Шрифт:
Закладка:
В ряду биологических законов стоят и законы экологии, которые я изучал наиболее основательно. Самые полезные из них (это относится и к связанным с экологией областям – биогеографии, макроэкологии и эволюционной биологии), подобно законам физики, универсальны. Эти биологические законы наряду с физическими позволяют нам строить прогнозы. Но, как не раз указывали физики, в этих законах есть ограничение: в отличие от физических, они приложимы лишь к крошечному уголку вселенной, в котором существует жизнь. Тем не менее, поскольку любой нарратив, касающийся нас, повествует также о жизни, биологические законы можно считать универсальными для всех миров, в которых мы можем оказаться.
Легко увязнуть в терминологическом споре, можно ли называть правила биологической природы «законами» (как это делается в моей книге), «закономерностями» или как-то иначе. Оставлю этот спор философам науки. Я буду именовать их законами в соответствии с бытовым употреблением термина. Это «законы джунглей» – точнее, законы джунглей, прерий, болот и, поскольку наши дома тоже полнятся жизнью, законы спален и ванных. В конечном счете самым важным для меня остается то, что знание подобных законов позволяет людям четче осознавать будущее, в которое человечество с энтузиазмом мчится на всех парах.
Большинство законов природы хорошо известно экологам. Многие из них были открыты больше ста лет назад, а в последние десятилетия уточнялись и прорабатывались с помощью новых достижений статистики, моделирования, экспериментов и генетики. Поскольку экологам эти законы хорошо известны и интуитивно понятны, они зачастую даже не упоминают о них. «Конечно, это так. Зачем говорить о том, что и так все знают?» Но если десятилетиями не размышлять и не говорить об этих законах, то на интуитивном уровне они становятся вовсе не очевидны. Более того, когда дело касается будущего, почти все законы приводят к заключениям, удивительным даже для самих экологов, заключениям, вступающим в противоречие со множеством решений, которые мы принимаем в повседневной жизни.
Один из самых непоколебимых биологических законов – закон естественного отбора, результат открытия Чарльзом Дарвином того, как эволюционирует жизнь. В дарвиновском термине «естественный отбор» отражается мысль, что в каждом поколении природа отбирает одних особей, предпочитая их другим. Она отбраковывает тех, чьи качества понижают вероятность выжить и размножиться, и потворствует тем, чьи качества повышают эту вероятность. Именно последние передают следующим поколениям свои гены и признаки, в этих генах закодированные.
Дарвин представлял, что естественный отбор действует медленно. Теперь мы знаем, что он может идти очень быстро. У многих, очень многих видов наблюдали эволюцию в реальном времени. Ни один из этих примеров не удивителен. Но что поражает, так это неумолимая, как течение реки, неизбежность, с какой последствия этого простого закона обрушиваются на нашу повседневную жизнь всякий раз, когда мы, например, стремимся уничтожить какой-нибудь биологический вид.
Мы пытаемся убивать виды, применяя антибиотики, пестициды, гербициды и любые другие «-циды». Мы проделываем это в своих домах, больницах, садах, полях, иногда даже в лесах. Таким способом мы пытаемся утвердить свой диктат над природой – примерно как строители дамб на реке Миссисипи. Последствия вполне предсказуемы.
Недавно Майкл Байм и его коллеги из Гарвардского университета соорудили гигантскую чашку Петри – прямоугольную мегачашку, разделенную на полосы. Об этой мегачашке с полосами еще пойдет речь в главе 10. Она имеет огромное значение. В чашку Байм налил агар, который служит микробам и пищей, и жильем. В крайних полосах с обеих сторон чашки не было ничего, кроме агара. Но чем ближе к середине находилась полоса, тем выше в ней оказывалась концентрация антибиотиков. Выполнив необходимые приготовления, Байм запустил по краям чашки бактерии и стал смотреть, разовьется ли у них резистентность к антибиотикам.
Бактерии попадали в чашку беззащитными, как овечки: у них не было генов, обеспечивающих способность противостоять антибиотикам. Если агар служил овечкам-бактериям пастбищем, то антибиотики были волками. Эксперимент воспроизводил: а) способ, посредством которого мы обращаемся к антибиотикам, желая контролировать болезнетворные бактерии у себя в организме; б) способ, посредством которого мы применяем гербициды, чтобы держать под контролем сорняки на собственном газоне; в) и вообще каждый из способов, посредством которых мы пытаемся отразить натиск природы, вторгающейся в нашу жизнь.
Что же произошло в итоге? Закон естественного отбора предсказывает: пока за счет мутаций обновляется генетическая изменчивость, бактерии имеют возможность в конце концов выработать резистентность к антибиотикам. Но на это, по идее, должны уйти долгие годы. Столь долгие, что пища у бактерий может закончиться задолго до обретения ими способности освоить полоски с антибиотиками – полоски, кишащие волками.
Однако это заняло не годы, нет. Бактериям хватило 10–12 дней.
Байм повторял эксперимент снова и снова. Результат всякий раз оказывался одним и тем же. Бактерии заполняли первую полосу, а затем их экспансия слегка замедлялась – до тех пор, пока сначала одна линия бактерий, а за ней и другие не вырабатывали устойчивость к малым концентрациям антибиотика. Эти линии заполняли следующую полосу и опять ненадолго притормаживали, но вот новая линия и ее потомки адаптировались уже к следующему уровню концентрации антибиотиков. В конечном счете несколько линий развивали такую сопротивляемость к предельной концентрации антибиотиков, которая позволяла им устремиться к последней полосе – подобно воде, устремляющейся через дамбу.
В ускоренном воспроизведении эксперимент Байма производит ужасающее впечатление. Но вместе с тем он невероятно прекрасен. Ужасает та скорость, с какой бактерии из беззащитных перед нашими человеческими усилиями превращаются в несокрушимых. Прекрасна же предсказуемость результатов эксперимента, если помнить о законе естественного отбора. Из этой предсказуемости следуют две вещи. Во-первых, она позволяет понять, когда можно ожидать развития резистентности – неважно, у бактерий ли, клопов или любых других организмов. И во-вторых, она позволяет управлять рекой жизни таким образом, чтобы понизить вероятность развития резистентности. Понимать закон естественного отбора – значит получить ключ к человеческому здоровью и благополучию – и, честно говоря, к самому выживанию нашего вида.
Есть и другие биологические законы природы, следствия которых подобны следствиям естественного отбора. Скажем, закон, определяющий, сколько видов сможет жить на острове или какой-то другой территории той или иной площади. Этот закон позволяет предсказывать, где и когда виды будут вымирать, а также где и когда будут появляться новые. Закон экологических коридоров диктует, какие виды будут переселяться по мере изменения климата и как именно это будет происходить. Закон избавления описывает, как преуспевают виды, сумевшие избавиться от паразитов и вредителей. Именно победа над вредителями помогает отчасти объяснить успехи человеческой популяции, а также то, как нам удалось столь колоссально нарастить свою численность по сравнению с другими видами. Кроме того, этот закон обрисовывает некоторые из трудностей, с которыми мы столкнемся в будущем, когда возможностей для избавления (от вредителей, паразитов и прочих) станет меньше. Наконец, законом ниш определяются местообитания, где способны жить биологические виды (в том числе люди) и где по мере изменения климата мы сможем благополучно существовать.
Кое в чем эти законы едины: их последствия наступают независимо от того, принимаем ли мы их во внимание или нет, а пренебрежение ими приводит к неприятностям. Если не учитывать закон коридоров, то мы невольно поддержим выживание проблемных видов (вместо полезных или просто безобидных). Если не учитывать соотношение числа видов и площади, то проблемные виды станут эволюционировать – так, например, возник новый вид комаров, обитающих в лондонской подземке. Если не учитывать закон избавления, то мы попусту растратим драгоценное время и упустим момент, когда наши организмы и урожаи окажутся свободны от паразитов и вредителей. И так далее. Вместе с тем перечисленные законы объединяет и то, что, обратив на них внимание и учитывая их воздействие на естественную историю будущего, мы сможем создать мир, более терпимый к нашему собственному существованию.
Имеются также законы, описывающие, как ведем себя
