Ник Лейн - Лестница жизни

• Название: Лестница жизни
• Автор: Ник Лейн
• Издательство: Act, corpus
• Жанр: Биология
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-17-079731-8

Как возникла жизнь? Откуда взялась ДНК? Почему мы умираем? В последние десятилетия ученые смогли пролить свет на эти и другие вопросы происхождения и организации жизни. Известный английский биохимик реконструирует историю всего живого, описывая лучшие изобретения эволюции, и рассказывает, как каждое из них, начиная с самой жизни и генов и заканчивая сознанием и смертью, преображало природу нашей планеты и даже саму планету.

---

Эпилог

Водной из самых поразительных передач за всю историю телевидения были такие кадры: Джейкоб Броновский шагал по болоту в окрестностях Освенцима, куда смыли прах четырех миллионов человек, в том числе его родных и близких, и говорил в объектив камеры так, как умел говорить только он. Он говорил, что наука не лишает людей человеческого достоинства и не рассматривает их как безличные единицы. Но Освенцим делал именно это. И виной тому был не отравляющий газ, а высокомерие. Догматизм. Невежество. По словам Броновского, так бывает, когда люди претендуют на знания богов, не проверяя их на относимость к реальности.

Наука же — очень человечная форма познания. Броновский прекрасно об этом сказал: «Мы всегда идем по краю неизведанного, всегда с надеждой прощупываем почву под ногами. Всякое научное суждение высказывается на грани ошибки, как сугубо личное мнение. Наука прославляет все, что познаваемо, несмотря на свойственную нам склонность ошибаться».

Эта сцена из цикла передач «Восхождение человека» была снята в 1973 году. В следующем году автор и ведущий этого цикла, человечный, как сама наука, умер от сердечного приступа. Но то, что он оставил после себя, продолжает вдохновлять людей, и мне неизвестно лучшее воплощение живого духа науки. И в соответствии с этим духом в своей книге я тоже шел по краю неизведанного. Она содержит немало суждений на грани ошибки. И она тоже прославляет то, что познаваемо, несмотря на свойственную нам склонность ошибаться.

Но где же проходит эта грань между ошибкой и истиной? Некоторые ученые не согласятся с теми или иными деталями, некоторые — согласятся. Разногласия возникают именно на грани ошибки, и не так уж сложно эту грань перейти. Но если детали меняются или оказываются ошибочны, означает ли это, что ошибочна картина целиком? Относительны ли научные знания, особенно касающиеся далекого прошлого? Можно ли в них усомниться (что ежедневно делают те, кто предпочитает искать утешение в догматизме)? И правы ли те, кто утверждает, будто наука об эволюции — это всего лишь очередная догма, не допускающая сомнений?

Ответ, по-моему, состоит в том, что смысл множества научных данных вполне может быть однозначным, несмотря на склонность человека ошибаться. Мы не можем во всех подробностях узнать прошлое, и все имеющиеся у нас данные допускают различные интерпретации, предлагая которые, мы всегда можем ошибиться. Именно поэтому ученые так много спорят. Но наука уникальна тем, что она позволяет разрешать споры путем экспериментов и наблюдений, путем проверки соотношения наших представлений с реальностью. В итоге из бесчисленных деталей вырисовывается нечто большее, как из множества пикселей, если рассматривать их на достаточном расстоянии, возникает картина. Сомневаться в эволюции всего живого, несмотря на то, что многие из подробностей, изложенных в этой книге, вполне могут оказаться ошибочными, значит сомневаться в непротиворечивых данных о множестве всевозможных предметов, от молекул до людей, от бактерий до планетных систем. Это значит сомневаться в данных биологии и в их согласованности с данными физики и химии, геологии и астрономии. Сомневаться в достоверности экспериментов и наблюдений, сомневаться в проверке представлений на их соотношение с реальностью. Это значит, наконец, сомневаться в самой реальности.

Я думаю, что картина, нарисованная в этой книге, верна. Все живое, несомненно, возникло путем эволюции и эволюционировало в общих чертах именно так, как здесь описано. Это не догма, а научные данные, прошедшие строгие проверки на отношение к реальности и исправленные в соответствии с ними. Совместима ли эта общая картина с верой в Бога, я не знаю. Для одних людей, глубоко, детально знакомых с теорией эволюции, — совместима, для других — нет. Но каковы бы ни были наши убеждения, эти несметные богатства знаний заслуживают восхищения и восторга. Как замечательно, что у нас есть так много общего со всем, что живет вокруг нас на этом сине-зеленом шарике, вертящемся в безжизненном бескрайнем космосе. В этом воззрении есть не только величие. В нем есть и человеческая склонность ошибаться, и стремление исправлять ошибки, и торжество разума, и жажда познания во всей красе.

Иллюстрации

Рис. 1.1. «Черный курильщик», питаемый глубоководным вулканом, на северо-востоке Тихого океана. Воспроизводится с разрешения Деборы Келли и Океанографического общества. Oceanography vol. 18, no 3, September 2005.

Рис. 1.2. Башня Природы — активный щелочной источник на поле Лост-Сити в центре Атлантического океана. Воспроизводится с разрешения Деборы Келли и Океанографического общества. Oceanography vol. 18, no 3, September 2005.

Рис. 1.3. Микроскопическое строение щелочного источника. Воспроизводится с разрешения Деборы Келли и Океанографического общества. Oceanography vol. 20, no 4, December 2007.

Рис. 2.1. Схема соединения азотистых оснований ДНК.

Рис. 2.2. Схема двойной спирали молекулы ДНК, показывающая, как две ее цепочки закручиваются друг вокруг друга.

Рис. 3.1. Рисунок Ричарда Уокера, изображающий принцип работы Z-схемы. Воспроизводится с разрешения Дэвида Уокера. Walker, D. A. The Z-scheme — downhill all the way // Trends in Plant Sciences 7: 183–185; 2002.

Рис. 3.2. Типичный хлоропласт из листа свеклы (Beta vulgaris) в разрезе. Фотография любезно предоставлена профессором Клаусом Ковалликом, Дюссельдорфский университет.

Рис. 3.3. Живые строматолиты в лагуне Хамелин-Пул в заливе Шарк-Бей на западе Австралии. Фотографию любезно предоставила доктор Кэтрин Коладе-Франк-Смолл, Университет Западной Австралии.

Рис. 3.4. Установленное с помощью рентгеноструктурного анализа строение кислород-выделяющего комплекса, еще в древности позаимствованного у минералов: четыре атома марганца, связанные атомами кислорода в решетку, и расположенный поблизости атом кальция. Yano, J., et al. Where water is oxidised to dioxygen: structure of the photosynthetic MnACa cluster 11 Science 314: 821; 2006.

Рис. 4.1. Различия между прокариотическими клетками бактерий и сложными эукариотическими клетками.

Рис. 4.2. Обычное древо жизни.

Рис. 4.3. Древо жизни, основанное на изучении рибосомальной РНК.

Рис. 4.4. «Кольцо жизни». Rivera, М. С., Lake, J. A. The ring of life provides evidence for a genome fusion origin of eukaryotes // Nature 431:152–155; 2004.

Рис. 4.5. Бактериальные клетки, живущие внутри других бактериальных клеток. Фотография любезно предоставлена Кэрол фон Долей, Университет штата Юта.

Рис. 4.6. Строение ядерной оболочки, неразрывно связанной с внутренними мембранами клетки (с эндоплазматической сетью). Martin, В. Archaebacteria and the origin of the eukaryotic nucleus // Current Opinion in Microbiology 8: 630–637; 2005.

Рис. 5.1. Распространение новых полезных мутаций среди организмов, размножающихся половым и бесполым путем.

Рис. 6.1. Строение скелетной мышцы, расчерченной на характерные сегменты (саркомеры) и поперечные полоски. Фотография любезно предоставлена профессором Роджером Крейгом, Массачусетский университет.

Рис. 6.2. Акварельные рисунки Дэвида Гудселла, изображающие миозин. Любезно предоставлены им самим. Научно-исследовательский институт Скриппс, в Сан-Диего.

Рис. 6.3. Актиновые нити, добытые из слизевика Physarum polycephalum, украшенные актиновыми «стрелками» из мышц кролика. Nachmias, V. Т., Huxley, Н. Е., Kessler, D. Electron microscope observations on actomyosin and actin preparations from Physarum polycephalum, and on their interaction with heavy meromyosin subfragment I from muscle myosin // Journal of Molecular Biology 50: 83–90:1970.

Рис. 6.4. Актиновый цитоскелет в клетке хрящевой ткани коровы, помеченный флуоресцентным красителем фаллоидин-ФИТЦ. Фотография любезно предоставлена Марком Керриганом, Вестминстерский университет.

Рис. 7.1. Безглазая креветка Rimicaris exoculata. Фотография любезно предоставлена Патриком Брианом, Французский научно-исследовательский институт освоения моря (IFREMER).

Рис. 7.2. Последовательность этапов, требуемых для возникновения сложного глаза. Land, М., Nilsson, D.-E. Animal Eyes. OUP, Oxford, 2002.

Рис. 7.3. Внутренние поверхности кристаллических хрусталиков из глаз трилобита Dalmanitina socialis. Фотография любезно предоставлена профессором Юаном Кларксоном, Эдинбургский университет.

Рис. 7.4. Кристаллические хрусталики офиуры Ophiocoma wendtii. Фотография любезно предоставлена профессором Джоанной Айзенберг, Гарвардский университет.

Рис. 7.5. Ромбоэдрические кристаллы кальцита. Addadi, L., Weiner, S. Control and design principles in biological mineralization // Angewandte Chemie International Edition 3:153–169; 1992.

Рис. 7.6. Голова плодовой мушки дрозофилы под сканирующим электронным микроскопом. Фотография любезно предоставлена профессором Вальтером Герингом, Базельский университет.

Рис. 8.1. Поток воздуха, проходящий через птичьи легкие. Reese, S., et al. The avian lung-associated immune system: a review // Veterinary Research 37: 311–324; 2006.

Рис. 8.2. Реконструкция системы воздушных мешков динозавра. Рисунок любезно предоставлен Зиной Дерецки, Национальный научный фонд, Арлингтон, Виргиния, США.

Рис. 9.1. Магнитно-резонансные томограммы головы ребенка, страдающего гидроанэнцефалией. Фотография из обучающей программы Американского радиологического колледжа ACR Learning File (Neuroradiology Section Edition 2); 2004.