Требуется сборка. Расшифровываем четыре миллиарда лет истории жизни – от древних окаменелостей до ДНК - [40]
Два молодых биолога в моей лаборатории в Чикаго четыре года занимались этой проблемой. Сначала Тэцуя Накамура пытался воспроизвести эксперименты с генами млекопитающих на плавниках рыб. Он аккуратно удалил гены, но животных без этих генов вырастить непросто. Вспомните, что эти же гены участвуют в построении позвонков, поэтому мутантному животному трудно плавать. Через три года работы по созданию мутантов и подбору условий для их выживания Накамура обнаружил нечто замечательное: при удалении этих генов из генома получались мутантные рыбы без плавниковых лучей.
Гены, активные при формировании кисти руки (слева), также активны у рыб и отвечают за формирование концов плавников.
Светлые зоны соответствуют участкам развивающихся конечностей, в которых проявляют активность аналогичные гены Нох
Со вторым молодым исследователем я познакомился в 1983 году, когда мой профессор анатомии Ли Герке привел с собой на лекцию своего совсем еще маленького сына. Я и представить не мог, что через двадцать лет этот ребеночек, Эндрю Герке, придет работать над диссертацией в мою лабораторию. Герке, как и Накамура, почти каждую ночь просиживал за экспериментами в лаборатории до трех часов утра. Группа канадских исследователей показала: если пометить гены, отвечающие за формирование передних лап мыши, и проследить за развитием конечности, выясняется, что почти все меченые клетки оказываются в кисти и пальцах. В этом нет ничего неожиданного. Неожиданным оказалось то, что происходит с плавниками рыб. Однажды поздно ночью Герке следил за активностью генов в плавниках рыб и сфотографировал происходящее. Эта картинка оказалась на первой странице The New York Times, поскольку демонстрировала кое-что важное. Гены, необходимые для формирования кистей мыши и человека, у рыб не только присутствуют, но и формируют кости на концах плавников – плавниковые лучи.
Превращение плавников в конечности сопровождалось перепрофилированием на всех уровнях: у рыб тоже есть гены, ответственные за формирование кистей и стоп, они создают концы плавников; версии тех же самых генов участвуют в формировании задней части тела мух и других животных. Великие революции в истории жизни не обязательно происходят через массивное изобретение новых генов, органов или способов существования. Новые варианты применения уже существующих признаков открывают широчайшие возможности для потомков.
Модификация, перенаправление или переключение уже существующих генов обеспечивают возможность эволюционных изменений. Для образования новых органов в телах не нужно изобретать с нуля новые генетические рецепты. Можно использовать существующие гены и связи между ними и модифицировать для формирования совершенно новых вещей. Принцип применения старого для создания нового справедлив на всех уровнях развития жизни – даже в отношении создания новых генов.
Глава 5
Талант имитатора
В XVII и XVIII веках изучение тел животных было таким же волнующим занятием, как экспедиции в другие части света. Еще только предстояло установить основы анатомии человека, не говоря уже о разнообразных существах, найденных в удаленных уголках Земли. Как горные вершины, реки и другие географические объекты, структуры тела часто называли в честь открывших их людей. Эти названия отражают нашу историческую связь с сотнями ученых, которые первыми анализировали структуры тела. В сердце есть проводящие волокна, называемые пучком Бахмана. В глазу есть круговая связка – кольцо волокон вокруг зрительного нерва, – именуемая Цинновой связкой. А как забыть “подвижную связку Генри”[16] – это похожее на шутку обозначение группы мышц на внешней стороне предплечья?
Ученые, давшие имена этим частям тела, не просто “застолбили” свои открытия, они разглядели важнейшие общие схемы устройства природы. В честь французского врача Феликса Вик-д’Азира (1748-1794) названы две анатомические структуры головного мозга – пучок Вик-д’Азира и полоска Вик-д’Азира. Этот человек, который основал современную нейроанатомию и позднее сравнительную анатомию, остался недооцененной фигурой в истории науки. Но он одним из первых стал сравнивать анатомические структуры разных животных, чтобы понять законы, определяющие, почему структуры тела выглядят именно так, а не иначе.
Вик-д’Азир не только сравнивал аналогичные анатомические структуры у разных видов, но и наблюдал внутреннюю организацию тел. Препарируя человеческие конечности, он обнаружил, что руки и ноги фактически копируют друг друга. Кости рук и ног следуют одной и той же схеме “одна кость, две кости, много костей, пальцы”. Но он расширил и углубил это сравнение, показав, что мышцы рук и ног тоже построены по одинаковой схеме, как будто являются частью повторяющейся серии дуплицированных органов.
Примерно через семьдесят лет после этого британский анатом сэр Ричард Оуэн (1804-1892) распространил идею Вик-д’Авира на все тело и на скелеты животных. Ребра, позвонки и кости конечностей кажутся модифицированными копиями друг друга, имеющими общий дизайн, но с некоторыми вариациями формы, размера и положения в теле. Оуэна это настолько потрясло, что он предположил, что архетипом скелетов всех существ от рыбы до человека был скелет простого существа, от головы до хвоста сформированного из блоков позвонков и ребер.
Почему мы выглядим так, как выглядим? Что общего между человеческими руками и, допустим, крылышками бабочки? И как связаны между собой волосы, молочные железы и сложное устройство нашего уха? Эти вопросы только кажутся праздными — на деле ответы на них позволят нам лучше понять строение человеческого организма, а значит, найти причину его слабостей и болезней. Нил Шубин, профессор анатомии, известный палеонтолог и один из первооткрывателей легендарного тиктаалика (промежуточного звена между рыбами и наземными животными), предлагает читателю совершить увлекательное путешествие к истокам эволюции и посмотреть, как на протяжении трех с половиной миллиардов лет формировалось и совершенствовалось наше тело.
«…Возвратишься в землю, из которой ты взят, ибо прах ты и в прах возвратишься», — напоминает Библия. «Так и есть», — соглашается автор бестселлера «Внутренняя рыба» (2008; рус. пер. 2010), профессор биологии Чикагского университета и член Национальной академии наук США Нил Шубин. И уточняет: человек состоит в кровном родстве не только со всеми живыми организмами, но и с землей, с водой и воздухом, с нашей планетой, с Галактикой и всей Вселенной. Наши тела сотканы за миллиарды лет эволюции из «звездной пыли».
Это история об Уильяме Перкине, который случайно изобрел пурпурный цвет. И навсегда изменил мир вокруг себя. До 1856 года красители были исключительно натуральными – их получали из насекомых, моллюсков, корней и листьев, а искусственное окрашивание было кропотливым и дорогим. Но в 1856 году все изменилось. Английский химик, работая над лекарством от малярии в своей домашней лаборатории, случайно открыл способ массового производства красителей на фабриках. Этот эксперимент – или даже ошибка – произвел революцию в моде, химии и промышленности. Эта книга – удивительный рассказ о том, как иногда даже самая маленькая вещь может менять и иметь такое продолжительное и важное воздействие. В формате PDF A4 сохранён издательский дизайн.
100-летие спустя после окончания Первой мировой войны и начала становления Версальской системы предыстория и история этих событий требуют дальнейшего исследования. Тема книги актуальна и в связи с территориальными изменениями в Центрально-Восточной Европе (ЦВЕ) в конце ХХ века. Многие сегодняшние проблемы берут начало в геополитической трансформации региона в ходе Первой мировой войны и после ее окончания. Концептуальной новизной работы является попытка проследить возвращение имперской составляющей во внешнюю политику России.
Собирая эту книгу из огромного количества материалов, я ставила перед собой нетривиальную задачу: на жизненном примере взаимоотношений ученого каббалиста Михаэля Лайтмана и его великого учителя Баруха Ашлага показать один из возможных путей в каббалу. Удалось ли мне решить эту задачу, пусть решает читатель От составителя книги Ларисы АртемьевойКнига представлена в сокращенном виде. Это связано с тем,что значительная часть материалов данной книги в расширенном и дополненном виде уже скоро (осень 2006 года) будет представлена в новой книги Михаила Лайтмана, в его редакции и с его комментариями.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.