Чарльз Дарвин, изучавший животных на идиллических Галапагосских островах, сотворил историю, описав свою теорию эволюции путем естественного отбора в книге «Происхождение видов» (1859). Согласно легенде, Дарвин заметил, что форма и размер клюва птиц, которых он посчитал вьюрками (на самом деле это могли быть танагры), различаются в зависимости от главного источника пищи. У некоторых птиц были длинные, острые клювы, которыми удобно есть фрукты, а у других – короткие, толстые клювы, которыми хорошо клевать семена с земли. Дарвин предположил, что это не может быть простым совпадением: остроклювые птицы встречались там, где в изобилии есть фрукты, а тупоклювые – там, где много семян.

Рассматривал Дарвин и другую птицу – он называл ее домашним голубем, но, возможно, это был дикий сизый голубь. В 1800-х гг. заводчики голубей выводили этих птиц для получения определенных атрибутов. Заводчик, который хотел получить белого голубя, в течение нескольких поколений случал между собой только голубей очень светлого цвета и в конце концов добивался успеха. Если заводчику нужна была птица с большими перьями, он точно так же целенаправленно, в течение нескольких поколений скрещивал птиц с самыми большими перьями. Искусственный отбор в конце концов давал птиц с желаемыми чертами. Заводчикам не обязательно было знать конкретные необходимые генные мутации – достаточно было критериев селекции.

Человечество применяет искусственный отбор не одно тысячелетие. Чтобы вывести молочные породы коров, скрещивали потомство коров, которые давали больше всего молока. Другие же коровы шли на мясо. В конце концов удалось вывести голштинскую породу (всем известную белую с черными пятнами), которая может давать до 30 литров молока в день. К одному и тому же результату могут привести разные генетические мутации. Швицкая порода коров тоже дает много молока, но генетически она сильно отличается от голштинской. Эти генетические варианты – не случайные мутации: они были вызваны с конкретной целью, увеличения производство молока.

Дарвин предположил, что тот же самый процесс отбора действует и среди галапагосских вьюрков. Вместо искусственной, направляемой человеком селекции, заявил он, мы видим процесс естественного отбора. Области, где растет много фруктов, более благоприятны для выживания птиц с длинными клювами. У потомства таких птиц клювы тоже будут длинными.

Длинные, острые клювы не были результатом случайной генетической мутации («семени») – их вызвала окружающая среда («почва»): изобилие фруктов способствовало процветанию в первую очередь мутации, при которой вырастает длинный клюв. Если главным источником пищи являются семена, происходит противоположный процесс: в данном случае преимущество птицам дают короткие клювы.

Изменения в популяции путем селекции – и искусственной, и естественной, – требуют двух условий: генетического разнообразия и давления отбора. Если бы у всех птиц были одинаковые клювы или все коровы давали одинаковое количество молока, эволюция была бы невозможна, потому что любой отбор приводил бы к одному и тому же результату. Не было бы никаких естественных преимуществ или недостатков. Теория естественного отбора объясняет процесс, за счет которого появляются или исчезают определенные признаки. Окружающая среда оказывает давление отбора, которое определяет, какие именно генетические изменения наиболее способствуют выживанию. Почва определяет, каким семенам взойти и процветать. Теория соматических мутаций предполагала, что раковые клетки генетически монотонны, а мутации накапливаются случайно, а не путем какого-либо процесса отбора. Трудно было заявить что-либо более неверное.