Страница 6 из 8
Например, когда в тело ребенка проникает вирус кори, каждая еще незрелая клетка его иммунной системы получает команду создать новый ген, который послужит «шаблоном» для последующей выработки защитного противокоревого белка.
Разные участки ДНК иммунных клеток кодируют синтез тех или иных уникальных белковых фрагментов. По-разному перетасовывая эти участки ДНК, иммунные клетки создают огромный массив генов, на основе которых строятся различные белки-антитела. Если незрелой иммунной клетке ребенка удается выработать белок-антитело, более или менее комплементарный, то есть физически соответствующий внедрившемуся в организм вирусу кори, эта клетка активируется и в ней запускается чрезвычайно любопытный механизм, называемый аффинным созреванием. Данный механизм позволяет клетке точнейшим образом «подогнать» строение белка-антитела вплоть до полнейшей комплементарности вторгшемуся вирусу кори [Li, et al, 2003; Adams, et al, 2003].
Далее, при помощи процесса соматической гипермутации активированные иммунные клетки размножают исходный ген готового белка-антитела сотнями копий. Однако каждая очередная копия оказывается слегка мутировавшей, отличной от оригинала, благодаря чему она кодирует синтез белка-антитела, несколько отличающегося по своему строению. Из множества вариантов исходного гена иммунная клетка выбирает наилучший. Процедура соматической гипермутации повторяется до тех пор, пока иммунная клетка не получит белок-антитело, представляющий собой идеальный физический «слепок» с вируса кори [Wu, et al, 2003; Blanden and Steele 1998; Diaz and Casali 2002; Gearhart 2002].
Такой «слепок» инактивирует вторгшийся вирус и помечает его как подлежащий уничтожению, тем самым ограждая ребенка от пагубного воздействия кори. Иммунные клетки детского организма хранят генетическую память о полученном белке-антителе и передают его ген своим потомкам. Как следствие, если в будущем ребенок снова подвергнется атаке вируса кори, его иммунная система практически мгновенно обеспечит ему необходимую защиту.
Эти удивительные умения клетки в области генной инженерии свидетельствуют о том, что она, если можно так выразиться, способна развиваться «интеллектуально» [Steele, et al, 1998].
Умные клетки объединяются
Не стоит удивляться тому, что клетки такие умные. Ископаемые окаменелости свидетельствуют о том, что одноклеточные организмы были первыми формами жизни на этой планете. Они существовали уже спустя 600 миллионов лет после возникновения Земли. В последующие 2,75 миллиарда лет наш мир был населен исключительно свободноживущими одноклеточными организмами — бактериями, водорослями и амебоподобными простейшими.
Около 750 миллионов лет назад возникли первые многоклеточные формы жизни. Поначалу они представляли собой колонии свободных одноклеточных организмов, насчитывавшие от нескольких десятков до нескольких сотен «сограждан». Позднее клетки оценили эволюционные преимущества совместной жизни и появились сообщества, включающие миллионы, миллиарды и даже триллионы взаимосвязанных и социально взаимодействующих клеток.
Такие гигантские клеточные сообщества, которые видны невооруженным глазом, биолог классифицирует как растения и животных. Но чем бы мы их ни считали — мышью, собакой или человеком, они все равно останутся тем, что собой представляют, а именно — высокоорганизованными объединениями миллионов и триллионов клеток.
Эволюционным толчком к разрастанию многоклеточных сообществ стало стремление к выживанию. Чем больше организм информирован о своем окружении, тем выше его шансы выжить. Объединяясь друг с другом, клетки кардинально увеличивают свою информированность о внешнем мире. Если каждой отдельной клетке условно приписать уровень информированности X, то потенциальная совокупная информированность колониального клеточного организма равна, как минимум, X умноженному на число входящих в него клеток.
Высокая плотность «населения» клеток в организме заставила их структурировать свою среду обитания. Оказалось, что им гораздо выгодней специализироваться. Причем эффективность распределения между ними их функций даже не снилась сегодняшним большим корпорациям. В процессе цитологической специализации, которая начинается еще на стадии зародыша, формируются конкретные ткани и органы. Распределение обязанностей между членами таких клеточных сообществ запечатлевается в генах каждой входящей в них клетки, что существенно увеличивает эффективность всего организма и его способность к выживанию.
В больших организмах лишь небольшое число клеточных особей специализируется на улавливании сигналов из окружающей среды. Эту роль взяли на себя группы клеток, образующие ткани и органы нервной системы. Функция нервной системы — воспринимать окружающее и координировать поведение всех остальных клеток большого клеточного сообщества.
Благодаря такому «распределению труда» клетки могут осуществлять свою жизнедеятельность, тратя гораздо меньше ресурсов, чем если бы им приходилось выживать поодиночке. Вспомните старую пословицу: «Вдвоем тратишь столько же, сколько в одиночку». Или сравните стоимость постройки трехкомнатного особняка и трехкомнатной квартиры в многоэтажном доме на сотню квартир.
Возьмем для примера американский капитализм. Генри Форд увидел преимущества узкой специализации и ввел ее на сборочных линиях своих автомобильных заводов. До Форда бригада рабочих — мастеров на все руки — тратила на сборку автомобиля неделю. У Форда каждому рабочему была поручена одна простая операция. В результате они стали собирать автомобиль не за неделю, а за полтора часа.
Увы, достаточно было Чарльзу Дарвину провозгласить, что эволюция — это непрекращающаяся ни на секунду грызня за лучший кусок, и мы предпочли забыть о столь необходимом для эволюционного развития сотрудничестве.
Для Дарвина жестокая конкуренция и насилие — не только часть животной человеческой природы, но и главный движитель эволюционного процесса. В заключительной главе своей книги «О происхождении видов путем естественного отбора или сохранении благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» он писал о неизбежной борьбе за существование и о том, что в основе эволюции лежат голод и смерть. Прибавьте сюда его веру в то, что эволюция происходит случайным образом, и вы получите Теннисоновский* мир «красных от крови зубов и когтей» — череду бессмысленных схваток ради собственного выживания.
Эволюция без окровавленных когтей
Безусловно, Дарвин — самая известная персона из всех ученых-эволюционистов. Однако впервые эволюция как научный факт была заявлена французским биологом Жаном-Батистом де Ламарком [Lamarck 1809, 1914, 1963]. Даже Эрнст Майр, главный архитектор современного «неодарвинизма», привносит его в старую добрую дарвиновскую теорию генетику XX века, признает приоритет Ламарка.
В своем фундаментальном труде «Эволюция и разнообразие жизни» [Mayr 1976, р. 227] Майр писал: «Мне представляется, что у Ламарка гораздо больше прав претендовать на звание основоположника теории эволюции, каковым его и в самом деле почитает ряд французских историков... Он был первым, кто посвятил целую книгу прежде всего изложению теории органической эволюции. Он первым представил всю систему животного мира как продукт эволюции».
Дело даже не в том, что Ламарк изложил свою теорию за полвека до Дарвина. Ламарк описал значительно менее жестокий вариант эволюционного механизма. Согласно его теории, в основе эволюции лежит кооперативное взаимодействие организмов со своим окружением, которое дает возможность различным формам жизни выживать и развиваться в динамичном мире. Ламарк полагал, что организмы адаптируются к своему меняющемуся окружению и затем передают приобретенные ими свойства по наследству. Что интересно, теория Ламарка вполне согласуется с описанными выше современными воззрениями биологов на деятельность иммунной системы.
* Теннисон Альфред (Te