Наука Плоского мира. Книга 3. Часы Дарвина - [94]

Сегодня принято считать – не только среднестатистическим продюсером получасовой научно-популярной телепередачи, но и большинством авторов научно-популярных книг, – что ДНК, «тайна жизни», эволюция и ее механизмы стали для нас открытой книгой. Вскоре после открытия структуры и механизма репликации ДНК Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком в конце 1950-х массмедиа – равно как и учебники по биологии всех уровней – начала именовать ее «чертежом жизни». Многие книги 1970-х во главе с «Эгоистичным геном» Докинза поддерживали мнение, что мы, поняв механизм наследственности, нашли ключ ко всем важным загадкам биологии и медицины – и особенно к эволюции.

Вскоре применение этого ошибочного взгляда в медицине привело к крупной трагедии. Седативное средство под названием талидомид стало все чаще выписываться и отпускаться без рецепта как средство от тошноты и прочих мелких недомоганий в ранние месяцы беременности. Лишь спустя некоторое время стало известно, что в редких случаях он вызывает порок развития, известный как фокомелия – когда руки и ноги новорожденного оказываются недоразвитыми и напоминают тюленьи ласты.

Для того чтобы заметить это, потребовалось некоторое время – отчасти по той причине, что до 1957 года с фокомелией на практике сталкивались лишь немногие врачи. Более того, редко кто вообще ее видел, но с 1957-го она стала встречаться по два-три раза в год. Вторая причина заключалась в том, что связать этот порок с каким-либо лекарством или микстурой было крайне трудно: беременные женщины, как известно, принимают множество различных диетических добавок к пище и зачастую не запоминают, что именно они принимали. Тем не менее к 1961 году благодаря некоторому медицинскому расследованию этот всплеск фокомелии удалось увязать с талидомидом.

Американские врачи принялись поздравлять друг друга с искоренением данной патологии благодаря Фрэнсис Келси, медицинской сотруднице Управления по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств, у которой возникли опасения при тестировании лекарства на животных. В итоге они не подтвердились, но все же избавили американцев от больших страданий. Она заметила, что это лекарство не тестировалось на беременных животных, так как в то время не существовало таких требований. Все знали, что эмбрион развивается по собственному сценарию отдельно от матери. Но эмбриологи, которые обучались на кафедре биологии, в отличие от медиков были знакомы с работами Сесила Стокарда, Эдварда Конклина и других эмбриологов 1920-х. Из них следовало, что многие распространенные вещества могли вызывать чудовищные пороки развития. Соли лития, примененные на эмбрионах рыб, к примеру, легко приводили к циклопии, то есть развитию единственного глаза посередине. Эти альтернативные варианты, вызванные химическими изменениями, принесли нам немало знаний о биологическом развитии организмов и особенностях управления им.

Они также научили нас тому, что развитие организма не строго определено ДНК своих клеток. Внешние неблагоприятные факторы могут направить ход развития по патологическому пути. Кроме того, генетика организмов, в том числе диких, обычно устроена таким образом, что «нормальное» развитие происходит, несмотря на изменения в некоторых генах. Это так называемое «канализированное» развитие имеет большое значение для процессов эволюции, из-за постоянных перепадов температуры, химического дисбаланса, паразитических бактерий и вирусов; растущий организм должен быть «огражден» от этих вариаций. Пути развития должны быть гибкими, чтобы «такие же» хорошо приспособленные создания происходили на свет, независимо от поведения окружающей среды. По крайней мере, в допустимых пределах.

Существует множество тактик и стратегий развития, которые помогают это исполнить. Они варьируются от простых уловок вроде белков HSP90 до весьма хитрых различающихся признаков млекопитающих.

HSP – это «белки теплового шока» («heat shock protein»). Существует около 30 таких белков, и они производятся в большинстве клеток в ответ на внезапные, но не очень значительные перепады температуры. В ответ на другие потрясения производятся другие белки. Но HSP90 называется так потому, что находится в более длинном списке клеточных белков. Как и большинство HSP, он является шаперонином – его задача состоит в том, чтобы окружать другие белки во время их создания, чтобы длинные цепочки аминокислот сворачивались, образуя «правильную» форму. HSP90 справляется с этим очень хорошо – даже в тех случаях, когда ген, кодирующий этот белок, накопил много мутаций. Тогда организм их не «замечает», обладает «нормальным» белком, а его внешний вид и поведение ровно такие же, что и у его предков.

Однако если во время развития наступает тепловой шок или другая критическая ситуация, HSP90 выходит из своей роли шаперонина и другие, менее мощные шаперонины, позволяют мутационным изменениям проявиться у большинства потомков. Для эволюции это означает сохранение организмов без изменений до тех пор, пока он не испытает резкое давление внешней среды – тогда в нем внезапно, за одно поколение, проявятся многие из скрытых ранее, но передаваемых по наследству изменений.