Евгений Плисов - Научное мировоззрение изменит вашу жизнь. Почему мы изучаем Вселенную и как это помогает нам понять самих себя?

Организм любого животного развивается из первой, единственной клетки, в которой находится информация об итоговом продукте. Клетки делятся, и каждая из них несет в себе копию первоначальной инструкции, каждая из них знает все о всем теле. Только в какой-то момент у разных клеток начинают работать разные гены: какая-то клетка становится частью нервной системы, другая — частью пищеварительной, третья — чешуйкой кожи на лапке. Происходит таинственный, сакральный процесс развития, превращающий комок одинаковых клеток в здоровое сильное существо, полностью готовое к реалиям этого мира. Поломки в этом механизме чаще всего ведут к печальным последствиям, но не всегда, как убедились исследователи в середине прошлого столетия. Бывает так, что структуры тела мухи начинают копировать сами себя, что и произошло с крыльями того интересного экземпляра. Потом была найдена и муха, у которой вместо антенн на голове выросли лапки.

Фраза «у меня лапки» вдруг раскрылась на интересном примере. Исследователи предположили, что подобные аномалии могут быть связаны с копированием целого сегмента в теле двукрылого. В случае с крыльями третий сегмент ее тела вдруг решил, что он второй, и начал поспешно отращивать на своей поверхности дополнительную пару крыльев, как и полагается второму сегменту. В итоге ученые нашли отдельный ген, ответственный за рост целого сегмента, а впоследствии и его собратьев. Таких генов насчитали целых восемь штук, и названы они были гомеозисными, или Hox-генами. Эти гены формируют тесные группы, отвечают за полноценное формирование тела и находятся в геноме, что самое интересное, именно в том порядке, как и будет строиться тело мухи. Сперва идут «гены головы», потом «гены груди» и затем «гены брюшка» со всем, что с этими сегментами связано. Нарушив работу любого из генов, можно получить необычные результаты, например лапки, торчащие из головы.

Самое поразительное заключается в том, что наше тело содержит точно такие же гены, как у мух дрозофил. Как и тело мухи, тело человека сегментировано, но только мы этого не замечаем — сегментов слишком много, и именно они будут отвечать за расположение позвонков, ребер или рук. Если вы внесете изменение, например, в ген hox10 у мыши, то ей ничего не останется делать, кроме как вырастить лишние ребра на животе. Чем сложнее животное, тем больше у него будет таких генов. Подарил нам их общий предок, живший порядка 600 млн лет назад и имевший билатеральную симметрию. Некоторые из них настолько консервативны, что, если взять один из Hox-генов мыши и перенести его в гомологичную область генома мухи, муха вырастет абсолютно нормальной, и наоборот. Они взаимозаменяемы! Кстати, вероятно, именно они отвечают за регенерацию потерянных конечностей у ящерицы. Тело ящерицы помнит, где был ее хвост, какой он был и как его восстановить. Если мы сможем правильно воздействовать на кластеры Hox-генов в собственном организме, то совершим прорыв в регенеративной медицине и сможем отращивать потерянные конечности de novo. Возможно, разумеется, но мысль об этом воодушевляет.

Единство нашего генетического кода с другими представителями животного мира поражает. Какое животное ни возьми, в любом будет работать такой же генетический аппарат. Работают сходные механизмы наследственности, бурлит жажда жить и продолжить свой род. Мир развивается, эволюция правит бал, виды превращаются в другие, дают новые ветви, которые, в свою очередь, будут началом для новых ветвей. Кому-то суждено вымереть, кому-то остаться неизменным на полмиллиарда лет, кто-то научится читать книги. Природа не остановит свое непрерывное изменение, пока не придет конец этой планете. Но, судя по всему, это случится еще не скоро, и какое счастье, что мы родились в телах, способных осознать этот процесс, насладиться им в рамках нашего понимания! Еще большую радость доставляет то, что мы можем оценить собственное единство с миром, даже если оно не заметно напрямую — все сокрыто в наших генах. Наши ближайшие родственники, шимпанзе, скорее всего, не могут оценить масштабы происходящего на планете. В очередной раз я использую сочетание «скорее всего», потому что пока мы не можем забраться в голову шимпанзе и посмотреть, о чем он думает. Шимпанзе и другие приматы думают, не сомневайтесь, мыслительный процесс в их черепах идет полным ходом, и не обязательно мысли обрамлять в отдельные слова. Как часто у вас происходило так, что вы не можете подобрать слова, чтобы описать мысли, гложущие вас? Этот простой мыслительный эксперимент уже шатает представление, что мысли должны обязательно оформляться в слова. Мыслить можно и образами, и чувствами, и мотивациями. Посмотрите на спящую собаку, во сне бегущую за мячиком, а наяву в этот момент забавно дрыгающую ногами. Она что-то воображает, как-то планирует свои ближайшие действия в увлекательном сне. Понять, о чем думают животные, мы пока не можем, но когда-нибудь разгадаем и эту тайну. И начнем мы этот процесс, скорее всего, с шимпанзе.

По разным оценкам, наше генетическое сходство с шимпанзе составляет 95–98 %. Пара процентов отличий в геноме, и вот вы уже способны создавать произведения искусства, а не рыскать в поисках камня, чтобы разбить орех. Хотя наше различие с шимпанзе и заключается в паре процентов, хромосомный набор различен, что вводит в некоторое недоумение. У гориллы, орангутана, шимпанзе, в общем — у всей нашей ближайшей семейки по 24 пары хромосом. Забавно, но у человека вплоть до 1955 года также насчитывали 24 пары хромосом. Ошибка началась в 1921 году, когда один техасец, Теофилус Пейнтер, насчитал в клетках человеческих семенников 24 пары хромосом. Вслед за этим другие исследователи начали насчитывать точно такое же количество, и в ближайшие 30 лет никто не осмеливался опровергнуть «всем известный факт». Только в 1955 году благодаря усовершенствованным методам окраски и микроскопирования удалось точно подсчитать их количество, после чего весь мир начал видеть на месте двадцати четырех пар двадцать три. Даже в старых книгах по генетике на картинках теперь насчитывалось только 23 пары, хотя несколькими годами ранее на них явственно видели 24. Иллюзия знания пропитывает не только нашу обыденную жизнь, но и научные круги.

В итоге у человека оказалось 23 пары, а у всех ближайших человекообразных — 24 пары хромосом. Куда же подевалась в процессе эволюции одна из пар, и неужели наша генетика решила пойти по совсем другому пути? Причина подобного феномена нашлась быстро. Вторая хромосома, одна из самых крупных в нашем геноме, получилась из-за слияния двух средних по размеру хромосом обезьян. Это видно даже визуально: если правильно окрасить хромосомы, на их поверхности будут виднеться полоски (разные по упаковке участки хроматина). Возьмите две средние хромосомы обезьяны, приклейте их одну к другой — вы получите вторую хромосому человека. Отличий генов человека от генов шимпанзе в самом деле не так много. В 13-й хромосоме, например, вы в принципе не найдете каких-либо значимых изменений. Будет несколько разных букв, но это отличие ничтожно на общем фоне. Мы привыкли сравнивать человека с другими животными и находить массу различий, но возьмите и сравните не человека и всех остальных, а пару человек — шимпанзе и в сравнение к ним поставьте жука. В таком контексте с точки зрения жука мы будем совершенно одинаковы. Одинаковые кости, зубы, пищеварительная, кровеносная система, строение глаз, даже одинаковая базово запрограммированная мимика. Если честно, я не понимаю, почему многих людей коробит это сходство. Неужели так невыносимо осознавать, что мы не являемся принципиальным исключением на этой планете, но являемся частью единого прекрасного процесса? Неужели обязательно быть пришельцем в мире, противопоставлять себя ему, убеждать всех и каждого, что мы бесконечно особенные, вершина эволюции и т. д.?