Онтогенез. От клетки до человека

Удивительной особенностью механизмов развития является их структура, имеющая несколько уровней «вложения»: более поздние механизмы включают в себя более ранние, и эти более ранние механизмы нужны для протекания процессов более мелкого масштаба. Чтобы сформировалась нормально функционирующая сенсорная нервная система, нужно подстроить силу нервных соединений, а это происходит за счет использования положительной обратной связи при обучении (глава 15). Для того чтобы сложились петли положительной обратной связи, нужно, чтобы сначала образовалось очень много нервных соединений, что происходит за счет миграции клеток нервного гребня и их отростков при помощи навигационных подсказок (глава 13). Возможность связать навигацию с движением клеток зависит от самоорганизующихся петель обратной связи на ведущем крае клеток (глава 8), а эти петли, в свою очередь, зависят от простых реакций самосборки белковых единиц в микрофиламенты (глава 1). «Вложенная» структура прослеживается и за пределами уровня отдельного организма, а именно в человеческом обществе, хотя, конечно, не нужно доводить эту аналогию до абсурда. Общественная организация породила принципиально новые возможности, такие как передача приобретенных знаний из поколения в поколение, которые не имеют явных аналогов в организме, а организмы имеют свои особенности, которых нет в большинстве человеческих сообществ, например обновление за счет клеток зародышевой линии (хотя в колониях некоторых муравьев и пчел размножение является уделом определенных особей, которые, по сути, служат «зародышевой линией» колонии).

Как соотносится только что изложенная теория развития человека на основе клеточной коммуникации с превалирующим подходом, ставящим во главу угла гены? Если вспомнить, что белковые «машины», лежащие в основе коммуникативной модели развития, построены в соответствии с генетической информацией, станет понятно, что они не противоречат друг другу (глава 1). Белки регулируют экспрессию генов, а гены определяют синтез белков. Если корректно сформулировать эти две точки зрения на развитие, они никоим образом не войдут в конфликт. Это две стороны одной медали. Тем не менее на практике конфликт иногда возникает, и связано это с небрежной формулировкой геноцентрической точки зрения. Я думаю, что причина кроется в непонимании научного жаргона, покинувшего стены лабораторий и породившего путаницу даже среди студентов-биологов, не говоря уже о широкой публике. Это должно послужить предостережением всем ученым: нужно аккуратнее обращаться с терминологией, даже когда кажется, что «это и так всем понятно». В данном случае фраза «ген такого-то признака» породила представление, что конкретные гены напрямую определяют конкретные признаки организма на самом высоком уровне организации, например длину носа, силу рук или IQ.

Классическая генетика прежде всего занимается изучением корреляций, в частности корреляций между мутацией гена и ее заметным воздействием на организм. В контексте развития открытие какой-то корреляции означает, что ген можно описать как «ген, определенная мутация которого приводит к неправильному формированию такой-то структуры тела». Ни один нормальный докладчик не станет по сто раз повторять эту фразу во время пятиминутного выступления, и она быстро превращается в выражение «ген такой-то структуры тела». Когда гену наконец присваивается название, оно нередко сохраняет след былого обозначения: например, wingless («бескрылый»), thick vein («толстая жилка») или small eye («маленький глаз»). Пока все помнят, что стоит за тем или иным названием, никакой проблемы нет. Однако если смысл забылся, то, услышав такую фразу, можно подумать, что функция гена заключается в создании определенной части тела или даже что между этим геном и развитием данной части тела есть жесткое соответствие. Это очень распространенное заблуждение. Вся проблема в направленном характере причинности, которую прекрасно иллюстрирует известный детский стишок (возможно, основанный на событиях, стоивших жизни английскому королю Ричарду III):

Не было гвоздя – подкова пропала,

Не было подковы – лошадь захромала,Лошадь захромала – командир убит,

Конница разбита, армия бежит.Враг вступает в город, пленных не щадя,Потому что в кузнице не было гвоздя (пер. С. Маршака).