Синдром Паганини и другие правдивые истории о гениальности, записанные в нашем генетическом коде
Шрифт:
Отшельничество завершилось прямо-таки сказочным преображением. Мак-Клинток стала новоявленным Грегором Менделем, отвергнутым и забытым гением – вот только она, в отличие от Менделя, дожила до собственной реабилитации. Вскоре ее жизнь послужила вдохновляющей идеей для феминисток и материалом для поучительных детских книжек о том, что никогда нельзя отступать от своей мечты. Поклонникам было все равно, что их кумир терпеть не может нобелевскую публичность, из-за которой приходится прерывать исследования и позволять репортерам роиться у своих дверей. Нобелевская премия доставляла ей страдания даже в научном плане. Нобелевский комитет наградил ее за «открытие мобильных генетических элементов», что, конечно, было правдой. Но в 1951 году Мак-Клинток не без оснований считала, что открыла, как гены контролируют другие гены и все развитие многоклеточных существ. Вместо этого коллеги наградили ее, по сути, за навыки в работе с микроскопом – за успехи в поисках кишащих в клетке спиралей ДНК. Поэтому Мак-Клинток после получения
Напоследок нужно сказать, что работы Барбары Мак-Клинток оказались незаконченными. Она открыла прыгающие гены и значительно расширила наши представления о генетике кукурузы (похоже, что именно один из прыгающих генов превратил тощее дикое растение в пышную современную кукурузу). Если смотреть более широко, то Мак-Клинток помогла установить, что хромосомы способны самостоятельно себя контролировать и что включение/выключение определенных процессов в ДНК определяет судьбу клетки. Обе идеи остаются важнейшими принципами современной генетики. Но, вопреки заветным надеждам Мак-Клинток, прыгающие гены не могут контролировать развитие, включать и выключать прочие гены в той степени, как она думала: клетки проделывают все это другими способами. Ученые потратили много лет на то, чтобы объяснить, как ДНК выполняет эти задачи, как сильные, но изолированные клетки когда-то сумели соединиться и создать по-настоящему сложных существ – даже таких сложных, как Мириам Майкл Стимсон, Линн Маргулис и Барбара Мак-Клинток.
Глава 6. Уцелевшие, обеспеченные
Какая ДНК является наиболее древней и наиболее важной?
Всем нам в школе рассказывали о том, что в эпоху колониализма европейские купцы и монархи тратили сумасшедшие деньги на то, чтобы отыскать Северо-Западный проход – прямой морской путь через Северную Америку, который сократил бы дорогу за специями, фарфором и чаем в Индонезию, Индию и Китай. Однако менее известно, что задолго до этих поисков другие исследователи столь же упорно, с той же маниакальной решимостью пытались преодолеть Северо-Восточный проход – через морозный север России.
Один из исследователей Северо-Восточного прохода – голландец Виллем Баренц, мореплаватель и картограф из прибрежных низменностей, известный в английских документах также как Баренс, Барентц, Барентсон и Барентзон – совершил свое первое путешествие в 1594 году, отправившись в плавание вокруг Норвегии и попав в водоем, который сейчас называется Баренцевым морем. Подобные путешествия, хоть и осуществлялись сугубо по корыстным мотивам, оказались полезными и для ученых. Натуралисты, встревоженные появлением необычных чудищ на просторах диких земель, начали анализировать, как флора и фауна различаются в разных уголках земного шара. Эта работа может считаться предтечей современных трудов по определению нашего общего предка, изучению общей ДНК. Географам подобные путешествия также хорошо помогли. Многие специалисты того времени верили, что постоянные солнечные дни летом в высоких широтах приводят к тому, что в определенной точке полярные льды тают и на Северном полюсе стоит солнечная райская погода. Поэтому практически на всех картах полюс был изображен в виде монолитной черной магнитной скалы, что объясняло, почему к полюсу тянутся стрелки компасов. Целью своей вылазки в море, которое позже назовут его именем, Баренц ставил поиск ответа на вопрос: Новая Земля, лежащая к северу от Сибири, – это оконечность очередного неоткрытого континента или же просто остров, вокруг которого можно проплыть? Он оснастил три корабля – «Меркурий», «Лебедь» и «Посланник» – и отправился в плавание в июне 1594 года.
Через несколько месяцев Баренц и команда «Меркурия» оторвались от двух других кораблей и начали исследовать побережье Новой Земли. При этом они осуществили одну из самых смелых вылазок в истории морских экспедиций. В течение нескольких недель «Меркурию» приходилось уклоняться от настоящей армады льдин, рискуя жизнью на протяжении 1500 километров. В конце концов матросы Баренца настолько обессилели, что попросили начальника экспедиции повернуть назад. Баренц смягчился, поскольку уже доказал своим плаванием, что перемещаться по Северному Ледовитому океану возможно, и вернулся в Голландию в полной уверенности, что открыл легкий путь в Азию.
Конечно, легкий, если избегать чудовищ. Открытие Нового Света и изучение Африки и Азии позволили людям узнать о многих тысячах невиданных растений и животных – и создали как минимум столько же небылиц о зверях, которых моряки якобы видели. В свою очередь, картографы фантазировали с истинно босховским размахом, населяя пустые пространства морей и равнин на картах жуткими сценами: кроваво-красные кракены, ломающие суда, гигантские выдры, пожирающие друг друга, драконы, жадно жующие крыс, деревья, убивающие медведей своими ветвями-молотами – не говоря уже об известных всем русалках с женской
На протяжении многих столетий было модно изображать всевозможных чудовищ на картах, заполняя неизученные пространства неба и земли (часть карты Скандинавии Carta Marina, составленной в 1539 году Олафом Магнусом)
Даже лучший ученый-натуралист эпохи великих географических открытий, Карл фон Линне, более известный как Карл Линней, всерьез задумывался о существовании чудовищ. В его работе «Система природы» изложена биномиальная система для называния видов, которой мы пользуемся до сих пор: Homo sapiens, Tyrannosaurus rex и т. д. Так вот, в этой книге также выделялся класс paradoxa, к которому относились драконы, фениксы, сатиры, единороги, прорастающие на деревьях гуси, Лернейская гидра и парадоксальные головастики, которые во взрослом возрасте уменьшались в размерах, при этом еще и превращались в рыбу. Сегодня над всем этим можно лишь посмеяться… Впрочем, не над всем: по крайней мере в последнем случае мы можем посмеяться только над своей недоверчивостью. Уменьшающиеся головастики существуют на самом деле, правда, отпрыски Pseudis paradoxa, вырастая, превращаются в обычных старых жаб, а не в рыбешек. Но более того, современные генетические исследования показывают, что для некоторых легенд Линнея и Мюнстера на самом деле находится легитимное основание.
Несколько ключевых генов в организме каждого эмбриона выступают «картографами» для прочих генов и наносят наши тела на карту с GPS-точностью: разграничивают право и лево, перед и зад, верх и низ. Насекомые, рыбы, млекопитающие, рептилии и все прочие животные сохранили многие из этих генов, в особенности группу так называемых гомеозисных генов (Hox– генов). Широкое распространение этих генов в мире животных объясняет, почему животные по всей земле имеют одинаковую базовую планировку тела: цилиндрическое туловище с головой на одном конце, анусом – на противоположном и различными придатками между ними. Блеммии, с лицами, расположенными так низко, что при желании их владельцы могли бы достать языком до пупка, неправдоподобны именно по этой причине.
Hox– гены (что, по правде говоря, для генов нехарактерно) остаются тесно связанными после сотен миллионов лет эволюции. Они практически всегда появляются вместе, располагаясь вдоль сплошных участков ДНК (у беспозвоночных наблюдается один участок примерно с десятью генами, у позвоночных – четыре примерно таких же). Что еще более необычно, позиция каждого из этих генов примерно соответствует положению в организме того органа, за который Hox– ген отвечает. Так, первый Hox– ген проектирует верхнюю часть головы, следующий строит что-то пониже и так далее, вплоть до последнего гена, формирующего нашу промежность и все, что ее окружает. Почему природа потребовала, чтобы пространственное планирование генов проходило сверху вниз, неизвестно, но, опять-таки, эта черта характерна для всех животных.
Ученые считают ДНК, которая появляется в одной и той же основной форме во многих и многих видах, очень «консервативной», так как живые организмы обходятся с ней очень бережно, консервативно. Некоторые Hox– гены, а также гены, подобные им, сохранились в настолько неизмененном виде, что ученые могут извлечь гены из организмов цыплят, мышей, мух, а затем обменять их друг с другом, и они начнут примерно так же функционировать. Как несложно догадаться, строгая консервация тесно связана с ДНК, о которой идет речь. И сразу видно (в буквальном смысле), почему живые существа не так уж сильно беспокоятся о состоянии своих сильно законсервированных Hox– генов. Удалите один из этих генов, и у животного могут развиться дополнительные челюсти. Измените другие – и исчезнут крылья, или появятся дополнительные пары глаз – причем там, где на них невозможно будет смотреть без страха, например на ногах или кончиках усиков-антенн. Другие мутации выращивают гениталии или ноги на голове, челюсти и антенны – в промежности. И это еще везучие мутанты: большинство существ, в ДНК которых идет вольное обращение с Hox– генами, живут совсем недолго, чтобы обращать на них внимание.