Глава десятая. ВНАЧАЛЕ БЫЛА ДЕМОКРАТИЯ

Глава десятая.

ВНАЧАЛЕ БЫЛА ДЕМОКРАТИЯ

Начинаются «Изменения» издалека, десять глав отведены описанию зверей, птиц и растений: какие разнообразные у них хвосты, ноги, листья. Почему они разные? Климат — пища? Но домашние куры на противоположных концах света одни и те же. И если климат влияет, каков механизм этого влияния? Стало холодно, и звери покрылись мехом — а как холод заставил мех расти? «Создается ложное впечатление, будто условия вызвали определенные изменения, тогда как они лишь возбудили неопределенную изменчивость». «Организация особи имеет гораздо больше важности, чем условия, в которых она находится… условия жизни, как причина частного изменения, играют подчиненную роль, подобную той, какую играет искра, когда вспыхивает груда горючего материала; характер пламени зависит от горючего, а не от искры». Из-за радиации корова может родить двухголового теленка, потому что ее гены на это потенциально способны, но даже в Чернобыле котенка она не родит, ибо нет у нее соответствующих генов; радиация — «искра», гены — «горючее».

Далее Дарвин забросал читателя примерами, как наследуются болезни в семье или окраска у животных. Когда дитя пошло в папу и маму, это не удивляет. Но бывает, что оно пошло в какого-нибудь прадеда. «В подобных случаях говорят, что дитя наследует эти черты непосредственно от деда или более отдаленных предков. Но такой взгляд едва ли можно допустить». Как бы дедушка мог «непосредственно» участвовать в зачатии ребенка? Его участие может быть только опосредованным — он что-то передал, его дети приняли и передали внукам. «Все признаки получаются исключительно от отца или матери, но многие признаки находятся в обоих родителях в скрытом или покоящемся состоянии в продолжение длинного ряда поколений».

Как и Мендель, он отметил, что «некоторые признаки при скрещивании… не сливаются, но передаются в неизмененном состоянии», но объяснил туманно (а Мендель не объяснил никак): «…играет роль некоторое сопротивление к слиянию». Заметил, как и Мендель, что одни признаки «сильнее» других. «Один и тот же признак находится налицо и видим у одного из родителей, а у другого он скрыт или присутствует потенциально». Сейчас мы знаем, почему один признак налицо, а другой скрыт. У всех представителей одного вида практически один набор хромосом и упакованных в них генов, он называется геномом: геном человека, геном воробья. Именно поэтому у всех людей нет крыльев, а у всех воробьев есть. Но как у колбасы есть сорта, так у генов есть варианты (аллели), и аллели человека Сидорова могут отличаться от аллелей человека Петрова.

Мы говорили, что хромосомы в наших клетках живут парами: две 7-х, две 11-х. Но они не идентичны. Да, у всякого человека в обеих 11-х хромосомах на определенных местах сидит по гену, от которого зависит, быть ли ему альбиносом, но на 11-й, что получена от папы, может оказаться вариант этого гена, диктующий: «быть», а на 11-й маминой — «не быть». Если от обоих родителей унаследован вариант «быть» — значит будешь. Но если варианты разные, один может быть «сильнее» второго, он и проявится. Вариант «быть альбиносом» — «слабый» или рецессивный. Поэтому, если сын получил его только от отца, он уступит материному «сильному», доминантному, и будет сидеть тихо; однако сын в скрытом виде пронесет его по жизни и может передать своим сыновьям, и, если кто-то из них женится на девушке, также несущей аллель альбинизма, и их дитя получит именно этот аллель от обоих родителей, внук родится альбиносом. Дарвин и эту закономерность описал: «Преимущественность передачи, по-видимому, зависит от того, что один и тот же признак присутствует и видим у одной из двух скрещиваемых пород, но скрыт или невидим у другой породы; в этих случаях естественно, чтобы признак, потенциально присутствующий у обеих пород, одержал перевес».

Пример с альбинизмом нетипичный, как менделевский горох, обычно все сложнее, сами по себе варианты генов не «сильны» и не «слабы», просто в одних ситуациях они проявляются, в других нет; доминантность — свойство относительное. Это не сразу поняли генетики, ведь правила Менделя предполагали абсолютную доминантность: желтые всегда бьют зеленых. Дарвин понимал и это: «Раса может обладать большой силой наследственной передачи и между тем при скрещивании уступать доминирующей силе другой расы». Правила Менделя не допускали ничего промежуточного, «желто-зеленого», — Дарвин писал, что бывает и такое. (И в жизни чаще всего бывает именно оно: доминирование одного аллеля над другим неполное, что и приводит к «средним» окраскам и другим признакам.) Описал он и то, что мы называем сцепленными признаками: «В некоторых случаях, при изменении одной части, другие части изменяются одновременно; они повинуются закону соотносительной изменчивости… некоторые формы слепоты, по-видимому, связаны с цветом волос…» (Так происходит потому, что гены, сидящие на одной хромосоме, обычно наследуются всем скопом и определяемые ими признаки — тоже.) Он отметил, что унаследованные признаки могут проявиться лишь в определенном возрасте, и не ошибся: в процессе развития некоторые гены поначалу не работают и определяемые ими признаки не проявляются, они берутся за дело лишь по прошествии времени; другие, наоборот, поработают и перестают.

Он объяснил, почему у бородатого мужчины не родится бородатая дочь. «Вторичные признаки каждого пола покоятся или скрываются в противоположном поле, готовые развиться… петух может передать свою выдающуюся храбрость и силу через женское потомство мужскому… признаки, общие деду и внуку, существуют, хотя и скрытно, у промежуточного родителя противоположного пола». (Из наших двадцати трех пар хромосом одна пара особенная — две половые хромосомы и составляющие их гены тоже особенные: их называют «сцепленными с полом».) И вот — апофеоз: «Зародыш становится еще более удивительным объектом, ибо мы принуждены верить, что, помимо видимых изменений, которым он подвергается, он полон невидимых признаков, свойственных обоим полам… эти признаки, как буквы, написанные на бумаге невидимыми чернилами, готовы проявиться…»

Но, если при зачатии лишь проявляются или не проявляются старые буквы, откуда берутся новые слова? Вырос мохнатый персик на дереве, что всю жизнь рождало гладкие: как это вышло? «Как ни велика сила наследственности, она допускает беспрерывное появление новых признаков. И у человека, и у животных, и у растений эти признаки часто передаются по наследству, полезны они или вредны, имеют ли самое ничтожное значение, как, например, оттенок цветка, окрашенный пучок волос или просто ужимка, или величайшую важность…» Причины того, что живые существа неповторимы, Дарвин уже давно назвал, а мы перевели: рекомбинации генов и мутации, «которые мы в своем неведении называем случайными».

Мутации и рекомбинации, последствия которых проявятся в ребенке, происходят в момент деления клеток, перед тем как начнет формироваться зародыш. Потом ничего изменить нельзя: что получил от мамы с папой, то и будешь передавать дальше. Но Дарвин был с этим постулатом классической генетики категорически не согласен. Он думал, что, если в течение жизни что-то в живом существе изменилось, это передастся его детям. Если человек спился, то родит алкоголика, если кошке отрубили хвост, котята будут бесхвостыми. Так считал и Ламарк. От какого-то безмозглого человека, чью личность разыскать в толще веков не представляется возможным, пошло мнение, будто Дарвин, в отличие от Ламарка, отрицал наследование приобретенных признаков. На самом деле он именно на нем строил свою генетику.

Одно из отличий гениев от просто умных людей: они не любят слово «невероятно» и допускают всё, пока не убедятся, что оно невозможно. Дарвин: «Для ученого желательна доля скептицизма… но мне часто встречались люди, которых это удержало от опытов или наблюдений, способных принести пользу». Фрэнсис об отце: «Случалось, что он стремился подвергнуть проверке то, что большинство людей считало бы излишним проверять. Эти опыты он называл "дурацкими", но они доставляли ему огромное удовольствие». Дарвин опирался не только на труды ученых; он верил наблюдательным садоводам и парикмахерам. Он считал, что изменения происходят постепенно, но садоводы убедили, что бывает иначе: пушистый персик среди гладких появляется без всяких промежуточных стадий. Причина — «случайная изменчивость», то бишь мутация. Такую мутацию называют соматической: в течение жизни организма его клетки продолжают делиться и при этом могут возникнуть ошибки, из-за них какой-то участок тела станет «неправильным»; такие мутации бывают у растений и могут наследоваться.

Но садоводы клялись, что можно просто привить к груше яблоневую ветку и груша родит яблоню. (Это называют «влиянием привоя на подвой».) Пришили вам третью руку, и у ваших детей будет по три руки. Бред? Но люди говорят… «Блуменбах сообщает: один человек почти отрезал себе мизинец на правой руке, он сросся криво, и у его сыновей тот же палец на той же руке оказался таким же кривым». Тот же Блуменбах «утверждает, что в Германии часто родятся евреи в состоянии, при котором обрезание бывает затруднительным, и им дается название "рожден обрезанным"». (Антрополог XVIII века Иоганн Блуменбах был немцем, а немцам Дарвин обычно доверял, какую бы ахинею они ни несли, в словах же французов сомневался, даже когда они говорили, что дважды два четыре.) Другой немец, «проф. Прейер, сообщает, что то же случается и в Бонне и что такие дети считаются любимцами Иеговы». Впрочем, Дарвин старался быть объективным: «три врача-еврея уверяли, что обрезание… не произвело наследственной перемены». Корреспонденты сообщали, что у кавалеристов дети кривоногие, у рабочих — большерукие. (Науку делали мужчины, и потому никто не утверждал, что девочки рождаются недевственными, как их матери; это было бы логично, но позволило бы девицам в ответ на претензии женихов все валить на наследственность.)

Животноводы уверяли, что существует «телегония»: самку покрыл самец, и потом, когда ее сводили с другими, у нее рождались дети, похожие на первого, ибо на нее «подействовал его мужской элемент». Дарвин верил: «Мы видели вполне достоверный случай, когда мужской элемент влиял (у квагги и у кобылы лорда Мортона) на самку так, что при оплодотворении другим самцом потомки изменились, будучи гибридизованы первым самцом». Как не верить, если лорд клянется? Верить, однако, не хотелось, искал объяснения: «Было бы просто, если бы сперматозоиды могли сохраниться живыми в теле самки за долгий промежуток, который иногда протекает между актами оплодотворения». И все же отказался от своей гипотезы: «Никто не станет предполагать, что это возможно у высших животных».

Он часто полагался на субъективные свидетельства: «Ливингстон (нельзя привести более непогрешимого авторитета), говоря об одном метисе… замечает: "Трудно объяснить, почему подобные ему метисы бывают гораздо жесточе португальцев, однако несомненно, что это верно"»; «Великодушный Гумбольдт, не имевший предрассудков против низших рас, говорит в сильных выражениях о злом и свирепом нраве метисов между индейцами и неграми». Из этого заключил: «Низкий уровень многих метисов отчасти зависит от реверсии к дикому состоянию, вызванной скрещиванием» (неполиткорректный генетик сказал бы, что метисы наследуют худшие аллели генов от обоих родителей). Но оговорился, что «на свете много превосходных, мягкосердечных мулатов» и что «главной причиной низкого уровня являются неблагоприятные нравственные условия, при которых они появляются на свет».

Весь этот антинаучный бред надо было объяснить. Как еврей родится обрезанным? Как из семян яблони, привитой грушей, вырастает груша? Он не мог, подобно Ламарку, просто написать, что такова «тенденция». Если явление существует, есть и механизм его. Исследовать этот механизм он не мог, физики еще не дали основы. Но он мог предложить гипотезу, каковая «служит удобным связующим звеном для различных больших групп фактов, которые в настоящее время совершенно изолированы друг от друга». Так поступил Менделеев: его периодический закон был гипотезой, потому что физики (вечно они запаздывают!) не знали свойств атома. Это не помешало его гипотезе блистательно подтвердиться, но коллеги упрекали его за «выдумки», как Гукер и Хаксли упрекали Дарвина, не видя разницы между выдумкой и гипотезой. Дарвин — Гукеру, 28 февраля 1868 года: «Когда Вы или Хаксли говорите, что клетка растения или культя ампутированной конечности имеют тенденцию расти, такие слова не дают мне определенного представления; но если говорят, что клетка или культя содержат атомы, происходящие от любой другой клетки организма и способные к развитию, я получаю более отчетливое представление. Это представление не стоило бы гроша, если бы было применимо только к одному случаю, — но оно применимо к очень многим случаям».

Его гипотеза называется «пангенезис». «Органическое существо есть микрокосм — маленькая вселенная, состоящая из легиона размножающихся организмов, непостижимо мелких и многочисленных, как звезды в небесах»; «новые организмы получаются не из органов воспроизведения или почек, но из единиц, из которых состоит каждая особь»; «организм не порождает себе подобного в целом, но каждая отдельная единица порождает себе подобную»; «каждая клетка растения обладает потенциальной способностью воспроизвести целое растение; но она обладает этой способностью только в силу того, что содержит геммулы». Геммулы — это частички, являющиеся носителями наследственности. «Все органические существа содержат много покоящихся геммул, происходящих от их дедов и бабок и более отдаленных предков».

Пангенезис позволял ответить на многие вопросы. Почему признаки передаются от родителей к детям раздельно? Потому что геммулы «не скопляются вместе в сложную геммулу, но остаются свободными и раздельными». Почему один признак доминирует над другим? Геммулы одного родителя «могут по числу, сродству или мощности иметь преимущество» над геммулами другого. Почему некоторые признаки передаются только одному полу? «В самке содержатся геммулы, способные развиться во вторичные мужские половые признаки, и наоборот». «Уродства» (соматические мутации) пангенезис объяснял так: «Геммулы перемещенных органов развиваются не на месте, вследствие своего соединения не с теми клетками, с какими следовало».

Дарвин считал, что геммулы находятся не только в половых клетках, а всюду — в клетках руки, ноги, головы — и с током крови (или еще чего-нибудь) попадают в половые клетки. «Они собираются из всех частей системы для построения половых элементов, развитие же их в следующем поколении образует новое существо; но они также могут передаваться в состоянии покоя будущим поколениям и развиваться в них». Если человеку ампутируют ногу, клетки ноги изменяются и «отделяют от себя геммулы, сходным образом измененные»; эти новые геммулы попадают в половые клетки, и вот результат: ребенок унаследует не ту ногу, что была у его родителя с детства, а ту, какой она стала к моменту зачатия: культю.

Но неужели он не видел, что у безногого человека или животного на самом деле не рождается детеныш с таким же увечьем?! Видел и нашел объяснение: увечье редко сказывается у потомка, потому что «старые», «правильные» геммулы, происходящие от «правильной» ноги, обычно сильны, а геммулы культи — слабы. Зато понятно, почему привой влияет на подвой: в семена перетекли геммулы привитого черенка. Понятна телегония: «мужской элемент» первого возлюбленного как-то запихнул свои геммулы в «женский элемент», и они будут предательски вылезать при рождении каждого ребенка.

Друзья сказали, что это бред. Правда, Хаксли уже считал бредом происхождение видов от общего предка и теперь осторожничал: «Кто-нибудь спустя полвека будет разбирать Ваши бумаги, наткнется на пангенезис и скажет: "Глядите, какое удивительное предвосхищение современных научных теорий, а эта тупая задница Хаксли помешал опубликовать это"». Однако он отметил, что друг стибрил идею у Бюффона, давно придумавшего «органические молекулы»; каждая часть тела «высылает» эти молекулы, и их соединение дает начало новому существу. Дарвин ответил, что это не то же самое. Главное свойство бюффоновских «молекул» — неизменность, у каждого вида свои «молекулы»; он их и выдумал, чтобы доказать, что виды не связаны друг с другом. Ближе к Дарвину был другой француз, Бонне, придумавший «гермы», которые хранятся в теле и в случае увечья занимаются регенерацией, но из его теории неясно, участвуют ли они в зачатии. Еще один француз, Мопертюи, предлагал теорию «сублимации» половых клеток из всех частей тела, благодаря чему эмбрион «помнит» строение родителей, но толком не объяснил, как происходит «сублимация»: сами клетки бегают с места на место, что ли? Как и их теории, пангенезис почти все сочли чепухой, особенно после того, как в 1871 году Гальтон перелил белым кроликам кровь черных, но ни одного черного в результате не родилось: значит, никаких геммул в крови нет.

Ученые все же продолжали искать материальный носитель наследственности: Карл Нэгели и Август Вейсман предложили «идиоплазму», Хуго де Фриз — «пангены». В отличие от Дарвина они считали, что эти штуки сидят в половых клетках, а не раскиданы по организму, и Вейсман это доказал: у крыс обрубали хвосты, но на потомках это не сказывалось, следовательно, ни геммулы, ни какие-либо частицы не могут перебраться из клеток тела в половые клетки. Этот закон известен как «барьер Вейсмана», и он ставит на пангенезисе крест. Классическая генетика его подтверждает: если при рождении вы чего-то не получили, то и передать это не можете. Если не родились алкоголиком, то, сколько бы ни пили, ваш сын алкоголиком не родится, так что пейте на здоровье. Так, во всяком случае, считалось в первой половине XX века.

В 1952 году американцы Дж. Ледеберг и Н. Циндер открыли, что бактерия может передать часть своих генов другой, не будучи ее родительницей, а «просто полежав рядом». Это называется «горизонтальный перенос генов». Барьер Вейсмана отделяет клетки тела от половых, но бактерия состоит из одной клетки, она и телесная, она и половая, так что барьер впихнуть некуда. Поэтому бактерия, в зрелом возрасте изменившая свое тельце, передает изменения потомкам. Если бы мы, как бактерии, цепляли гены от кого ни попадя и передавали детям, то рожали бы черт знает кого: погладили собаку и… Но, слава Вейсману, у нас — многоклеточных — горизонтального переноса не бывает: наши половые клетки защищает барьер. (Хотя косвенно горизонтальный перенос может на нас сказаться, если живущие в нас бактерии что-то от кого-то подхватили: есть гипотеза, что так японцы научились переваривать водоросли.) Так сочли ученые и успокоились. Но…

В XXI веке немецкие биологи доказали, что подобное явление существует у растений — а они ведь, как и мы, многоклеточные. В лаборатории удалось осуществить горизонтальный перенос генов от «привоя» к «подвою» на двух сортах табака; табачные детки унаследовали гены от родителей, в чьи тела были внесены изменения в течение жизни. Выходит, в барьере бывают прорехи. У человека таких прорех вроде бы нет. Но если барьер нельзя взломать, его можно перехитрить. Новый век открыл массу способов, которыми приобретенные при жизни признаки могут передаться потомкам или, во всяком случае, влиять на них. Такую наследственность называют эпигенетической, и ярче всего она проявляется не в теле, а в мозгах…

Дарвин в «Происхождении видов» писал: особенности поведения, как форма или окрас хвоста, передаются по наследству, причем не только те, с которыми индивид родился, но и те, которые он приобрел взрослым. В этом его убедили селекционеры: щенки пойнтера делают стойку лучше щенков бульдога. Как именно поведение передается, он тогда не писал, предположил позднее, в книге «Выражение эмоций у человека и животных»: «В нервных клетках или нервах, которым приходится часто функционировать, происходят какие-то физические изменения».

Наука XX века возможность передачи приобретенных особенностей поведения категорически отвергла. То, чему мы научились при жизни, — условные рефлексы, а детям придется учить все заново. Собаководы, которым верил Дарвин, не врали, но ошибались: они в течение поколений скрещивали собак, хорошо делающих стойку, и так отобрали гены, определяющие умение делать стойку. Если же кому-то взбредет в голову обучить стойке одну отдельно взятую болонку, то, как бы она ни преуспела в этом ремесле, ее щенки умения не унаследуют. Все, что кажется нам наследованием поведения, на самом деле — естественный отбор плюс обучение. Приматы, включая нас, боятся змей, это полезно: змеи издавна были врагами. Страх не врожденный — совсем маленькие дети, обезьяньи и наши, змей не боятся, если их этому не учить, — но умение отличать змею от других предметов, как вживую, так и на картинке, врожденное: это подтверждено экспериментами. А раз внимание к змее врожденно, достаточно один раз показать детенышу, что взрослые боятся змеи, и он будет бояться. (Других предметов, например цветов, малыши не пугались, даже если им демонстрировали, что кто-то их боится.)

Как развилось умение обращать внимание на змей? Какая-то обезьяна впервые этому научилась и передала полезную особенность детенышу, а тот — своему? По Дарвину выходило так, но современная наука говорит иначе: просто некоторые обезьяны случайно рождались с генами, позволяющими отличать змей, лучше выживали и размножались, потом те их дети, которые эти гены унаследовали, размножались лучше, чем те, кому нужных генов не досталось, и постепенно умелые вытеснили неумелых. Если же взрослую обезьяну научить чему-либо, она не сможет передать этого детям. С любым умением нужно родиться.

Правда, И. П. Павлов в 1910-х годах писал: «Некоторые из условных вновь образованных рефлексов позднее наследственностью превращаются в безусловные»; «при длительном периоде развития прочно выработанные рефлексы могут становиться врожденными». В начале 1920-х его сотрудник Студенцов пришел к выводу, что от поколения к поколению подопытные мышата все легче усваивают уроки. Генетики сказали, что это чушь. Павлов стал проверять опыты Студенцова, они его не убедили, и в 1927-м он сказал, что пока данных в пользу наследования условных рефлексов нет. За рубежом подобные опыты тоже ставились, биологу Макдугалу тоже показалось, что мышата умнеют, другие исследователи, Эгер и Кру, его опровергли. Но в начале XXI века американские ученые, возглавляемые Ларри Фейгом, вернулись к этим опытам. Они выращивали одних крысят в обычных клетках, а других — в «университетах», где те жили среди развивающих игрушек. То, что «университетские» крыски выросли более сообразительными, никого не удивляло. Но потом они рожали детей, и, когда этим детям давали сложные игрушки, они осваивали их намного быстрее, чем те, чьи матери были необразованными. Мышата, чьих матерей в детстве вогнали в депрессию, рождались склонными к депрессии; мышки-девочки, которых вырастили заботливые матери, становились заботливыми, а дочки нерадивых матерей — нерадивыми. Как это возможно?

Если вы получили при рождении определенный набор генов, это не значит, что все они будут работать с одинаковой интенсивностью и работать вообще. Они могут быть «выключены», «включены» на полную или неполную мощность. Зависит это от разных причин и осуществляется разными способами. Есть гены-модификаторы, заставляющие другие гены «включаться» и «выключаться», есть регуляторные области, которые занимаются примерно тем же, есть механизм метилирования генов. Не будем мучить «лирика» деталями, усвоим главное: «включение» и «выключение» может происходить в течение жизни под влиянием среды. (У рыбки хаплохромис в группе бывает главный самец — красивый, и подчиненные — тусклые, бесцветные. Но если главаря убрать, подчиненные начинают хорошеть: у них включается ответственный за это ген.) В итоге всех «включений» и «выключений» получается рабочая схема, что-то вроде: 11-й ген в восьмом правом ряду в положении «Выкл», 12-й — «Вкл на полную мощность», 13-й — «Вкл на ? » и т. д.

Схема эта может передаться по наследству: так произошло, например, с заботливой мамой-мышью. У нее были «включены» нужные для заботы о потомстве гены, и через контакты с детенышем (облизывание, ласки) она и у него их «включила». Такое явление напоминает воспетые Ламарком и Дарвином «упражнения»: гены, «натренированные» в организме матери, будут у ее потомков работать хорошо, а те, которыми несколько поколений не пользовались, могут совсем «ослабеть» и больше никогда не включиться. Но это образное выражение, а Дарвин дал и научное: «В нервных клетках или нервах, которым приходится часто функционировать, происходят физические изменения», и это наследуется. Пока, однако, неизвестно, как долго эти изменения сохраняются. Результаты исследований говорят, что, если «хорошую схему» не подновлять, чем-либо (отбором или обучением) стимулируя работу «хороших генов», она постепенно смажется.

Эпигенетика — наука молодая и модная, поэтому пишущие о ней порой бывают некорректны («Эпигенетика опровергла генетику!!»; «Эпигенетика опровергла Дарвина!!»; «Эпигенетика опровергла таблицу умножения!!») и смешивают разные явления. У ВИЧ-инфицированной матери может родиться инфицированный ребенок, но это не наследственная передача, а воздействие на эмбрион: в момент деления клеток он, быть может, получил хорошие гены с прекрасной схемой «вкл — выкл», а уже при жизни, в процессе внутриутробного развития, заразился. Часто путают наследственное копирование с влиянием: если беременная пила абсент, это приводит не к тому, что ребенок будет пить абсент, а к тому, что он может быть нездоров, даже если мама была здорова. Есть ген МАО-А, сдерживающий агрессивность. В табачном дыме содержатся вещества, угнетающие его активность, поэтому, если беременная курит и плод подвергается воздействию, МАО-А у него может работать плохо и ребенок будет агрессивен, притом что родители были добрейшими людьми и передали ему правильно работавший ген. Не отменяет эпигенетика генетику, а дополняет ее; что же до Дарвина с Ламарком, она им — бальзам на душу.

Но при чем тут геммулы? Им нет места ни в генетике, ни в эпигенетике, ни в антигенетике («лысенковщине»). Из советского комментария к «Избранным письмам» Дарвина, 1959 год: «Гипотеза Дарвина носит механистический характер, который сказывается в придумывании каких-то специальных частиц, геммул…» И так же презрительно пангенезис отвергли генетики: он противоречит «Центральной Догме молекулярной биологии». А теперь «лирику», увы, придется разбираться, что такое ДНК и прочие сложные штуки. Без этого нам Дарвина не реабилитировать.

* * *

Наши тела — руки, ноги, бороды — состоят из клеток, а клетки построены в основном из белков. Но белки — просто «кирпичи» (это не так, но для удобства «лирика» пока скажем, что так), а кирпичи сами не могут строиться. Кто строит из них клетки?

Клетка состоит из оболочки, жидкой цитоплазмы и ядра, как яйцо: скорлупа, белок, желток. В «желтке», то бишь ядре, как Кощеева игла, спрятаны нитки бус — хромосомы с генами. По своей физико-химической природе хромосомы — это особым образом упакованные и скрученные молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты[28]). ДНК — это написанная химическим шифром инструкция, что и как строить, то есть какие вещества и в каком порядке соединять в молекулы белков. Она может копироваться (реплицироваться, как говорят биологи), поэтому из одной клетки зародыша, содержащей ДНК, строятся миллионы клеток с той же ДНК. Молекула эта длинная (чуть не два метра, если развернуть содержимое одной клетки) и неоднородная. Ее отдельные отрезки — гены, на которые мы до сих пор смотрели как на разномастные бусины, — представляют собой абзацы инструкции. Каждый из них (редко в одиночку, чаще совместно с другими) определяет (кодирует) свойство или группу свойств живого существа: цвет глаз, группу крови. Отрезки ДНК, не являющиеся генами, называют «мусором», но они важны: «включают» и «выключают» гены.

Тело — обширная, сложная страна; ДНК в ней диктатор, и власть его наследственна. Он командует, сколько строить заводов, пароходов и школ, и как их строить, и как им работать. Но начальник сам ничего не строит: нужны кирпичи и масса народа, который связывает начальника и кирпичи. (Выражаясь корректно, ДНК копируется только в присутствии белков — катализаторов, и еще требуется связующее звено между ними.) Эти посредники — курьеры, прорабы, доктора и шоферы — разнообразные молекулы РНК (рибонуклеиновой кислоты); они получают у ДНК инструкции и выполняют их.

Например, матричная РНК — инженер — снимает с ДНК копию, рибосомы — рабочие — строят белки, транспортные РНК подтаскивают им стройматериал — аминокислоты. РНК от ДНК отличает дополнительная гидроксильная группа, грубо говоря, «лишний» атом кислорода; за счет этого «атома свободы» она беспокойна: менее стабильна и более активна.

Центральная Догма гласит: граждане не могут указывать властителю. Информация движется в одном направлении: от ДНК — начальника к РНК — исполнителям. Что записано изначально в вашей ДНК, тому и передаваться вашим детям. Вы можете отрезать себе волосы или пальцы, кирпичики — белки, из которых они состоят, — ничего не могут сказать прорабам, а те — начальнику (он их и слушать не станет); что бы ни происходило с вами, ДНК на это наплевать.

Но в конце XX века открыли, что подданные могут воздействовать на правителя: РНК с помощью специального вещества (фермента обратной транскриптазы) могут записать информацию в ДНК. Это значит, что теоретически пангенезис возможен; что организм, в течение жизни получивший информацию, способен довести ее до потомка; что бесправные, всеми осмеянные геммулы, быть может, существуют. И сразу нашлись кандидаты на их роль. Каким требованиям должен отвечать кандидат? Во-первых, находиться внутри нашего организма; во-вторых, реагировать на то, что с нами происходит; в-третьих, уметь продиктовать ДНК свои соображения по поводу происходящего и, в-четвертых, заставить ДНК записать эту информацию и передать ее нашим детям.

В «Изменениях» Дарвин сделал гениальную догадку: «геммулы в неразвитом состоянии способны размножаться делением, наподобие независимых организмов». В 1869 году он писал, что геммулы «едва ли очень отличаются по природе от простейших организмов». Когда итальянский ботаник Дельпино критиковал пангенезис («невозможно допустить размножение телец делением, подобно семенам или почкам»), Дарвин ответил, что тельца в нашем организме весьма успешно размножаются — это «инфекционные атомы», а геммулы им подобны. То есть он предположил, что единицы наследственности, частицы, заставляющие нас хворать, и простейшие независимые организмы — одно и то же.

«Инфекционный атом» — это вирус. А вирус — и независимое существо, и частица, несущая болезнь, и ближайший родич единицы наследственности (его даже называют «диким геном»). Это недоразвитая клетка, она может жить самостоятельно, но размножается, лишь забравшись в клетку живого организма. Вирусы, состоящие из ДНК, мутируют редко, и к ним вырабатывается стойкий иммунитет: оспа, герпес. РНК-вирусы (грипп) изменчивы, и иммунитет к ним кратковременный. Есть разновидность РНК-вирусов — ретровирусы: они влезают в наши клетки и вписывают свои инструкции в ДНК, а та сходит с ума и диктует телу нелепые законы; именно ретровирусы — причина лейкемии и иммунодефицита. По наследству они не передаются, ибо половые клетки от разбойных ретровирусов защищены барьером. Умер больной — умерли и бандиты.

Но некоторые ретровирусы пробивают и барьер. Правда, пробив его и обосновавшись в половых клетках, они успокаиваются, как бунтарь, занявший пост в правительстве, которое хотел свергнуть: им выгоднее тихо жить и размножаться, чем напакостить больному и умереть. Такие ретровирусы, встроившиеся когда-то в половые клетки и домутировавшиеся до того, что потеряли инфекционные свойства, называют эндогенными ретровирусами (ЭРВ). В геномах млекопитающих, в том числе и в наших, их полно; их перечень — летопись болезней, от каких страдали наши предки. Ретровирус — первый кандидат на роль геммулы: приобретенную при жизни болезнь он вписал в ДНК, и если бы, допустим, существовал ретровирус, который вызывает ампутацию ноги, то у пораженного им мог родиться безногий ребенок в соответствии с байками, что рассказывали Дарвину современники.

У ЭРВ есть близкие родичи, ретротранспозоны, не будем вдаваться в различия между ними, итог их деятельности тот же: приходят извне, вписываются в гены жертвы, приспосабливаются к ней, перестают вредничать, передаются по наследству и начинают приносить пользу: так, предполагают, что ген по кличке Peg 10, необходимый для развития плаценты, некогда подарил млекопитающим ретротранспозон. Вот и еще кандидат на роль геммулы.

Если РНК — существа такие ловкие, нельзя ли их использовать в медицине? Сделать человеку прививку, а иммунитет чтобы передался его детям? (Не так ли возникла устойчивость определенных рас к определенным болезням, о которой писал Дарвин, только первоначальная «прививка» — выработка антител — произошла случайно?) Такой эксперимент провели в конце XX века австралийские иммунологи. Они предположили, что приобретенный при жизни признак (ген нового антитела) может быть передан в половые клетки из клеток-лимфоцитов, специальность которых — распознавать свои и чужие частицы и на вирусный удар отвечать ударом. Лимфоциты образуют внутри себя РНК-вирусы, не вредные, а полезные, и те не только побивают болезнь, но и разносятся с кровью по организму А. Марков: «Самодельные РНК-вирусы, образующиеся в лимфоцитах, по всем признакам и свойствам точно соответствуют "геммулам", существование которых предсказывал великий Дарвин». Иногда геммулами называют сами лимфоциты. М. Швецов: «Теория Дарвина о пангенезе совпадает с идеями о регуляции лимфоцитами роста тканей и передачи с их помощью приобретенных признаков потомкам. Дарвиновские пангены — это и есть лимфоциты в сегодняшнем понимании». Увы, гипотеза австралийцев пока не подтверждена, и неясно, можно ли передать по наследству иммунитет…

Дарвин в «Изменениях» писал, что развитие живого существа и регенерация его органов — один процесс, там и там идет строительство клеток. Рождается ли маленькая ящерица, отращивает ли хвост взрослая, затягивается ли кожей рана на пальце — все это делают геммулы, управляющие и наследственностью, и регенерацией. Сейчас известно, что у развития организма и регенерации действительно один механизм: эмбриональные стволовые клетки «строят» ребенка, превращаясь в клетки кожи, легких, костей; то же они делают, когда надо восстановить поврежденную ткань. В ДНК хранится схема, по которой из стволовых клеток формируется тело ящерки или человечка, схема для вида постоянна, все развиваемся одинаково. Но потом-то все у всех по-разному: один порезал палец и ему нужна новая кожа, другому требуется регенерация кишечника… Как ДНК, неповоротливый бюрократ, может управлять этими процессами? Но ДНК и не управляет, она лишь обеспечивает возможность регенерации, а сам процесс превращения стволовых клеток в нужные регулирует одна из разновидностей микро-РНК: услыхали, что где-то поврежден белок, скомандовали нужным генам включаться… Передастся ли и этот рецепт по наследству? Некоторые хвалятся тем, что на них все заживает «как на собаке»; нередко выясняется, что такими же были их родители. Но пока неясно: то ли эта способность содержалась в их ДНК изначально, то ли малютки РНК вписали туда схему «вкл — выкл».

У грызунов есть любопытное явление: парамутация. У взрослых мышей искусственно вызвали генную мутацию, делающую хвосты белыми, их дети и внуки рождались белохвостыми, но, как выяснилось, «гена белохвостости» они не имели (через несколько поколений это явление сходило на нет). Как может существовать то, что вообще не прописано в ДНК? Видать, и тут без каких-то РНК не обошлось, и ведут они себя точно как геммулы: передают по наследству приобретенный при жизни признак.

Не все кандидаты в геммулы принадлежат к семье РНК. Вот, например, микровезикулы — частички, снующие в плазме крови и прочих «реках» организма. В XX веке их считали мусором, в XXI обнаружили, что они разносят информацию. Если клетки где-то повреждены, они высылают стволовым клеткам микровезикулы с мольбой о помощи, а те отправляют обратно микровезикулы с бригадой врачей (РНК и белков): прибыв, они лечат клетку, включая и выключая гены. Только по наследству все это не передается: ни повреждение, ни лечение. Хотя… Т. Романовская: «Если учесть существование таких гибко управляемых систем многоклеточного организма, как 1) перенос между клетками микровезикул, содержащих РНК-копии различных генов (которые в соматических клетках могут приобретать какие-либо мутации), 2) обратная транскрипция и 3) рекомбинация генетического материала в генеративных клетках, то процесс "осознанного" переноса новых вариантов генов из соматических клеток в генеративные видится не таким уж невероятным событием, как это казалось прежде». Впрочем, микровезикула лишь автомобиль, перевозящий РНК-существа, так что опять все сводится к ним, любимым.

Долго считали, что включением и выключением генов заведуют исключительно белки. Ведь они на самом деле не кирпичи, а сложные механизмы: компьютеры и айфоны, реакторы и коллайдеры; они регулируют жизнь клеток. Белки-ферменты ускоряют химические реакции, белки-антитела обезвреживают заразу. Они управляют генами в зависимости от потребностей клетки: накопилось там чересчур много какого-нибудь вещества — белок дает гену сигнал прекратить его производство. Однако в 2002 году открыли, что представители РНК — рибопереключатели — могут делать это без всяких белков. Да что там, РНК могут целую хромосому выключить…

Если искать кого-то, умеющего реагировать на то, что с нами происходит, и отдавать организму соответствующие команды, вряд ли найдешь кандидата лучше, чем нейромедиаторы. Эти умные вещества образуются в нервных клетках и делают удивительные вещи. Вы пишете отчет, все ушли на обед, а вам некогда. Сослуживцы вернулись, благодушные, сытые, скоро вы почувствуете, как они вас раздражают, и начнете рявкать: заткнись! не бери мою ручку! — а они хихикают и не понимают, отчего вы злитесь, — и вот вам уже хочется их убить. Но как только вы поели, злоба прошла и уже стыдно: чего я так злился? Голодный был, вот и злился. Поел — подобрел. Это сделал нейромедиатор дофамин, выделяющийся после еды и дарящий чувство эйфории. Поранились — больно — начнет вырабатываться другой нейромедиатор, из семейства эндорфинов, и успокоит боль.

Такие мимолетные воздействия, конечно, по наследству не передаются. Но нейромедиаторы могут также работать гормонами, то есть передавать информацию не от одних нервов другим (еда — наслаждение), а от нервов всему организму (еда — ожирение); тот же дофамин повышает давление, тормозит работу желудка. Это уже серьезнее. Гормоны могут ускорять или замедлять работу генов; если вы испытываете какие-то воздействия постоянно и соответствующие гормоны вырабатываются постоянно, создается еще одна схема генных «вкл — выкл», которую называют «гормональным фоном». Передается ли она по наследству? Британские ученые считают, что, если беременная ест много жирного, у ребенка появляется лишний вес, хотя в его ДНК склонность к ожирению не вписана. Так что в геммулы можно записать и гормоны. Впрочем, читатель уже, наверное, заподозрил, что и гут не обошлось без подстрекательства этих, с лишним атомом кислорода, который они вечно суют куда не просят. Может быть. Их рука всюду. А ведь было же, наверное, время, когда их не было, золотое время: стабильность, покой?..

Было или не было и что об этом думал Дарвин, мы скоро узнаем, а пока закончим разговор о наследовании приобретенных при жизни признаков. Оно не противоречит науке. Приобретенные признаки могут наследоваться разными способами. Но они этого почти никогда не делают. Не потому, что это невозможно. Теоретически любая здоровая женщина может за свою жизнь родить 30 детей. Это не противоречит науке. Но так не поступают: это неудобно. Люди могут ходить на четвереньках, но не ходят, потому что им это не нужно и неудобно. То же с наследованием приобретенных признаков. Сложным организмам оно неудобно. Если бы оно встречалось часто, жизнь превратилась бы в кошмар. Вы порезали палец — информация об этом несется в вашу ДНК (команда зачинать ребенка с раной на пальце), зажил палец — отсылается новая информация, отменяющая прежнюю; похудели, загорели, фонарь под глазом поставили — обо всем тотчас будет доложено наверх; весь ваш организм заполонят курьеры, и ему будет некогда заниматься важными делами. Уже первым многоклеточным для жизни в облюбованной ими нише, куда более богатой, чем у бактерий, но и более сложной, потребовались совсем другие умения. (Но ведь наследовать иммунитет к каждой болезни было бы удобно? Иммунологи считают, что нет: вирусы эволюционируют так быстро, что за всеми не угонишься, лучше, как сейчас, иметь лимфоциты, которые методом тыка отыщут нужное антитело.)

Знай Дарвин, что на роль геммул выстроится очередь, спал бы спокойнее в июне 1865 года. Но тогда над ним издевались. Он чувствовал себя очень плохо и в очередной раз собирался лечь в гроб. Прикладывание льда к позвоночнику не помогло. Приехал новый врач, Генри Джоунз, велел отказаться от мяса, есть яйца и больше двигаться. Это противоречило тогдашним правилам: больной должен лежать. До сих пор физкультуру Дарвину прописывал только первый гидропат, Галли, и помогло; помогло и теперь. Но вокруг все было скверно. 21 июня умер Лаббок-старший, все лето шла некрасивая тяжба между младшим Лаббоком и Лайелем: молодой ученый обвинил мэтра в плагиате, в разборки были втянуты все, Дарвин изворачивался, каждой стороне говорил, что права она. Наконец Хаксли всех помирил и жизнь стала налаживаться.

Бесси отправили с компаньонкой во Францию, Генриетта уехала в Уэльс к родственникам, сыновья прибыли на каникулы. Отец еще прихварывал, письма диктовал жене, вел, кроме постоянных корреспондентов, переписку с немецким биологом Фрицем Мюллером, жившим в Бразилии, американским энтомологом Бенджамином Данном. Перелопатил горы ученой литературы, увлекся Эдвардом Тейлором, специалистом по первобытным культурам. Осенью стало лучше, ездил в Лондон, в декабре возобновил работу над «Изменениями». Хорошие новости: Королевское общество Эдинбурга избрало его почетным членом, а в Штатах отменили рабство; писал Грею, что едва верит в такое счастье. В январе 1866 года докладывал Джоунзу, что ходит по шесть километров в день без передышки, чувствует себя энергичным, больше читает и «что самое восхитительное, я могу целый час писать что-нибудь несложное!».

2 февраля умерла сестра Кэтрин, тосковал, не работал. В марте его вывел из равновесия, а заодно из депрессии злодей Агассиз, опубликовавший очередную книгу: в ледниковый период жизнь сохраниться не могла, и потом Творец создал все заново. Дарвин уже давно признал, что ледниковый период был. Об этом есть небольшая глава в «Происхождении видов». Сперва он считал, что холод распространился по всему земному шару, при этом растения и животные умеренных широт отползали к горам тропиков, там им приходилось осваивать новые ниши, конкурировать с местными, и это способствовало образованию новых видов. Некоторые потом вернулись на старые квартиры, иные остались в горах. Это объясняло, почему на высокогорьях Европы и Северной Америки живут одни растения: в ледниковый период они эмигрировали из одного места. Так что немножко ледников Дарвину было выгодно. Но вся Земля подо льдом — это уж чересчур, и он всячески старался ледники унизить: и не такие уж они были большие, и двигались не так уж быстро (Агассиз утверждал, что ледники резко «наскочили» на планету). На помощь пришел физик Джеймс Кролл, который сказал, что оледенение не было одновременно в обоих полушариях: когда в одном холодно, в другом тепло, жизнь могла там отсидеться. (В пятом и шестом изданиях «Происхождения видов» Дарвин так и изложил ледниковую теорию; это в общем соответствует современным взглядам.)

Меррей предложил выпустить четвертое издание «Происхождения видов». Дарвин работал над ним в марте — апреле 1866-го, вышло оно в июне. Добавил много ссылок на новые работы Гукера, Уоллеса, младшего Лаббока, Генри Бэйтса. Развил мысль, которая в предыдущих изданиях была освещена кратко, — о красоте: считалось, что восприятие прекрасного дано нам свыше, но если бы это было так, всем людям нравилось бы одно, а на деле у всех вкусы разные; в то же время наши вкусы кое в чем совпадают, например, с птичьими (нам и соловьям нравится их пение, нам и павлинам нравятся их хвосты), это довод в пользу родства между птицами и нами. Опять мучился бесплодием гибридов: раньше думал, что это следствие естественного отбора, теперь решил, что вряд ли. Нодэн заявил, что бесплодие гибридов — результат «дефектной яйцеклетки», надо «влезть в яйцеклетку и найти эти дефекты»; Дарвин писал Гукеру, что молит Бога, чтобы Нодэн смог туда залезть, но надежды на это мало. Позднее он пытался объяснить это явление через пангенезис: «…смешение геммул, происходящих от двух разных видов, ведет к частичной или полной неудаче развития» (что в общем соответствует современной трактовке, если вместо «геммул» подставить «гены»).

Данный текст является ознакомительным фрагментом.