Ричард Докинз - Слепой часовщик
Дальнейшее снижение размерности до одной бывает необходимо, когда чертежи нужно сохранить в виде компьютерных импульсов и, например, передать по телефонной линии в другую часть страны. Это легко сделать, раскладывая каждый двухмерный чертёж на одномерный «скан». Телевизионные картинки подобным образом кодируются для передачи по радио. Опять же, сжатие размерностей — по существу тривиальный приём кодирования. Важный момент — существует взаимооднозначное соответствие между чертежом и зданием. Каждая часть чертежа отражает соответствующую часть здания. В некотором смысле, чертёж является миниатюрным «предформированным» зданием, пусть и миниатюризированным в меньшее количество размерностей, чем оригинал.
Я рассказал о приведении чертежей к одной размерности, конечно, потому, что ДНК — одномерный код. Точно так же, как возможно передать уменьшенную модель здания по одномерной телефонной линии — в виде оцифрованного набора чертежей, так же в принципе возможно передать модель тела посредством одномерного цифрового кода ДНК. В природе этого не происходит, но если б всё-таки происходило, то было бы справедливым утверждение, что современная молекулярная биология доказала древнюю теорию преформизма. Теперь рассмотрим другую великую теорию эмбриологии, эпигенез — теорию рецепта или «кулинарной книги».
Рецепт в кулинарной книге — это ни в коем случае не чертёж кекса, который в конце концов появится в печи. И не потому, что рецепт — это одномерная строка слов, а кекс — трёхмерный объект. Как мы знаем, свернуть модель объекта в одномерный код процедурой сканирования совершенно возможно. Но рецепт — это не масштабная модель, не описание законченного кекса и, ни в каком смысле, не поточечное отображение объекта. Это — набор инструкций, которые, будучи выполнены в правильном порядке, приведут к кексу. Настоящий одномерно закодированный чертёж кекса состоял бы из серии сканированных срезов кекса, как если бы его протыкали вдоль и поперёк через заданные интервалы каким-то зондом. Код отражал бы свойства среды в точках зондирования, следовавшими, допустим, с миллиметровыми интервалами; тогда можно было бы по серии этих данных восстановить точные координаты каждой ягодки и крошки теста. Имело бы место строгое взаимооднозначное соответствие между каждой частицей кекса и соответствующей частью чертежа. Очевидно, что ничего этого нет в реальном рецепте. Нет никакой однозначной карты «частиц» кекса, составленной из слов или букв рецепта. Если слова рецепта и отображаются на что-нибудь, то это не отдельные частицы готового кекса, но отдельные шаги процедуры его создания.
Да, пока мы не понимаем всех, или даже большей части, тех процессов, которые происходят при развитии животных из оплодотворённых яйцеклеток. Тем не менее, есть много убедительных признаков того, что гены намного более подобны рецепту, чем подробному чертежу. Аналогия с рецептом гораздо ближе к истине, чем аналогия с чертежом, хотя последняя нередко легкомысленно приводится в популярных учебниках, особенно недавних, хотя она неправильна почти в каждой детали. Эмбриональное развитие — это процесс. Это упорядоченная последовательность событий, подобная процедуре выпечки кекса, за исключением того, что состоит из в миллионы раз большего количества стадий, а различные стадии протекают одновременно во многих разных частях «противня». Большая часть этих стадий является размножением клеток, производящим потрясающие их количества. Некоторые из них отмирают, другие соединяются друг с другом, формируя органы, ткани и другие многоклеточные структуры. Как мы видели в предыдущих главах, особенности поведения конкретной клетки зависят не от особенностей состава её генов, ведь во всех клетках он одинаков, но от того, какие именно гены этого набора «включены» в этой клетке в этот момент. В любой точке развивающегося тела, в любой момент развития, бывает включена только незначительная часть генов. В разных частях эмбриона, в разные моменты развития включены разные подмножества генов. Какие именно гены будут включены в данной клетке в данный момент, зависит от химических условий в этой клетке. А они, в свою очередь, зависят от предшествующих условий в этой части эмбриона.
Более того, эффект, оказываемый включенным геном, зависит от конкретного субстрата в этой локальной точке эмбриона, на который этот ген собственно и оказывает эффект. Ген, включенный в клетках зачатка спинного мозга на третьей неделе развития, будет оказывать совершенно иной эффект, нежели тот же самый ген, включенный в клетках плеча на шестнадцатой неделе развития. Другими словами, эффект, оказываемый геном (если о нём можно говорить), — это не просто присущее свойство самого гена, но свойство гена, взаимодействующего с историей состояния его локальной среды в эмбрионе. Из этого понятно, что идея генов, как чего-то подобного чертежу тела — нонсенс.[24] Вспомните, что то же самое было справедливо и для компьютерных биоморфов.
Не существует никакого простого взаимооднозначного соответствия между генами и частицами тела, во всяком случае — большего, чем соответствие между словами рецепта и крошками кекса. Совокупность генов можно рассматривать как точно такой же набор инструкций по выполнению процесса, как и совокупность слов рецепта. Читателя, возможно, мучает вопрос — как в таком случае генетики могут зарабатывать на жизнь? Как вообще можно упоминать, уже не говоря о том, чтобы исследовать, «ген синих глаз» или «ген цветовой слепоты»? Разве сам тот факт, что генетики могут изучать такие «эффекты одного гена» не говорит о том, что в реальности существует какой-то вид соответствия между данным геном и данной частицей тела? Разве это не опровергает всё, что я говорил насчёт набора генов, являющихся рецептом развития тела? Нет, конечно же, нет, и важно понять, почему.
Возможно, лучший способ понять это, состоит в возврате к аналогии с рецептом. Думаю, вы согласитесь, что нельзя разделить кекс на составляющие его крошки и сказать: «Эта крошка соответствует первому слову рецепта, эта крошка — второму», и т. д. В этом смысле нельзя не согласиться, что весь рецепт целиком отображает весь кекс тоже целиком. Но теперь предположим, что мы изменили одно слово в рецепте; например, слово «разрыхлитель» удалено или изменено на слово «дрожжи». Мы испекли 100 кексов по новой версии рецепта и 100 — по старой. И обнаружили ключевое различие между двумя множествами из 100 кексов, и это различие возникло вследствие различия в одном слове рецепта. Хотя никакого взаимооднозначного соответствия между словами и крошками кекса нет, но есть взаимооднозначное соответствие между различием слов и различием всего кекса. «Разрыхлитель» не отображается на какую-то конкретную часть кекса: он оказывает влияние на «подъём» и, следовательно, на итоговую форму всего кекса. Если «разрыхлитель» удалён или заменён «мукой», то кекс не будет «подниматься». Если он будет заменён на «дрожжи», то кекс поднимется, но по вкусу будет больше похож на хлеб. Будет наличествовать стабильное, распознаваемое различие между кексами, испечёнными по первоначальной и «видоизменённым» версиям рецепта, хотя не будет никакой конкретной «частицы» кекса, которая бы соответствовала рассматриваемым словам. Вот вам хорошая аналогия событий, происходящих при мутациях гена.
Поскольку гены оказывают и количественные эффекты, и, стало быть, мутации могут изменять эту количественную величину, то ещё лучшей аналогией было бы изменение температуры в печи с «350 градусов» до «450 градусов». Кексы, выпеченные согласно «мутантной», высокотемпературной версиеи рецепта, получатся существенно другими, не только в одной части, но и по всему их объёму. Но и эта аналогия очень упрощена. Чтобы представить себе процесс «выпекания» младенца, мы должны представить себе не один процесс в одной печи, но переплетение нитей конвейера, проходящих по разным частям противня сквозь 10 миллионов различных миниатюрных печей, последовательно и параллельно, и каждая печь вырабатывает различные комбинации приправ из 10 000 базовых ингредиентов. Смысл кулинарной аналогии, показывающей, что гены — не чертёж, а рецепт процесса, виден в сложной её версии даже отчётливей, чем в упрощённой.
Теперь пора применить этот урок к вопросу наследовании приобретённых характеристик. Связь здания с чертежом, в отличие от рецепта, является двунаправленной. Если у вас есть здание, то вам легко восстановить его чертёж. Достаточно измерить все его размеры и промасштабировать их. Очевидно, если дом «приобрёл» какую-то новую характеристику — скажем, внутренние стены были снесены, чтобы сделать первый этаж открытой студией, то «обратное вычерчивание» позволит точно зафиксировать изменения. И если бы гены содержали чертёж взрослого тела, то нечто подобное было бы возможно и с телом. В этом случае можно легко представить себе любую особенность, приобретённую телом при жизни, которая бы точно записалась назад в генетический код и, следовательно, передалась бы следующему поколению. Сын кузнеца и в самом деле мог бы унаследовать последствия отцовских упражнений. Но поскольку гены — это не чертёж, а рецепт, такое невозможно. Унаследование приобретённых характеристики живым существом представимо не более, чем унаследование таковых кексом. Представьте, что от кекса отрезан один ломтик. Описание изменения теперь отражается в рецепте — рецепт изменяется так, что следующий кекс, выпеченный согласно изменённому рецепту, выходит из печи уже с аккуратно отсутствующим ломтиком.
