Александр Гангнус - Эволюция для всех, или Путь кентавра

Одно из генеральных наступлений генных инженеров сейчас идет на млечную железу коровы. Предполагается, что это изумительное изобретение природы можно использовать в качестве биореактора, заставить вырабатывать, кроме масла и казеина, еще множество биологически активных продуктов и лекарств. Пока ученые нащупывают подходы — и неудачно. Совсем недавно, после многолетних и дорогих экспериментов уже почти, было, получилось, выделили четыре коровьих же гена в качестве переносчиков будущих дополнительных трансгенов, считая, что уж такой переносчик направится куда надо, в молочную железу и больше никуда. В молочную железу посланец, действительно, явился, внедрился, но — увы — не только туда. Еще и в легочную ткань. Брак — последствия такого вторжения, куда не надо, могут быть катастрофическими…

Ученые нередко вынуждены, обязаны отступать, отказываясь от искушения просто удовлетворить любопытство, понадеяться на авось. Уж очень велика опасность в случае неожиданности…

А что ждет это научное направление в близком и далеком будущем? Даже не в области практического применения, нет. Может быть, не менее важно другое: насколько генная инженерия изменит наши представления о мире, в котором мы живем? О жизни, о биологии как науке и, наконец, об эволюции, об истории наших предков?

Чарльз Дарвин наблюдал то, что до него наблюдали сотни биологов, селекционеров. Путем направленного отбора, подхватывания нужных свойств в веере случайной естественной изменчивости человек выводит за десятки, сотни, самое большее тысячи лет разновидности и породы домашних животных и растений, резко отличающихся от диких предков (и смешная болонка, и телкообразная московская сторожевая — это только породы, разновидности одного вида животного, дикий прототип которого — серый волк!). Все видели чудесную силу отбора, поражались, восхищались ею, но только Дарвину пришло в голову, что нечто подобное может происходить и в природе, где тоже идет отбор, естественный отбор самых жизнестойких, самых плодовитых. Только сроки естественных превращений другие. Так появилось эволюционное учение Дарвина — дарвинизм.

Что-то общее есть между только что обрисованной ситуацией и нынешним положением генной инженерии. Неверно думать, что генная инженерия — что-то совершенно отличное от природы, противопоставленное ей. Способы разрезания ДНК, вшивания генов, переноса их к новому хозяину — все взято из природы. Вирусы, фаги и плазмиды действительно переносят гены из бактерии в бактерию, в клетки многоклеточных «хозяев» и — вполне вероятно — осуществляют (хотя и более медленно) в естественных условиях все до сих пор разработанные и испытанные методы генной инженерии.

И тогда действительно неверны недавние еще представления о трагической генетической разобщенности организмов, размножающихся не половым путем, и даже о генетической разобщенности между собой разных видов и родов животных. Все больше говорят и пишут о неизбежности и торжестве «самых еретических гипотез», о «генной инженерии в природе». Что это значит? Это значит, что, помимо давно известных движущих сил эволюции всего живого, мутаций, изменчивости и отбора, существует еще одна — прямой или косвенный «обмен генами по горизонтали». Генами, кодирующими те или иные признаки, обмен — между даже очень отдаленно родственными видами животных, растений, бактерий.

Ученых давно уже поражало единство, однообразие строения всех живых существ — от микроорганизмов до человека на биохимическом, генетическом уровнях. Например, белки всех живых существ состоят из 20 аминокислот (биохимикам известно в десять раз больше!). Соответственно однообразно устроены и все генные механизмы в строительстве этих белков.

Мы уже говорили об этом: некоторые ученые все еще объясняют все эти свидетельства самого близкого родства всего живого тем, что земная жизнь не самозародилась, а развилась из сравнительно развитых одноклеточных организмов, занесенных на Землю из космоса. Эта мысль содержится, например, в трудах знаменитого английского физика Ф. Крика, того самого, разгадавшего вместе с Дж. Уотсоном тайну двойной спирали ДНК, ожерелья из генов… В начале что-то одно — и это единство продержалось миллиарды лет…

Но, может, быть, были механизм, непрерывно поддерживавший все эти миллиарды лет единство всего живого?

«Шла ли эволюция только путем «предок-потомок», как это предполагал Дарвин, или возможны и другие механизмы, такие, как горизонтальный перенос генов?», — ставит вопрос ребром один из современных российских молекулярных биологов…

Палеонтологи обнаруживали в слоях земных свидетельства странных, с точки зрения старого дарвинизма, вещей. О некоторых странностях мы говорили. Похоже, самые разные группы зверозубых ящеров одновременно и независимо друг от друга приобретали признаки млекопитающих животных — шерсть, теплокровность, млекопитание. А до них на уровень рептильности выходили также одновременно и независимо самые разные древние амфибии. А еще раньше приобретали схожие амфибийные признаки древние кистеперые из разных родов. Самые разные голосемянные растения 120 миллионов лет назад приобретать покрытое семя и цветок. На путь очеловечивания встали в конце третичного времени самые разные существа, потомки афропитека, — человекообразной обезьяны, жившей около 10 миллионов лет назад. В предыдущей главе шел разговор и о чрезвычайно запутанном вопросе с неандертальцами. Были ли они нашими предками? А может быть, многие черты сходства между ними и нами — от долгой жизни по соседству, от общих болезней — и тоже горизонтального обмена генами?

Короче говоря, среди предков нынешних животных и растений время от времени появлялось что-то вроде «моды» на те или иные признаки. Некоторым ученым кажется, что одного генетического дальнего родства и действия внешних условий недостаточно, чтобы объяснить явления «моды» в живом мире. А что если это не мода была, а своеобразная эпидемия?

Заражение генами! Великий круговорот генов в природе, обмен генами на самых разных уровнях организации, «естественная генная инженерия», осуществляемая с помощью тех же вирусов, очень хорошо объясняют эти и многие другие загадочные факты, главный из которых — глубокое единство живого мира. Правда, клетки наших тел содержат ядра, до ДНК которых добраться непросто. Но они, клетки наших тел, содержат и давнюю историю живого мира, как мы уже говорили. В клетках есть тельца, органел-лы. Некоторые из органелл, например, митохондрии в гетеротрофах и хлоропласты в зеленых растениях, занятые добыванием и преобразованием энергии для всех сложных клеточных биохимических, генетических процессов, очень похожи на самостоятельные одноклеточные организмы и даже конкретно — на определенные разновидности бактерий, и сейчас существующие в природе. «Предшественниками митохондрий были протеобактерии, а предшественниками хлоропластов — цианобактерии», — пишет, как о деле решенном, современный исследователь В. Г. Дебабов. Сходство это велико! Вплоть до того, что у митохондрии есть свой генетический механизм, своя — кольцевая, как и у протеобактерии, — ДНК, они могут самостоятельно, независимо от клетки размножаться.