166871 (Новая эволюция биосферы)

Новая эволюция биосферы

В.Ф. Левченко, Институт эволюционной физиологии и биохимии РАН, г. Санкт-Петербург

Эволюция жизни и развитие информационного обмена в биосфере

Еще Пьер Тейяр де Шарден (1987) писал о том, что эволюция пронизывает все уровни биологической организации – от микроорганизмов да экосистем, включающих в себя множество популяций самых разных видов. Поэтому особенности эволюции жизни на Земле могут рассматриваться с разных точек зрения, например, с позиций традиционной биологии, или же касаться того, как изменяются экосистемы и геологические условия в тех или иных частях планеты в процессе глобальной эволюции всей биосферы. В то же время эволюция жизни может обсуждаться и с информационной точки зрения, хотя бы потому, что у всех живых организмов имеется генетическая память. В процессе существования биосферы идет непрерывная передача (с искажениями) – генетической информации между организмами разных поколений, происходит обмен организмами между разными ее частями, и, следовательно, обмен генетической информацией.

Можно сказать, что биосфера, как и отдельные организмы, “помнит” свое прошлое, поскольку у нее есть механизмы памяти. Это, во-первых, генетическая память организмов биосферы ее составляющих, а, во-вторых, “память среды”, то есть необратимые изменения на планете, происходящие в процессе биосферной эволюции. В.И. Вернадский (1960) посвятил многие свои работы именно таким геологическим изменениям, вызванным процессами жизнедеятельности населявших планету в течение последних трех миллиардов лет живых существ. Когда такие, по сути, необратимые изменения происходят, они влияют на весь ход дальнейших эволюционных процессов.

Принципиально новая ситуация сложилась с появлением на планете человека. Развитие человеческой цивилизации началось с появления вида Ноmо sapiens, представители которого обладали развитой нервной системой. Но главное, отличавшее людей ото всех иных биологических видов, заключалось в том, что они обладали новыми способами передачи важной для выживания информации. Это стало возможным после возникновения абстрактного мышления и языковых средств коммуникации. Иначе говоря, главным “эволюционным изобретением” человека было то, что он научился передавать огромное количество информации не только генетическим путем – от поколения к поколению, но и посредством речи. В итоге каждый человек получил возможность использовать в своей жизни индивидуальный опыт множества других людей, причем зачастую не только современников, но и людей прошлого.

Стоит отметить, что при таком, то есть посредством языковых средств, способе обмена информацией, от человека к человеку передается не просто совокупность сведений о конкретных событиях и явлениях окружающей среды. Часто это некоторый обобщенный опыт, в том числе и всевозможные полезные для выживания навыки, которые подразумевают использование приспособлений и технических средств. В обыденной жизни мы обычно почти не вспоминаем об этом, но ведь, например, наша одежда, жилища и многие другие удобства цивилизации – все результат использования чужого, или лучше сказать, общечеловеческого опыта, причем, как правило, не только современников, но и множества людей прошлого.

Хорошо известно, что такие эволюционные достижения нервной системы, как возможность использования чужого индивидуального опыта через наблюдение, подражание и обучение, передача сведений о ситуации, например, об опасности, а также различные способы коммуникации существовали и существуют не только у человека. Многие виды высших, особенно социальных животных, в той или иной степени владеют этими средствами, используют для общения механизмы звуковой и запаховой коммуникации, и это способствует их успешному выживанию. Однако только в случае человека, как показывает вся история развития человечества, упомянутый обобщенный опыт, важнейшие навыки в целом накапливаются в человеческой популяции в течение этой истории. У животных накопления такого опыта не происходит, а то немногое, что известно стае и передаваемое от поколения к поколению, касается, главным образом, конкретных условий обитания. Весьма часто при этом главным носителем “мудрости” выступает вожак стаи или же стайная элита. Например, у ряда перелетных птиц, далеко не каждая особь может стать вожаком, а потенциальных вожаков специально воспитывают другие, более опытные птицы (Дольник, 1994; Мак-Фарленд, 1998).

У архаичных и древних культур передача и накопление опыта происходит в результате обучения, во многом основанного на запоминании того, что передано и получено, главным образом, посредством речи. Даже в наше время в отдаленных уголках Африки и Австралии живут еще такие первобытные племена. Интересно, что у некоторых из них имеются специальные хранители племенного знания, своего рода первобытные мудрецы. С появлением же письменности и, соответственно, книг и библиотек передача и накопление человеческого опыта и знаний существенно упростились.

Таким образом, обладание навыками, помогающими существовать в очень разных условиях среды, причем таких, для которых биологически человек неприспособлен, – все это следствие того, что люди постоянно используют то, что антропологами называется культурным наследием. Разумеется, помимо использования такого наследия, огромную роль имеет еще и “культурная трансмиссия”, то есть постоянный обмен информацией между людьми своей и иных культур (Броди, 2001). Для описания процессов передачи “культурной”, негенетической информации был придуман специальный термин: по аналогии с генами Докинс (Dawkins, 1976) ввел понятие мемов – минимальных единиц культурной трансмиссии. Мемы могут создаваться, сохраняться, быть передаваемыми и принимаемыми только живыми существами, имеющими абстрактное мышление и живущими в некотором едином информационном социуме (со всеми его мифами, контекстами и т. п.), то есть людьми.

Из рассказанного несложно понять, что и эволюция человека, и эволюция всей жизни на Земле так или иначе связана с запоминанием, накоплением информации. Понимая обучение в широком, эволюционном смысле, можно сказать, что оно возможно не только при наличии нервной системы в процессе индивидуального развития, но и на основе использования иных механизмов памяти, например, генетической памяти. Действительно, в результате естественного отбора происходит как бы обучение на популяционном уровне, поскольку при этом выявляется и сохраняется в поколениях существенная для выживания генетическая информация. Ход эволюции жизни на Земле можно поэтому описать как постепенное “самообучение” живого способам эксплуатации среды (Maturana, Varela, 1980; Vагеlа, 1981; Капра, 2002).

Как уже говорилось, наличие нервной системы позволяет использовать не только популяционный опыт, но еще и собственный, иными словами, позволяет дополнительно обучаться в течение жизни. У социальных животных, обменивающихся информационными сообщениями, появляется дополнительная возможность обучения на основе использования результатов чужого индивидуального опыта. Венцом эволюции в этом направлении стал человек, который хранит и накапливает в виде культурного наследия результаты индивидуального опыта и мыслительной деятельности многих когда-либо живших членов человеческой популяции (в этом смысле культурное наследие этноса отражает последствия обучения данного этноса окружающей природно-социальной средой).

Поскольку скорости и объемы обмена информацией с помощью языковых средств несравненно выше, чем в случае генетических, то и эволюционные изменения биосферы планеты с появлением человека происходят много быстрее (об этом немного подробнее сказано ниже). Поэтому с тех пор, как информационный обмен между организмами стал осуществляться языковыми средствами и на вербальном уровне, наступил новый – информационно-технический этап сверхбыстрой эволюции биосферы (Левченко, 2000).

Таким образом, нетрудно прийти к выводу о том, что каждый принципиально новый этап эволюции жизни на планете сопряжен с началом использования новых способов передачи, хранения и использования информации. То, как значимая для жизни информация хранится, передается и используется, непосредственно влияет на весь ход эволюции живого и предопределяет ее основные этапы. При этом для новейшего этапа эволюции – техносферной эволюции – характерно использование не только новых, связанных со спецификой биологии вида Ноmо sapiens механизмов памяти и обмена информацией, но и специально изобретенных, нефизиологических средств запоминания массивов данных, то есть библиотек. Накопленные знания и навыки позволяют широко применять на этом этапе технические приспособления, которые помогают активно использовать дополнительные, неизвестные другим животным источники энергии (например, полезные ископаемые), создавать локально комфортные для жизни и различных видов деятельности условия среды (жилища и специализированные постройки) и т. п.

В этом контексте человек превращается из биологического существа в нечто подобное биомашине, у которой “биологическая начинка” снабжена и (или) пользуется множеством средств, являющихся усилителями физиологических возможностей. Это, например, приспособления, позволяющие более эффективно эксплуатировать окружающую среду, медицинские препараты и протезы, компенсирующие недостаточность функций естественных физиологических. механизмов, средства защиты от неблагоприятных условий – одежда, жилища, а также усилители возможностей мозга – библиотеки, компьютеры и т. п. При таком подходе следует обсуждать уже не эволюцию человека, а эволюцию связанных информационным обменом разумных биомеханизмов, принадлежащих виду Ноmо mechanicus, или, если использовать традиционную для биологии латынь, Ноmo machinalis. Нет нужды предполагать, что такое возможно только где-то в фантастическом будущем, населенном супер-биороботами; будущее уже наступило, причем довольно давно, но мы – люди, занятые собственными делами, – не слишком это осознали.

Как подойти к эволюции био-технических существ? Пока никаких законченных теорий на этот счет не существует. Хотя, справедливости ради, стоит отметить, что попытки рассмотрения эволюции технических средств, в частности транспортных, уже предпринимались. При этом было показано, что для них, как ни удивительно, наблюдается ряд известных эволюционных закономерностей (Меншуткин и др., 1992; Меншуткин, 1995). Например, переход от цепной передачи к карданному валу у автомобилей может рассматриваться как эволюционный скачок, а дальнейшие усовершенствования этого механизма передачи вращательного движения – как постепенное эволюционное развитие нового, удачного способа.

Человек и машина

Выше говорилось о том, что главные особенности человека как сверхуспешного, сверхгениального вида, сумевшего внедриться практически во все крупные природные экосистемы и биогеоценозы, определяются не столько его особыми физиологическими данными, сколько умением сохранять и быстро накапливать в популяции опыт и навыки, способствующие выживанию. В отличие от других видов, экологическая ниша вида Homo sapiens определяется не только генотипом, но зависит также и от знаний и навыков, передающихся негенетическим путем. Большую роль в развитии человека и цивилизации играл и играет социум, предопределяющий через социальные правила и мифы те или иные формы межчеловеческого взаимодействия. Отсюда следует, что особенности информационного обмена между людьми каждого этноса определяют многие черты эволюции тех экосистем, в функционировании которых участвуют люди этого этноса. Такие экосистемы можно назвать этноэкосистемами.

В современной биологии подспудно подразумевается, что каждой видовой популяции можно сопоставить конкретную экологическую нишу. В случае человека это правило нарушается, поскольку различные субпопуляции людей, обладающие разными навыками и способами выживания, имеют неодинаковые ниши и выполняют различные функции в тех экосистемах, в жизнедеятельности которых участвуют. Это значит, что можно говорить о разных этновидах и этнопопуляциях в случае субпопуляций людей, принадлежащих разным культурам (слово “культура” понимается здесь в этнографическом контексте, как комплекс ментальных и материальных средств самосохранения этнопопуляции).

Одни культуры являются традиционно вписывающимися в этноэкосистемы, и тогда соответствующие этнопопуляции участвуют во внутренне уравновешенном функционировании этноэкосистем таким же образом, как популяции обычных биологических видов. К носителям таких культур еще к началу XX века можно было отнести, например, многие коренные народы Севера, но неразумная политика в их отношении привела фактически к тому, что их культуры в настоящее время оказываются умирающими, а уникальный опыт общения с дикой природой, теряется. Другие культуры преобразуют среду обитания. В первую очередь – это технократические культуры, существование которых так или иначе связано с интенсификацией использования различных природных ресурсов.

Существуют аналогии между процессами эволюции экосистем и этноэкосистем. В частности, межкультурный информационный обмен приводит к процессам, подобным тем, которые бывают в обычных экосистемах при вселении чужеродных видов животных или растений. Смена культурно-социальных парадигм, например, в силу тех или иных научно-технических достижений, тоже может приводить к чрезвычайно быстрым изменениям этноэкосистем, чему тоже можно найти аналогии и эволюции экосистем. При этом значительную роль играют как механизмы регуляции биоразнообразия, так и, видимо, сходные с ними механизмы регуляции этноразнообразия. Можно предположить, что для успешного существования современной биосферы и сохранения естественного биоразнообразия необходим некий оптимальный уровень этноразнообразия вписывающихся культур. Иначе говоря, для успешного и устойчивого существования биосферы требуется не только биоразнообразие, но и этноразнообразие (Levchenko, 2003).