Дэниэл Деннет - Насосы интуиции и другие инструменты мышления [litres]

Сравнение человеческого генома с объемами галактики “Моби Дика” помогает нам объяснить различие и сходство человеческих геномов. Как можно говорить о секвенировании (копировании) генома человека в целом , если все геномы человека отличаются друг от друга не в одном, а в тысячах мест ( локусов на языке генетики)? Подобно снежинкам или отпечаткам пальцев, два подлинных человеческих генома не могут быть в точности одинаковыми, включая даже геномы идентичных близнецов (случайные ошибки могут вкрасться даже в клетки одного человека). Человеческая ДНК легко отличима от ДНК любого другого вида, даже от ДНК шимпанзе, локусы которой совпадают с человеческой на 90 процентов. Каждый подлинный геном человека, существовавший когда-либо, содержится в галактике всех возможных человеческих геномов, которая находится на Чрезвычайно большом расстоянии от галактик геномов других видов, и все же внутри галактики достаточно места, чтобы никакие два генома человека не были одинаковыми. У вас есть две версии каждого из ваших генов – от матери и от отца. Они передали вам ровно половину собственных генов, случайным образом выбранных из набора, который они получили от своих родителей, ваших бабушек и дедушек, но поскольку ваши бабушки и дедушки тоже принадлежали к виду Homo sapiens , их геномы совпадают почти в каждом локусе, так что в большинстве случаев неважно, кто из бабушек и дедушек предоставил тот или иной ваш ген. Тем не менее их геномы различаются во многих тысячах локусов, и здесь в игру вступает случай – механизм случайного выбора определяет, как каждый из ваших родителей поучаствует в формировании вашей ДНК. Более того, скорость накопления мутаций у млекопитающих составляет примерно сто штук на геном на одно поколение. “Таким образом, сотня отличий от вас и вашего супруга возникнет в генах ваших детей в результате случайных ошибок копирования, совершенных энзимами, или в результате мутаций ваших яичников или яичек, вызванных космическими лучами” (Ridley 1993, p. 45).

Описание генома лошади, капусты или осьминога будет состоять из тех же букв, A, C, G и T. Большинство геномов животных короче генома человека, но геномы некоторых растений длиннее человеческих более чем в десять раз, а геномы ряда одноклеточных амеб и того длиннее! Текущий мировой рекорд принадлежит Amoeba dubia , в геноме которой содержится около 670 миллиардов спаренных оснований, что более чем в двести раз превышает количество спаренных оснований в геноме человека. Однако допустим – своевольно, – что в библиотеке Менделя содержатся все цепочки ДНК, описанные в 3000-томных изданиях, включающих только четыре упомянутых символа. Этого количества “возможных” геномов будет достаточно для любых серьезных теоретических целей.

Я преувеличил, сказав, что в библиотеке Менделя содержатся “все возможные геномы”. Подобно тому как в Вавилонской библиотеке не нашлось места для русского и китайского языков, библиотека Менделя игнорирует (очевидную) возможность существования альтернативных генетических алфавитов, например основанных на других химических составляющих. Таким образом, любые выводы относительно того, что возможно в этой библиотеке Менделя, придется пересмотреть, когда мы попробуем применить их к более широкому представлению о возможном. Это скорее сильная, а не слабая сторона нашей тактики, поскольку она позволяет нам внимательно следить за тем, о какой именно скромной, ограниченной возможности идет речь.

Одна из важных характеристик ДНК – примерно одинаковая химическая стабильность любых пермутаций последовательностей аденина, цитозина, гуанина и тимина. В принципе, любая из них может быть сконструирована в сплайсинговой лаборатории и впоследствии храниться неопределенное количество времени, как книга в библиотеке. Но не каждая такая последовательность из библиотеки Менделя соответствует жизнеспособному организму. Большинство последовательностей ДНК – и это большинство Чрезвычайно велико – представляет собой абракадабру, рецепты, по которым не создать живой организм. Все наблюдаемые геномы, в действительности существующие сегодня, родились в результате миллиардов лет поправок и пересмотров в ходе бездумного редактирования, эффективность которого достигается за счет того, что большая часть абракадабры (за исключением Исчезающе малого множества осмысленного, применимого “текста”) автоматически отбрасывалась, в то время как остальное без конца использовалось снова и снова, подвергаясь копированию огромное множество раз. В вашем теле в эту минуту содержится более триллиона копий вашего генома, одна на каждую человеческую клетку, и каждый день по мере возникновения новых клеток кожи, кости и крови в них внедряются новые копии вашего генома. Текст, который можно скопировать – потому что он содержится в действующем механизме, живой клетке, – копируется. Остальное исчезает. Публикуй или погибнешь.

Как мы только что увидели, гены удобно сравнивать со словами, но можно провести и лучшую аналогию, которую нам теперь под силу понять, благодаря интерлюдии о компьютерах. В своем шедевре “Рассказ предка” (2004) Ричард Докинз отдает должное другому блестящему писателю на тему эволюции, Мэтту Ридли, который продемонстрировал серьезное сходство между генами и компьютерными подпрограммами в книге “Природа через воспитание”. Я не стал бы использовать столь длинную цитату из чужой книги в своей, но, как выяснилось, все мои попытки перефразировать этот фрагмент неизбежно приносили в жертву капле оригинальности ясность и живость слога, поэтому, заручившись согласием Докинза, я привожу здесь фрагмент его книги без каких-либо изменений.

Большая часть секвенируемого генома представляет собой не книгу инструкций и не координирующую компьютерную программу для создания человека или мыши, но некоторые его фрагменты действительно таковы. В ином случае действительно можно было бы ожидать, что наша программа будет больше программы мыши. Но большая часть генома похожа скорее на словарь слов, доступных для написания книги инструкций, – или, как мы скоро увидим, набор подпрограмм, которые запускаются координирующей программой. Как отмечает Ридли, списки слов “Дэвида Копперфилда” и “Над пропастью во ржи” почти идентичны. Оба они основаны на словаре образованного человека, для которого английский – родной язык. Разница между книгами объясняется порядком, в котором выстроены эти слова.

При создании человека или при создании мыши эмбриология пользуется одним словарем генов: стандартным словарем эмбриологий млекопитающих. Разница между человеком и мышью объясняется разным порядком использования генов, взятых из этого общего словаря млекопитающих, разными частями тела, где это происходит, и разной временной привязкой. Все это контролируется конкретными генами, которые отвечают за активацию других генов, в рамках сложных и точно хронометрированных каскадов. Однако эти контролирующие гены составляют лишь меньшую часть генов генома.