Мысли о главном. О жизни и смерти - Валерий Степанович Миловатский
Гаструляция – один из тех моментов эмбриогенеза, при котором происходит массовое передвижение клеток на предназначенные им места. «У зародышей позвоночных (со стадии гаструлы – автор) в клеточных миграциях участвуют, – пишет Дьюкар, – целые слои, состоящие из нескольких сотен клеток и перемещающиеся относительно других клеточных слоёв…»[55]. И тут же исследовательница вынуждена признать непонятность этих передвижений при гаструляции: «Непосредственные причины, вызывающие начало клеточных перемещений при переходе к гаструляции, неизвестны»[56]. Далее она высказывает догадку о том, что этому способствует электрический заряд, «распределяющий клетки по слоям»[57].
Для подкрепления своей догадки Дьюкар приводит следующие экспериментальные факты, говорящие о том, что получены данные «…о наличии в бластопоре амфибий потока ионов натрия в одном направлении, в результате чего между бластоцелем, с одной стороны, и клетками и наружной средой – с другой, возникает разность потенциалов 30–40 мВ. Эти авторы полагают, что возникающее при этом однородное электрическое поле может инициировать инвагинацию клеток»[58]. И таким образом дать начало формированию гаструлы. (Здесь уместно отметить, что активность клеток в эмбриогенезе часто связана с некими электромагнитными явлениями, которые стимулируют и направляют дальнейшее формирование функционирующего органа.)
Гаструляция происходит практически у всех многоклеточных организмов, от низших до высших, являя собой важнейший момент эмбриогенеза. Конечно, у высших и низших она сильно отличается: так, у кольчатого червя в ней участвует 30 клеток, тогда как у лягушки – 30 000 клеток[59].
По сути уже в гаструле, в трёх её слоях, намечено, как будет формироваться нервная система, внутренние органы, мышцы, скелет и т. д. У позвоночных кранио-каудальная ориентация, а также билатеральная симметрия «возникают во время гаструляции» и выявляются в нейруляции[60].
Скажем несколько слов о нейруляции у позвоночных. Эта важнейшая стадия эмбриогенеза включает поэтапно следующие события: образование нервной пластинки из эктодермы гаструлы, затем – нервной трубки из этой пластинки и следом за этим появление на нервной трубке нервного гребня. На последнем и сосредоточим наше внимание. «У позвоночных, – пишет Дьюкар, – есть закладка, клетки которой отличаются своими исключительными способностями к миграции и взаимодействиям и которую трудно со всей определённостью отнести к эктодерме или мезодерме ввиду большого разнообразия образуемых ею структур. Речь идёт о нервном гребне»[61]. (Из его клеток формируются сомиты, спинной и головной мозг, ганглии, хрящи головы и мозговое вещество надпочечников.) Это ещё одна (после гаструлы) структура, в которой совершаются столь массовые передвижения клеток. Необычно и то, что эти передвижения осуществляются благодаря сильному взаимному отталкиванию клеток нервного гребня. Почему? Зачем? Учёные затрудняются ответить. И хотя Дьюкар вновь твердит о любимой своей идее (о биохимическом взаимодействии клеток в эмбриогенезе), она вынуждена признать странную вещь: взаимодействие клеток нервного гребня, – пишет она, – «…происходит на стадии миграции и выражается во взаимном отталкивании…», однако «…так и не удалось выяснить, обусловлено ли их взаимное отталкивание каким-либо веществом или чем-то иным»[62].
* * *
Для нас представляет интерес идея о так называемых шаблонах. В экспериментах у мышей были взяты клетки из формирующегося гиппокампа и мозжечка и диссоциированы. После этого in vitro они были смешаны – и затем сами разделись и воссоединились в ткани гиппокампа и мозжечка. Дьюкар по этому поводу не скрывает удивления и предполагает, «…что у клеток существуют устойчивые “шаблоны поведения”, которые обеспечивают образование определённых групп, характерных для каждого отдела головного мозга…». Она утверждает, что есть «гены, ответственные за эти шаблоны»[63]. Это очень важное наблюдение о «шаблонах», о некоторых «образцах» и «ориентирах», задающих поведение клеток, свидетельствует отнюдь не о механизме взаимодействия их и не о самосборке.
Здесь я считаю важным сказать о памяти эмбриона. Эта память на каждой стадии развития подсказывает ему, что уже сформировано, а что и когда ещё предстоит сформировать и развить. Эта память вовсе не исчерпывается генетической памятью – это особенная память! Где и в чём её хранилище?
* * *
Обсуждая множество феноменов эмбриогенеза, Дьюкар постоянно обращает внимание на механизмы межклеточного взаимодействия, которые, по её мнению, и являются основным «двигателем» эмбриогенеза. В то же время она многократно признаётся в том, что эти механизмы неизвестны, а часто и не поддаются расшифровке. А дело-то в том, что надо идти не от деталей и частностей, а от целого, которое не следует бояться постулировать, несмотря на его неуловимость и парадоксальность. Дьюкар в итоге своего труда заключает: «Однако теперь, когда мы заканчиваем перечисление примеров межклеточных взаимодействий, происходящих на всём протяжении развития животных, следует чётко указать, что хотя почти для каждого из постулированных механизмов можно привести ряд подтверждающих его экспериментальных данных, ни один из них нельзя назвать общим или нормальным явлением, существование которого твёрдо установлено»[64].
Это хороший результат работы Э. Дьюкар: отрицательный результат направляет исследования в другую сторону, ближе к истине.
Перед зародышем (более всего это видно у млекопитающих, но не менее важно и для других позвоночных и беспозвоночных) стоит тройная задача: во-первых, жить и быть живым во всякий момент своего существования. Это непростая задача для организма, который ещё только формируется и не вышел в самостоятельную жизнь. Во-вторых, он должен быть функционально дееспособным для жизненно важных целей уже в самом процессе эмбриогенеза. И в-третьих, он должен созидать свой организм, самого себя до полной дееспособности. И всё это осуществлять одновременно!
Как же это возможно без дирижёра, без зодчего? Никакие взаимодействия клеток этому не помогут! Они – лишь следствия целеустремлённого созидания. А может быть. зодчий всё же есть? Первое недоумение на пути разгадывания этого вопроса состоит в том, что клетки в эмбриогенезе, прежде чем сформироваться в орган (или в ткань), интенсивно перемещаются по всему зародышу. Особенно большие перемещения происходят в гаструле и в нейруле (от нервного гребня), большие перемещения наблюдаются также внутри головного мозга при его формировании. В чём здесь дело? И вот встречный вопрос: а как может формироваться какой-либо орган в том месте, где для него изготавливается «строительный материал»? Нет, «кирпичный завод» должен находиться отдельно от «здания», строящегося из его «кирпичей». Одно с другим функционально несовместимо – слишком разные задачи у них. Передвижение клеток в эмбриогенезе,
