Таким образом, изобретение многоклеточности – другое важное переломное событие, которое почти наверняка увеличило способность эволюционировать. Она предшествовало сегментации на сотни миллионов лет, и сама сегментация является своего рода ее крупномасштабным повторением, еще одним скачком в модульность. Каковы были другие переломные моменты? Человек, которому посвящена эта книга, Джон Мейнард Смит, сотрудничал со своим венгерским коллегой Eörs Szathmáry в "The Major Transitions in Evolution" . Большинство из их "главных переходов" могло бы соответствовать моей рубрике "переломных моментов", главных улучшений в способности эволюционировать. Они, очевидно, включают начало репликации молекул, поскольку без нее не могло быть никакой эволюции вообще. Если бы, как предположили Кэрнс-Смит и другие, ДНК узурпировала ключевую роль репликатора от некоторого менее искусного предшественника, будучи соединенной с ним промежуточными стадиями, то каждая из этих стадий представляла бы скачок вперед в способности эволюционировать.
Если мы принимаем теорию РНК-мира, то был главный переход или переломный момент, когда мир РНК, служащей и репликатором и ферментом, уступил разделению между ДНК в роли репликатора и белками в роли фермента. Затем произошло объединение реплицирующихся структур ("генов") в клетки со стенками, которые предотвращали утечку продуктов генов и удерживали их вместе с продуктами других генов, с которыми они могли сотрудничать в клеточной химии. Очень важным переходом и, вероятно, самым переломным моментом в способности эволюционировать было рождение эукариотической клетки путем объединения нескольких прокариотических клеток. Столь же важным было и возникновение полового размножения, которое совпало с возникновением вида как такового, с его отдельным генофондом и всем тем, что полагается для будущей эволюции. Мейнард Смит и Eörs Szathmáry продолжают перечислять: возникновение многоклеточности, возникновение колоний, таких как муравейники и термитники, и возникновение человеческих обществ с языком. Есть рифмованное подобие между, по крайней мере, некоторыми из этих главных переходов: они часто представляют собой объединение ранее независимых единиц в большие группы на более высоком уровне с сопутствующей утратой независимости на более низком уровне.
К их списку я уже добавил сегментацию, и я подчеркнул бы другое, что я называю формированием бутылочного горлышка. Снова же, обстоятельное, полное объяснение этого означало бы повторение предыдущих книг (особенно заключительной главы "Переоткрытие организма" из "Расширенного Фенотипа"). Бутылочное горлышко имеет отношение к определенному типу истории жизни многоклеточных организмов. В бутылочном горлышке цикл жизни регулярно возвращается к одной клетке, из которой снова вырастает многоклеточное тело. Альтернативой жизненному циклу с бутылочным горлышком могло бы быть гипотетическое разбросанное водное растение, которое размножается тем, что от него отрываются маленькие, многоклеточные куски, которые дрейфуют прочь, растут, и затем от них также отрываются маленькие куски. У бутылочного горлышка есть три важных следствия, и все они, определенно, являются хорошими кандидатами на улучшение способности эволюционировать.
Во-первых, эволюционные новшества могут быть повторно изобретены снизу вверх, а не как повторная переформовка существующих структур – аналог перековки мечей на орала. Усовершенствование, скажем, в сердце, имеет больше шансов быть чистым усовершенствованием, если генетические изменения могут поменять весь курс развития от одной клетки. Вообразите альтернативу: возьмите сложившееся сердце и модифицируйте его дифференцированным ростом тканей изнутри его непрерывно бьющейся структуры. Эта модернизация на ходу нарушила бы работу сердца и поставила бы под угрозу потенциальное усовершенствование.
Во-вторых, благодаря непрерывной перезагрузке из постоянной отправной точки в повторяющихся циклах жизни бутылочное горлышко обеспечивает "календарь", с помощью которого могут быть синхронизированы эмбриологические события. Гены могут быть включены и выключены в ключевые моменты цикла роста. Нашему гипотетическому растению, распространяющему свои куски, недостает распознаваемого расписания, чтобы регулировать такое включение и выключение.
В-третьих, без бутылочного горлышка различные мутации будут накапливаться в различных частях раскиданного формовщика кусков. Стимул к кооперации среди клеток будет уменьшен. В сущности, субпопуляции клеток были бы склонны вести себя как раковые образования, чтобы увеличить свои шансы поучаствовать в передаче генов в извергаемые куски. С бутылочным горлышком, поскольку каждое поколение начинает как единственная клетка, у всего тела есть хороший шанс быть построенным из генетически однородной популяции кооперирующихся клеток, произошедших от этой единственной клетки. Без бутылочного горлышка, клетки тела могут иметь, с генетической точки зрения, "разделенные лояльности".
