Максим Чертанов - Дарвин

• Название: Дарвин
• Автор: Максим Чертанов
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2013
• ISBN: 978-5-235-03590-4

Он хотел знать все. Для чего кошке хвост? Снятся ли собакам сны? Какую цивилизацию могли бы создать пчелы? Поднимаются континенты или опускаются? Откуда взялась жизнь на Земле? Кто умнее, мужчины или женщины, и почему? Он разгадывал загадки природы, как Шерлок Холмс, и формулировал свои открытия поэтично, как Диккенс. Уже стариком, увенчанный всеми учеными регалиями мира, он робко писал коллеге: «Вы знаете так много, а я так мало, и я прошу у Вас милостыни, как нищий…» Он избегал публичных споров, за исключением случаев, когда это было очень важно для него, — а важно было и то, что Турция обидела Болгарию, и то, что сосед обидел лошадь. Об открытиях и о жизни этого удивительного человека подробно и увлекательно, опираясь исключительно на факты и документы, рассказывает автор.

---

В 1952 году американцы Дж. Ледеберг и Н. Циндер открыли, что бактерия может передать часть своих генов другой, не будучи ее родительницей, а «просто полежав рядом». Это называется «горизонтальный перенос генов». Барьер Вейсмана отделяет клетки тела от половых, но бактерия состоит из одной клетки, она и телесная, она и половая, так что барьер впихнуть некуда. Поэтому бактерия, в зрелом возрасте изменившая свое тельце, передает изменения потомкам. Если бы мы, как бактерии, цепляли гены от кого ни попадя и передавали детям, то рожали бы черт знает кого: погладили собаку и… Но, слава Вейсману, у нас — многоклеточных — горизонтального переноса не бывает: наши половые клетки защищает барьер. (Хотя косвенно горизонтальный перенос может на нас сказаться, если живущие в нас бактерии что-то от кого-то подхватили: есть гипотеза, что так японцы научились переваривать водоросли.) Так сочли ученые и успокоились. Но…

В XXI веке немецкие биологи доказали, что подобное явление существует у растений — а они ведь, как и мы, многоклеточные. В лаборатории удалось осуществить горизонтальный перенос генов от «привоя» к «подвою» на двух сортах табака; табачные детки унаследовали гены от родителей, в чьи тела были внесены изменения в течение жизни. Выходит, в барьере бывают прорехи. У человека таких прорех вроде бы нет. Но если барьер нельзя взломать, его можно перехитрить. Новый век открыл массу способов, которыми приобретенные при жизни признаки могут передаться потомкам или, во всяком случае, влиять на них. Такую наследственность называют эпигенетической, и ярче всего она проявляется не в теле, а в мозгах…

Дарвин в «Происхождении видов» писал: особенности поведения, как форма или окрас хвоста, передаются по наследству, причем не только те, с которыми индивид родился, но и те, которые он приобрел взрослым. В этом его убедили селекционеры: щенки пойнтера делают стойку лучше щенков бульдога. Как именно поведение передается, он тогда не писал, предположил позднее, в книге «Выражение эмоций у человека и животных»: «В нервных клетках или нервах, которым приходится часто функционировать, происходят какие-то физические изменения».

Наука XX века возможность передачи приобретенных особенностей поведения категорически отвергла. То, чему мы научились при жизни, — условные рефлексы, а детям придется учить все заново. Собаководы, которым верил Дарвин, не врали, но ошибались: они в течение поколений скрещивали собак, хорошо делающих стойку, и так отобрали гены, определяющие умение делать стойку. Если же кому-то взбредет в голову обучить стойке одну отдельно взятую болонку, то, как бы она ни преуспела в этом ремесле, ее щенки умения не унаследуют. Все, что кажется нам наследованием поведения, на самом деле — естественный отбор плюс обучение. Приматы, включая нас, боятся змей, это полезно: змеи издавна были врагами. Страх не врожденный — совсем маленькие дети, обезьяньи и наши, змей не боятся, если их этому не учить, — но умение отличать змею от других предметов, как вживую, так и на картинке, врожденное: это подтверждено экспериментами. А раз внимание к змее врожденно, достаточно один раз показать детенышу, что взрослые боятся змеи, и он будет бояться. (Других предметов, например цветов, малыши не пугались, даже если им демонстрировали, что кто-то их боится.)

Как развилось умение обращать внимание на змей? Какая-то обезьяна впервые этому научилась и передала полезную особенность детенышу, а тот — своему? По Дарвину выходило так, но современная наука говорит иначе: просто некоторые обезьяны случайно рождались с генами, позволяющими отличать змей, лучше выживали и размножались, потом те их дети, которые эти гены унаследовали, размножались лучше, чем те, кому нужных генов не досталось, и постепенно умелые вытеснили неумелых. Если же взрослую обезьяну научить чему-либо, она не сможет передать этого детям. С любым умением нужно родиться.

Правда, И. П. Павлов в 1910-х годах писал: «Некоторые из условных вновь образованных рефлексов позднее наследственностью превращаются в безусловные»; «при длительном периоде развития прочно выработанные рефлексы могут становиться врожденными». В начале 1920-х его сотрудник Студенцов пришел к выводу, что от поколения к поколению подопытные мышата все легче усваивают уроки. Генетики сказали, что это чушь. Павлов стал проверять опыты Студенцова, они его не убедили, и в 1927-м он сказал, что пока данных в пользу наследования условных рефлексов нет. За рубежом подобные опыты тоже ставились, биологу Макдугалу тоже показалось, что мышата умнеют, другие исследователи, Эгер и Кру, его опровергли. Но в начале XXI века американские ученые, возглавляемые Ларри Фейгом, вернулись к этим опытам. Они выращивали одних крысят в обычных клетках, а других — в «университетах», где те жили среди развивающих игрушек. То, что «университетские» крыски выросли более сообразительными, никого не удивляло. Но потом они рожали детей, и, когда этим детям давали сложные игрушки, они осваивали их намного быстрее, чем те, чьи матери были необразованными. Мышата, чьих матерей в детстве вогнали в депрессию, рождались склонными к депрессии; мышки-девочки, которых вырастили заботливые матери, становились заботливыми, а дочки нерадивых матерей — нерадивыми. Как это возможно?

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.