Потом все-таки выяснилось, что и у эукариот это явление встречается не так уж редко. Но все же его распространенность и значение в этой ветви жизни не идут ни в какое сравнение с той ролью, которую оно играет у прокариот. Особенно скромна роль ГПГ у продвинутых многоклеточных форм со сложным индивидуальным развитием или/и жизненным циклом. Причины в общем-то ясны: ген-пришелец встраивается в случайное место в геноме — а значит, и активность его оказывается в значительной мере делом случая. Но чем сложнее тот или иной организм, тем более тонкая и точная согласованность требуется от «молекулярных машин» всех его клеток, тем выше роль управления активностью генов. Это справедливо и для «текущей» работы организма, но несравненно более справедливо для процесса индивидуального развития, целиком построенного на точном распределении активности разных генов в разных точках развивающегося зародыша и на разных этапах развития.
Следующая глава нашей книги как раз и будет посвящена науке о развитии живых организмов и ее непростым взаимоотношениям с эволюционной теорией.
Глава 13. Развитие развития. Дарвинизм и эмбриология
Замечательный английский ученый ХХ века Джон Бёрдон Сандерсон Холдейн — физиолог, биохимик, генетик, один из создателей СТЭ — был также известен как талантливый популяризатор науки и блестящий лектор. О его остроумных приемах объяснения материала ходили легенды. Одна из них гласит, что после очередной публичной лекции к нему подошла одна скептически настроенная слушательница и заявила: «Профессор, что бы вы там ни говорили, а я все-таки не могу себе представить, чтобы единственная крошечная клеточка превратилась в такой сложный и совершенный организм, как человек, — пусть даже и за миллиарды лет!» «Но, сударыня, — возразил Холдейн, — ведь вы же сами проделали такое превращение, причем всего за девять месяцев!»
Действительно, если изменения, происходящие с живыми существами в ряду поколений, непосредственно наблюдать почти невозможно, то изменения, происходящие с каждой отдельной особью в ходе ее онтогенеза, в принципе, может увидеть собственными глазами всякий достаточно любознательный человек. Правда, в случае животных (особенно высокоразвитых — таких, как млекопитающие, птицы или насекомые) это тоже не так просто: мало того, что на ранних стадиях зародыш очень мал, так он еще и скрыт от взгляда наблюдателя оболочками яйца или телом матери. Если же извлечь его оттуда, то на этом развитие обычно прекращается, и исследователь может получить только «мгновенную фотографию» — строение зародыша на том этапе развития, которого он достиг к моменту извлечения. И все же еще Аристотель наблюдал и описывал развитие куриного эмбриона. Правда, с крушением античного мира исследования эмбрионального развития надолго прервались, но в конце XVI века начались снова. А через несколько десятилетий в арсенале исследователей появились первые микроскопы, открывшие новые возможности для исследований такого рода.
Эти направления, разумеется, приносили не только новые открытия, но и новые заблуждения. Больше ста лет — с середины XVII до второй половины XVIII века — в умах исследователей безраздельно господствовал преформизм — представление о том, что эмбриональное развитие сводится к количественному росту зародыша, а все его структуры и органы сформированы еще до зачатия. Спор шел лишь о том, где именно спрятан микроскопический человечек, вырастающий потом в младенца, — в яйцеклетке (как полагали «овисты»)
или в сперматозоиде (как утверждали «анималькулисты»). Ученые (в том числе и самые блестящие анатомы и микроскописты своего времени, включая самого Левенгука) порой ухитрялись даже «разглядеть» этого человечка внутри клеток. Наиболее последовательные из них утверждали даже, что в половых органах этого человечка (если он принадлежит к тому полу, в клетках которого, по мнению данного ученого, содержатся зародыши) уже сформированы зародыши следующего поколения, а у них тоже есть половые клетки, а в них — зародыши третьего поколения… и так до бесконечности. Сторонниками этой идеи были, в частности, выдающийся зоолог и анатом Ян Сваммердам и великий математик Готфрид Лейбниц (заметим: главным достижением которого было создание дифференциального исчисления, то есть анализа бесконечно малых величин). А известный швейцарский анатом XVIII века (и убежденный «овист») Альбрехт фон Галлер даже не поленился подсчитать, какое минимальное общее число вложенных друг в друга зародышей должно было находиться в яичниках библейской Евы, чтобы их хватило для рождения всех людей, живших от сотворения мира до 1766 года, когда Галлер опубликовал эти расчеты. Получилось, что не менее 200 миллиардов.
Здесь у читателя наверняка возникнет вопрос: как это вообще было возможно? Как могли ученые, в том числе выдающиеся, столько времени верить в то, что зародыш получает наследственные признаки только от одного из родителей, когда наглядные опровержения этого во множестве были у них перед глазами? Неужели не нашлось никого, кто бы задумался: как же тогда могут существовать мулы — гибриды лошади и осла, сочетающие в себе признаки обоих видов? Почему кожа мулатов темнее, чем у европейцев, но светлее, чем у негров? Как вообще можно объяснить бесчисленные случаи, когда у ребенка «глаза мамины, а нос папин»?
Ученые, задумывавшиеся обо всем этом, действительно находились — хотя их было на удивление мало. И наиболее глубокие и ясные мысли на эту тему высказал в 1744–1745 годах Пьер Луи Моро де Мопертюи — один из самых ярких деятелей Просвещения, математик, физик, астроном, географ, натуралист и философ. Он сформулировал «принцип наименьшего действия», сыгравший огромную роль в разных областях физики. Он доказал, что Земля несколько сплюснута с полюсов. Он во многом предвосхитил основные идеи генетики (которые, как мы знаем, и сто с лишним лет спустя оказались слишком новыми для научного сообщества). А «побочным продуктом» работ Мопертюи по наследственности стала уничтожающая критика преформизма — знаменитый ученый буквально не оставил камня на камне от представлений как овистов, так и анималькулистов, приведя целый ряд разнообразных фактов, необъяснимых с преформистской точки зрения.
Возразить на доводы Мопертюи преформистам было нечего — но они и не возражали. Если принцип наименьшего действия вызвал бурную полемику, то работы Мопертюи по наследственности научное сообщество просто проигнорировало — несмотря на всю славу их автора. Проигнорировало так же бестрепетно, как до того игнорировало существование мулов и мулатов и наследование детьми признаков обоих родителей.
Мопертюи умер в 1759 году. В том же году молодой анатом Каспар Фридрих Вольф прямыми наблюдениями доказал, что зародыш не содержится в готовом виде ни в яйцеклетке, ни в сперматозоиде: его структуры возникают в ходе развития. В частности, Вольф наблюдал, как энтодерма
[175] зародыша цыпленка, первоначально плоская (поскольку у птиц зародыш на самых ранних стадиях распластан по поверхности желтка), сворачивается сначала в желоб, а потом замыкается в трубку, которой предстоит стать кишечником. Работы Вольфа стали началом новой науки — эмбриологии, изучающей процессы индивидуального развития организмов и прежде всего его ранних (зародышевых) стадий
[176].
