несколько лет тому назад мы стали свидетелями животного поведения, которое вполне могло стать отправной точкой подобной эволюционной траектории экзаптацию в действии. Сомы-плекостомусы часто используются в крупных аквариумах в качестве чистильщиков, которые при помощи своего рта, похожего на присоску, удаляют со стенок аквариума водоросли. В дикой природе они могут крепко удерживаться на скользких камнях, одновременно соскабливая с них водорослевую пленку; кроме того, у них отличная броня с костяными шипами в спинном и грудных плавниках. В аквариуме у сомов, благодаря этим чертам, проявляется совершенно новая способность, применение которой мы наблюдали в комнате отдыха математического института в университете Уорика. Природные способности этого сома позволяют ему намного лучше собирать плавающие кусочки еды по сравнению с другими рыбами. Для этого сом применил метод, который практически незнаком его диким сородичам: он поглощал кусочки своим ртом-присоской, перевернувшись на спину и отгоняя конкурентов колючими плавниками. Иными словами, рот сома, приспособленный для сбора пищи с камней, в результате экзаптации может собирать частички пищи с поверхности воды, особенно если пища мягкая, а рыба обладает эффективной защитой.

Под влиянием будущей генетической ассимиляции подобное поведение, достигнутое в результате экзаптации, может без проблем стать частью генома в популяции сомов. Оно может участвовать в отборе и адаптироваться по ходу движения вдоль эволюционной траектории тогда подобный метод сбора пищи с поверхности воды станет для сомов обычным явлением.

На самом деле нечто подобное, вероятно, уже случалось правда, не с потомками сомов из математического института (таковых нет). Речь идет о соме-перевертыше Synodontis nigriventris[331], который в дикой природе пользуется подобным методом для сбора насекомых с поверхности воды. В таком случае мы видим как начало, так и конец вполне правдоподобной эволюционной траектории. Начинается она, вероятно, с того, как голодный сом замечает пищу на поверхности воды в близлежащей отмели; возможно, это разлагающийся труп насекомого, плавающий в воде. Пытаясь дотянуться ртом до аппетитного кусочка, сом переворачивается на спину, и даже если его попытки в большинстве случае только мешают делу, любой случайный успех приводит к награде. Теперь он будет проявлять большую чувствительность по отношению к этому источнику пищи и, возможно, станет наведываться на мелководье за добавкой. Его потомство, выросшее в той же среде, имеет большие шансы пережить естественный отбор при аналогичном поведении, если генетические изменения могут повысить его эффективность.

Описанный сценарий противоречит утверждению Стивена Джея Гулда, высказанному в книге «Улыбка фламинго»[332] о том, что адаптации типа кормления вниз головой у фламинго, вылавливающих ракообразных из солевых озер, всегда основаны на единственном радикальном отклонении от нормального применения клюва. Животные могут проводить небольшие поведенческие эксперименты, и если их усилия вознаграждаются, такие эксперименты могут стать частью их поведения в будущем. Затем, если вознаграждение будет играть такую же важную роль, как новый источник пищи или оригинальный способ найти полового партнера, естественный отбор сможет заняться его улучшением.

У эволюции технологий есть два способа избежать непродуктивных аспектов органической эволюции, связанных со временем, потомством и новыми функциями. Первый мы уже обсуждали человеческий разум может попытаться запрыгнуть в пространство смежных возможностей и «в своем воображении» понять, сработает ли его задумка. Можем ли мы представить себе самолет в десять раз больше обычного и изменения, которые потребуется внести, чтобы он заработал? Если мы увеличим длину велосипедной рамы и вынудим велосипедиста откинуться назад, то как он сможет увидеть дорогу? Не захотим ли мы в таком случае, чтобы он нагнулся вперед? Оба подхода были испробованы и могут служить отличным примером того, как технические плоды нашего воображения резвятся в пространстве смежных возможностей.