Практические выводы из уроков клетки

За годы преподавания на медицинском факультете я пришел к выводу, что студенты-медики склонны к весьма жесткой конкуренции в образовательной сфере — к уда там юристам! В своем желании оказаться «наиболее приспособленными», чтобы после четырех изнурительных лет все-таки добраться до выпуска, они в полной мере воплощают дарвиновские принципы. Конечно, именно такая модель лучше всего описывает это самозабвенное стремление получить наивысшие оценки, расталкивая локтями товарищей. Но это стремление всегда казалось мне несколько странным для тех, кто готовится стать врачевателем, исполненным сострадания к людям.

Однако во время пребывания на острове мои стереотипы по поводу студентов-медиков пошатнулись. После моего воззвания эта незадачливая группа перестала вести себя подобно обычным студентам-медикам, отбросила прочь стратегию выживания сильнейшего и сплотилась в единую силу, в настоящую команду, что действительно помогло ей успешно завершить семестр. Более сильные студенты помогали слабым и благодаря этому сами становились еще сильней. Такая гармония и удивляла, и радовала одновременно.

В итоге все кончилось по-голливудски благополучно. В качестве заключительного экзамена я предложил своим студентам в точности те же задания, которые выполняют студенты в Висконсине. И эти «отверженные» справились нисколько не хуже, чем их «элитарные» коллеги в США. Позже многие из моих студентов рассказывали: когда они вернулись домой и встретились со сверстниками, которые заканчивали американские университеты, то с удовлетворением обнаружили, что более глубоко понимают принципы жизнедеятельности клеток и целых организмов.

Я был в восторге, что моим студентам удалось сотворить настоящее чудо, но лишь спустя годы понял, как именно они смогли этого достичь. Тогда мне казалось, что все дело в построении курса, хотя и сейчас считаю сопоставление биологии человека и клетки хорошим способом подачи материала. Но когда я вторгся в пределы, которые многими были сочтены территорией чудаковатого доктора Дулиттла, то понял, что успех моих студентов во многом объясняется именно отказом от поведения, принятого в среде их американских коллег. Вместо того чтобы копировать поведение умников-студентов, они действовали как умные клетки, которые объединились, чтобы стать еще умней. Нет, все-таки оставаясь в рамках традиционной науки, я не предлагал своим студентам учиться жить у клеток. Но мне доставляет удовольствие думать, что они двинулись в этом направлении интуитивно, после моих восторженных рассказов о способности клеток группироваться для формирования более сложных и совершенных организмов.

Тогда я не задумывался над этим, но сейчас считаю еще одной причиной успеха моих студентов не только мои похвалы в адрес клеток, но и мое одобрение самих студентов. Чтобы становиться образцовыми студентами, им требовались свидетельства, что их считают таковыми. В последующих главах я покажу — очень многие из нас живут ограниченной жизнью не потому, что иначе невозможно, а потому что думают, будто иначе невозможно. Но я забегаю вперед. Достаточно сказать, что после четырех месяцев в том раю и изложения своего курса, мои взгляды на клетки и уроки, которые они преподают людям, прояснились окончательно. Я оказался на прямом пути к пониманию Новой Биологии, отбрасывающей прочь пораженческий дух генетической и родительской предопределенности, равно как и дарвинизм с его выживанием сильнейших.

* * *

Только написав эту главу, я предпринял активные поиски в подтверждение догадки, что столь оклеветанному Жану-Батисту Ламарку должны наконец воздать должное за его понимание эволюции. Но будучи неисправимым оптимистом, в чем вы убедились, ознакомившись с написанным выше, я включил ссылку на статью с осторожным названием «Не был ли Ламарк в чем-то прав?». Счастлив доложить, что мой оптимизм подтвердился. Теперь найти сторонников Ламарка куда проще: они не только уверены в том, что он был прав «в чем-то», но считают его провидцем!

Почти через 200 лет после его смерти эпигенетические исследования стали одними из популярных областей науки. Они вновь и вновь подтверждают часто высмеиваемое убеждение Ламарка, что организмы приспосабливаются к среде и могут передавать обретенные свойства последующим поколениям. Такой решительный (без всяких вопросительных знаков) заголовок встретился мне очень скоро при подготовке юбилейного издания: «Возрождение ламаркизма (Рассвет эпигенетики)».

Разумеется, Ламарк (равно как и Дарвин) не имел никакого представления о молекулярной природе генов и их экспрессии в организме, поэтому я не скажу, что он был эпигенетиком. Для выявления тонких химических изменений ДНК и связанных с ней белков, которые позволили бы организмам приспосабливаться к среде и передавали бы приобретенные признаки без изменения структуры молекулы ДНК, современным исследователям требуются высокотехнологичные лаборатории. Теория Ламарка о наследовании приобретенных признаков — главная причина нападок на него — сегодня считается обоснованным механизмом наследования. Передовые исследования способствуют не только восстановлению его репутации, но и подрывают веру в генетический детерминизм. А это, как вам уже известно, одна из главных тем «Биологии веры» — гены, унаследованные нами от наших отцов и матерей, не определяют нашу судьбу!

Я вовсе не считаю, что во взглядах научного сообщества произошел сдвиг в сторону ламаркизма. Вопрос о механизмах, движущих эволюцию, все еще остается открытым. Например, когда теория «адаптивной мутации» с утверждением, что мутации происходят в ответ на особые стрессы, была впервые представлена вниманию ученых в 80-х годах молекулярным биологом доктором Джоном Кэрнсом, он был объявлен еретиком, а его теория остается спорной по сей день. Адаптивная мутация противоречит неодарвинизму, согласно которому наследственные изменения основаны на естественном отборе, описанном Дарвином как «борьба за жизнь сильнейших», а потом как «выживание наиболее приспособленных». (При всей своей привлекательности афоризм выживание наиболее приспособленных является тавтологией, очевидной истиной, непригодной для описания движущих сил эволюции. Наиболее приспособленный — означает «самый пригодный к выживанию», и само выражение можно перефразировать как «выживание самых пригодных к выживанию». С этим не поспоришь!)

Неодарвинизм относит мутацию к случайным копирующимся ошибкам в репликации генов. Если генетическая ошибка усиливает выживаемость организма — такая мутация выбирается для наследования. Таким образом, направление эволюционного развития случайно и непредсказуемо… какая тавтология! В ответ на давние вопросы «Как мы сюда попали?» и «Зачем мы здесь?» теория неодарвинистов заставляет нас поверить, будто несколько миллиардов лет мы эволюционировали благодаря «удачным» генетическим случайностям. Напротив, теория ламаркианцев подразумевает, что эволюционно-выгодные мутации возникают из-за «потребности» организма приспособиться к угрожающим жизни внешним стрессам. Поэтому они не случайны и в значительной мере предсказуемы с точки зрения окружающей среды.

Эти с виду скрытые научные споры важны потому, что адаптивные мутации подразумевают целенаправленность биологической эволюции — наличие цели и соответствия господствующим условиям окружающей среды, включающей в себя жизнь общества в целом. Полагаю, что со временем теория адаптивных мутаций одержит верх, и точка зрения, по которой сеть жизни и эволюционный процесс — это результат высокоорганизованного, симбиотического сотрудничества между всеми живыми организмами, получит больше сторонников.

Увлекательные исследования биолога и математика Мартина А. Новака, директора гарвардской Программы эволюционной динамики, уже говорят в пользу решающей роли сотрудничества в эволюции. Используя математическое и компьютерное моделирование, Новак разделил популяции на «кооператоров», принимающих помощь других, и «отступников», не поддерживающих других, даже после того, как они получили от них помощь. На материале нескольких тысяч научных публикаций о победе кооператоров (от бактерий до человеческих существ) в процессе эволюции Новак показал, что сценарии делятся на пять категорий.

К примеру, в одной категории, представляющей из себя «пространственный отбор», кооператоры и отступники неравномерно распределены среди популяции. В такой популяции с «пятнами кооператоров» отзывчивые люди объединяются и одерживают победу над отступниками. В другой категории «я почешу тебе спину, и кто-то почешет мою» — личность решает стать кооператором из-за репутации «человека в нужде». Он приводит пример японских макак: обезьяны с низким статусом, ухаживая за высокопоставленными, могут повысить свою репутацию (и получить более долгий груминг), когда их видят вместе с «начальством».

Новак обнаружил, что кооперация-отступничество действует на нескольких уровнях — человек одновременно может быть как кооператором, так и отступником. В качестве примера Новак приводит группу сотрудников фирмы, ведущих жесткую конкуренцию между собой с целью повышения по службе, но также и взаимодействующих друг с другом, чтобы превзойти другие фирмы. Такое понимание сложной природы кооперации-отступничества согласуется с принципами системной биологии — еще одной области науки, ставшей известной за последнее время и признающей тот факт, что наилучшее понимание биологии возможно только при изучении динамики взаимодействующих систем, а не узком изучении исключительно одной системы. Один из аргументов: в свое время медицина пыталась понять болезни сердца, сосредоточившись на его функциях и структуре. Однако фундаментальные прорывы в исследовании сердечных заболеваний стали очевидными, лишь когда функции сердца изучались при учете влияния других систем — нервной, нейроэндокринной, иммунной и пищеварительной.