Шмель Шредингера

Шмель Шредингера

Обычные работы по изучению садовых шмелей хоть и полезны, но невероятно скучны. При этом сами шмели наряду с пользой и красотой дарят любопытную биологическую загадку: принадлежит ли особь конкретному виду до ее изучения?

На первый взгляд, все просто. Принадлежит и баста. Нечего тут фантазии лженаучные разводить. Но давайте пофантазируем. Если определить вид можно лишь после убийства животного, не значит ли это, что живых особей данного вида не существует?

Возьмем менее радикальный пример. Садовый шмель bombus hortorum чрезвычайно похож на красноватого шмеля bombus ruderatus. До такой степени похож, что Эллис и Кнайт с коллегами в 2006 году предложили простой способ их различать… «на основе анализа фермента рестрикции области цитохрома в митохондриальной ДНК». Проще говоря, огромное количество определений принадлежности шмелей к тому или иному виду сделано с помощью нехитрого метода: садовый шмель повсеместен, а красноватый редок, значит перед нами садовый шмель.

Определение вида по оценке местоположения или условий обитания особи встречается в практической биологии сплошь и рядом. При этом каждое подобное определение изменяет вероятность встречи. Представим, что у нас равная вероятность встретить оба вида, но принадлежность особи к виду мы оцениваем по вероятности его встречи. Если сохранить подобную систему в нестабильном состоянии мы ни одной особи определить не сможем. Но скорее всего система в нестабильном состоянии не удержится и все особи будут отнесены к одному из двух возможных видов.

Прямо квантовая биология выходит с особями, которые существуют в суперпозиции различных видов. Но если серьезно, впервые подобный феномен я обнаружил лет десять назад в экспедиции по Хибинам. У одной группы геоботаников везде рос солидаго лапоникум, у другой — вирга ауреа. Хотя позже выяснилось, что все это — одна и та же хрень.

Наблюдение меняет не сам объект, а условия наблюдения этого объекта, но, в конечном счете, разница невелика. Наблюдатель и объект наблюдения взаимно изменяют друг друга, что значительно усложняет процесс измерения даже в условиях макромира.

Вот так все начинается с находки засохшего шмеля на подоконнике, а заканчивается размышлениями о многомировой интерпретации Эверетта.

Вид

Из всей школьной биологии я запомнил только один интересный опыт: когда на перемене однокласснице в трусы засунули ужа. Все остальное можно было смело прогуливать, поскольку учили нас откровенной ахинее. Например, видом называли группу особей, которые свободно скрещиваются и дают плодовитое потомство.

В институте о понятии вида тоже не задумывались: главное уметь отличить один вид от другого. Что такое вид вообще — пусть у систематиков голова болит. Зато спустя годы, что ни месяц, так либо статья о дистанционном определении доминирующих видов, либо мобильное приложение для определения вида по фотографии, либо дискуссия в чатике OpenStreetMap: «Как обозначить такой вид кустов?». И критикуют, главное: «Чего это ты вместо вида, везде породу суешь?». Вид же — это так просто и привычно.

Я понимаю, никто не хочет вникать проблему понятия вида. Хотя бы потому, что единственным, кому это в достойной мере удалось был даосский философ Хоу Сян. Этот тот страшный мужик с головой Ельцина, которого каждый день показывали по ОРТ. Что такое вид? Правильный ответ: «А хрен его знает».

Представьте, что вы сообща пишете программу. Каждый файл должен однозначно называться и храниться в своем месте. Но один считает, что файлы следует раскладывать по датам, второй говорит: «Нет, давайте по названию», а третий группирует их согласно длине кода. Каждый подход приемлем, но по какому пути обращаться к файлу никто не знает. Мейден в статье 1997 года приводит два десятка разных концепций вида — каждый рабочий день месяца можно определять вид по-новому, имея на это веские научные обоснования. Сегодня мы называем видом одну группу организмов, завтра другую и так до конца месяца. Как тут не вспомнить старика Дарвина, который сокрушался, что различия между видами «расплывчаты и произвольны». Да что Дарвин, об этом писали еще Теофраст с Аристотелем.

Подобная ситуация характерна не только для естественных наук. Но если в инженерном искусстве и математике нашелся один смелый азербайджанец, то среди остальных отстаивать красоту своей жены никто не осмелился. Решили идти путем консенсуса: де Кейрос в 2007 году оформил перемирие мыслью о том, что вопреки различиям в концепциях, они все основаны на понимании вида как отдельной эволюционирующей линии метапопуляции. Возвращаясь к нашему примеру с программистами: спустя несколько десятилетий они пришли к соглашению, что файлы все-таки должны друг от друга отличаться вне зависимости от точки зрения каждого. Поэтому сделаем так: пусть в каждой директории по дате будет директория по имени, а в ней директория по длине кода. Утвердилась общая концепция происхождения, согласно которой, для выделения вида можно использовать различные сочетания критериев отличия.

В приличном обществе это называется «костыль», ну да и ладно, все не без греха. Так и жили счастливо несколько лет, пока не решили пивка бахнуть. В ноябре 2010 года журнал «Систематическая биология» опубликовал статью Ривза и Ричардса об использовании общей концепции происхождения для разделения различных видов хмеля (Humulus lupulus). Они использовали пять отличительных критериев: происхождение от общего предка, внешние отличия, отсутствие промежуточных генетических звеньев, репродуктивную изоляцию и нишевую специализацию.

Концепция сработала, но вот беда, значение каждого критерия оказалось разным. А значит сразу возникают вопросы: какой из критериев и на каком основании считать важнейшим? И что делать, если критерии противоречат друг другу? И чем объясняется достаточность набора критериев? Хотя, об этом спрашивали и до Ривза с Ричардсоном. И Розенберг спрашивал, и Шварц с МакКелви. Но не вздумайте спросить: «Ребята, может вы принцип не тот используете? Он вообще пригоден?». «Ты ничего не понимаешь. Мы ученые и мы эту классификацию уже двести лет пытаемся построить».

Что остается? Выпить пива и принять определение из современного школьного учебника: «Вид — это группа особей, сходных между собой и занимающих общую территорию». Хотя следовать такому определению — это хуже, чем ужа в трусы засунуть.

Субъективное понятие вида в ботанике

Ботаника и её дочерние науки опираются на понятие «вида», неоднозначно понимаемое разными авторами. Обычные подходы к объяснению термина «вид» (далее просто «подход») состоят в дополнении фразы: «вид – группа особей, обладающих таким-то свойством» (вспомните классическое: «вид – группа особей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство»).
Поскольку особь – понятие объективное, не зависящее от наблюдателя – субъекта, вид («группа особей») тоже считается объективным понятием.

Что мы с вами, современные и образованные люди можем сказать по этому поводу? Только то, что данный подход, лишенный формализованных принципов выбора критериев различий видов и стремящийся к дискретным единицам есть в своей сути кромешный пиздец и хуйня собачья.

Иной подход (назовем его субъективным) основан на том, что хоть особь и является объективным понятием, вид (группа особей) – понятие исключительно субъективное. Во-первых, группировка производится субъектом и производится произвольно. Во-вторых, вид (группа особей, синоним «множество особей») содержит элементы, не существующие в действительности. Такими элементами являются, например, теоретические особи, изображения особей на рисунках и фотографиях, описания строения и внешнего вида особей.

Исходя из субъективного подхода, определение вида можно сформулировать как «Вид – абстрактный образ особи, входящей в группу особей с определенными свойствами», или более строго: «Вид – абстрактный образ элемента подмножества n-го порядка организмов, образованного делением подмножества организмов n-1-го (предыдущего) порядка на группы на основании наличия произвольно выбранного общего свойства».

Так давайте же не будем тянуть Линнея за яйца, а просто выпьем за скорейший приход прогрессивных идей в ботаническую науку.