Дарвин - Максим Чертанов

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 ¾ » 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.