Сліпий годинникар: як еволюція доводить відсутність задуму у Всесвіті - Річард Докінз

природного відбору. 1908 року це було математично продемонстровано В. Вайнберґом і незалежним чином ексцентричним математиком Ґ. Г. Гарді. Останній, до речі, як свідчить книга записів парі його (та мого) коледжу, одного разу побився з колегою об заклад на «півпенні на його користь до самої смерті, що сонце зійде й завтра». Однак лише Р. А. Фішер з колегами, засновниками сучасної популяційної генетики, спромоглися підготувати повну відповідь Флімінґу Дженкіну з погляду теорії генетики частинок Менделя. Іронія в тому, що, як ми побачимо нижче, у розділі 11, у ті часи, на початку ХХ століття, провідні послідовники Менделя вважали себе антидарвіністами. Фішер із колегами показали, що дарвінівський відбір має сенс, а проблема Дженкіна елегантно розв’язується, якщо в процесі еволюції змінюється лише відносна частота дискретних спадкових частинок, або генів, кожна з яких або наявна, або відсутня в будь-якому конкретному окремо взятому організмі. Після Фішера дарвінізм став називатися неодарвінізмом. Його цифрова природа не є випадковим фактом, що справдився для генетичної інформаційної технології. Цифровість є, мабуть, необхідною передумовою для роботи дарвінізму як такого.

У нашій електронній технології дискретні цифрові комірки мають лише два стани, традиційно представлені як 0 та 1, хоча їх можна уявляти як «високо — низько», «увімкнено — вимкнено», «верх — низ». Важливо лише те, що вони мають бути окремими одна від одної та що схема їхніх станів може «читатися» так, аби мати якийсь вплив на щось. Електронна технологія використовує різноманітні фізичні носії для зберігання нулів і одиниць включно з магнітними дисками, магнітною стрічкою, перфокартами та перфострічкою, а також вбудовані «чипи» з багатьма маленькими напівпровідниками всередині.

Основний носій пам’яті всередині насіння верби, мурах і всіх інших живих клітин є не електронним, а хімічним. Він використовує той факт, що певні типи молекул здатні до «полімеризації», яка являє собою об’єднання в ланцюжки нескінченної довжини. Існує багато різних типів полімерів. Наприклад, поліетилен складається з довгих ланцюжків маленької молекули під назвою «етилен» — полімеризованого етилену. Крохмаль і целюлоза є полімеризованими цукрами. Деякі полімери замість того, щоб бути однорідними ланцюжками однієї маленької молекули на кшталт етилену, є ланцюжками з двох чи більше різних типів маленьких молекул. Щойно така неоднорідність потрапляє до полімерного ланцюжка, інформаційна технологія стає теоретично можливою. Якщо в ланцюжку є два типи маленьких молекул, їх можна вважати 1 та 0 відповідно, і одразу ж з’являється можливість зберігати будь-який обсяг інформації будь-якого типу, за умови, що ланцюжок достатньо довгий. Конкретні полімери, що використовуються живими клітинами, називаються полінуклеотидами. У живих клітинах є дві основні родини полінуклеотидів, що коротко звуться ДНК та РНК. Обидві є ланцюжками маленьких молекул під назвою «нуклеотиди». Як ДНК, так і РНК є неоднорідними ланцюжками з чотирма різними типами нуклеотидів. Звісно ж, саме на цьому й базується можливість зберігання інформації. Замість лише двох станів — 1 та 0 — інформаційна технологія живих клітин використовує чотири стани, які можна умовно представити як A, T, Ц і Г. У принципі, відмінність між бінарною інформаційною технологією, як у комп’ютері, та інформаційною технологією чотирьох станів, як у живій клітині, дуже невелика.

Як я згадував наприкінці розділу 1, в одній-єдиній людській клітині достатньо інформаційної ємності для збереження Британської енциклопедії, всіх її 30 томів, три чи чотири рази поспіль. Відповідних цифр для насінини верби чи мурахи я не знаю, але вони явно будуть не менш приголомшливими. У ДНК однієї-єдиної насінини лілії чи одного-єдиного сперматозоїда саламандри достатньо ємності пам’яті для збереження Британської енциклопедії 60 разів поспіль. Деякі види амеб, яких несправедливо називають «примітивними», містять у своїх ДНК стільки ж інформації, скільки її в тисячі Британських енциклопедій.

Як не дивно, але насправді, наприклад, у людських клітинах використовується, схоже, лише приблизно 1 % генетичної інформації, грубо кажучи, еквівалент одного тому Британської енциклопедії. Для чого там інші 99 %, ніхто не знає. В одній зі своїх попередніх книжок я висловив припущення, що це можуть бути паразити, які живуть за рахунок 1 %, — цю теорію нещодавно під назвою «егоїстична ДНК» прийняли молекулярні біологи. Бактерія має інформаційну ємність, приблизно в тисячу разів меншу, ніж людська клітина, і, мабуть, використовує її майже всю — для паразитів місця залишається мало. Її ДНК могла б умістити «лише» один примірник Нового Заповіту!

Сучасні генні інженери вже мають технологію, щоб записати Новий Заповіт чи щось інше в ДНК бактерії. «Значення» символів у будь-якій інформаційній технології є довільним, і немає жодних причин не призначити комбінації (скажімо, триплети) з 4-літерного алфавіту ДНК літерам нашого власного 26-літерного алфавіту (залишилося б місце для всіх великих і малих літер із 12 розділовими знаками). На жаль, на запис Нового Заповіту в бактерію знадобилося б приблизно п’ять століть, тож я сумніваюсь, що хтось за це візьметься. Якби ж хтось це таки зробив, частота відтворення бактерій є такою, що за один день могли б виходити 10 мільйонів примірників Нового Заповіту. Мрія місіонера — якби тільки люди вміли читати алфавіт ДНК, але, на жаль, знаки там такі дрібні, що всі 10 мільйонів примірників могли б одночасно уміститися на поверхні шпилькової головки.

Електронна комп’ютерна пам’ять умовно поділяється на ПЗП (ROM) та ОЗП (RAM). ПЗП розшифровується як «постійний запам’ятовувальний пристрій». По суті, це пристрій, на який записують інформацію один раз і з якого читають багато. Комбінація нулів та одиниць «випалена» в ньому раз і назавжди під час виробництва. Надалі вона залишається незмінною впродовж усього строку служби пристрою, а інформацію з нього можна зчитувати будь-яку кількість разів. Інший електронний запам’ятовувальний пристрій, під назвою ОЗП, можна читати, але на нього можна й «записувати» (люди звикають до цього неелегантного комп’ютерного жаргону доволі швидко). Таким чином, ОЗП може робити все, що робить ПЗП, і навіть більше. Те, як розшифровуються літери ОЗП, насправді збиває людей з пантелику, тому я про це не згадуватиму. Важливо лише запам’ятати, що в ОЗП можна ввести будь-яку комбінацію нулів та одиниць, причому в будь-яку його частину і стільки разів, скільки вам заманеться. Більшість комп’ютерних запам’ятовувальних пристроїв — це ОЗП. Коли я набираю ці рядки, вони потрапляють прямісінько в ОЗП, та й програма обробки текстів, що контролює процес, також міститься в ОЗП, хоча теоретично її можна було б випалити в ПЗП й потім уже ніколи більше не змінювати. ПЗП використовуються для фіксованого репертуару стандартних програм, які запускаються багато разів і які ви не можете змінити, навіть якби захотіли.

ДНК — це ПЗП. Читати її можна мільйони разів поспіль, але записати лише раз — коли вона вперше «збирається» під час народження клітини, в якій мешкає. У клітинах будь-якого індивіда ДНК є «випаленою» й жодного разу не змінюється впродовж життя цього індивіда, за винятком дуже рідкісних випадкових пошкоджень. Однак її можна копіювати. Вона подвоюється з кожним поділом клітини. Комбінація нуклеотидів A, T, Ц та Г якнайточніше копіюється в ДНК кожної з трильйонів нових клітин, що створюються в міру зростання дитини. Під час зачаття нового індивіда в ПЗП його ДНК випалюється нова унікальна комбінація даних, з якою він залишається до кінця свого життя. Вона копіюється в усі його клітини (крім репродуктивних, у які, як ми побачимо нижче, копіюється випадкова половина його ДНК).

Уся комп’ютерна пам’ять (чи то ПЗП, чи ОЗП) є адресною. Це означає, що кожна комірка пам’яті має свою позначку, зазвичай цифру, але це — довільна умова. Важливо розуміти відмінність між адресою і змістом комірки пам’яті. Кожна