Страница 59 из 71
На каждый урок она приносила кого-нибудь из своих любимцев: то алую саламандру с набором разнообразнейших талантов («А вы знаете, что у саламандры геном больше, чем у человека?»), то ручную белку, позволяющую рассмотреть себя вблизи и даже погладить, правда, если при этом её будут кормить фисташками или, на худой конец, овсяным печеньем.
Голографическое трёхмерное изображение какого-нибудь удивительного клопа с зубчатым гребнем на спине профессор Франклин увеличивала до размеров слона и с энтузиазмом восхищалась этим существом. Некоторые студенты разделяли эмоции профессора, но большинство старалось поменьше всматриваться в голограмму, надеясь, что эта прелестная букашка не приснится им ночью.
Каждое животное являлось для профессора чудом природы, требующим как научного изучения, так и дружеской заботы. Сегодня она принесла на аудиторный стол целый набор своих биодрузей: серую с тёмными полосками кошку Мисс Гонагал, которая сразу стала обнюхивать стол; почти невидимую клетку с красивым голдфинчем – золотым зябликом с чёрными пятнами на крыльях; и аквариум, где плавали тропические рыбки-гуппи с разноцветными узорными боками.
– Сегодня наша лекция посвящена морфогенезу – возникновению у животных различных органов и окраса. Вот перед вами птица, рыба и млекопитающее. Каждое из этих животных начало развитие из одной-единственной клетки, которая превратилась в две идентичные клетки, потом – в четыре и так далее. В процессе деления первых клеток получаются клетки, идентичные по генетическому набору, но что удивительно: из скопления первоначально одинаковых клеток вырастают впоследствии различные органы, например… – профессор постучала по клетке голдфинча, – у птицы возникают голова, крылья, лапы, хвост.
Каждый орган несёт свою нагрузку и снова дифференцируется: клетки птичьей головы изобретательно выстраиваются в сложно организованный мозг, глаза, органы чувств… Рыба создает плавники, жабры, мышцы из клеток с одинаковым набором генетической информации. Как же идентичные клетки становятся хвостом или головой? Как набор клеток догадывается, что его конечная цель – создание уха или сверхсложного глаза? Как клетки кошачьей шерсти узнают, что им надо образовать полосатый узор? Кто срежиссировал или сдирижировал коллективную окраску клеток кожи, шерсти и чешуи, чтобы возникла такая цветовая симфония? Эту тему биологи называют морфогенез – образование форм.
Профессор насыпала сухой корм в аквариум с рыбками и сказала:
– Биологический организм – весьма реагенная среда. Разная концентрация белков-гормонов в многоклеточной среде диктует клеткам, кому стать головой, кому – ногами. Известны классические опыты на простейших животных – гидрах, у которых отрезали голову, но градиент гормона продолжал дирижировать оставшейся клеточной массой и заставлял гидру вырастить новую голову. Была ли она умнее предыдущей, пока установить не удалось… – пошутила профессор. – Регенерация целых органов у более сложных организмов редка, но, например, тритон может вырастить новый глаз взамен потерянного.Профессор погладила Мисс Гонагал по выгнутой спине, а кошка в знак одобрения подняла столбиком своё морфогенетическое образование с волнообразным распределением пигмента, или, попросту, беззаботный полосатый хвост.
– Очень интересен механизм окраски животных. Окраска млекопитающих вызвана всего двумя пигментами-меланинами: эумеланин имеет чёрный или коричневый цвет, феямеланин – жёлтый или красновато-оранжевый. Именно эти два пигмента отвечают за различия в цвете волос, глаз и кожи у людей. Загорая на солнце, мы меняем количество меланина в коже.
– Так, значит, я рыжая из-за этого самого… феямеланина? – спросила весёлая Нинон-Олень, с которой Никки познакомилась в день приезда в Колледж.
– Совершенно верно, – согласилась профессор.
– А почему у Никки волосы прозрачные? – крикнул кто-то.
– Я не думаю, что мы можем обсуждать друг друга на лекции, даже если речь идёт всего лишь о цвете волос, – нахмурилась профессор Франклин.
Модницы Колледжа недоуменно подняли брови: «Всего лишь?!»
– Валяйте, профессор, – свободно сказала Никки. – Мне самой интересно узнать…
– Ну, если мисс Гринвич дает разрешение… – вздохнула профессор. – Полное отсутствие меланина дает седые волосы. Но белизна седины определяется рыхлой поверхностью волоса, хорошо рассеивающей свет. А если волосок без меланина имеет плотную и гладкую поверхность, то он будет прозрачным.
– А можно такого добиться… искусственно? – высказал тот же голос заветную мечту многих.
Профессор пожала плечами: «Мне бы ваши заботы!» – и вернулась к лекции:
– Меланины порождают жёлтый цвет шкуры оленя, чёрно-жёлтый окрас леопарда и все остальные цветовые решения внешности млекопитающих. В основе полосатости шкур лежит диффузионная неустойчивость Тьюринга, вызывающая в шкуре животных волны разной концентрации гормонов – катализаторов производства меланинов. Аналогом этой неустойчивости в химии является реакция Белоусова – Жаботинского, о которой вам уже рассказывал профессор Цитцер.
Далее профессор Франклин продемонстрировала впечатляющие математические решения уравнений меланогенеза. На экране появилась модель шкуры животного, и Вольдемар на ходу принялся решать уравнения с различными параметрами. Каждое математическое решение давало новый узор на шкуре.
Простейшее решение соответствовало животному с чёрной передней частью тела и белой задней. Рядом с математической моделью Вольдемар показал реальное фото лохматой собаки бобтейл, имеющей такую же шкуру.
Параметры уравнений менялись, и математическая шкура покрывалась то чёрными крупными узорами, то узкими полосками или мелкими пятнами. И какая бы окраска ни получалась из уравнений, всегда находилось реальное животное, имеющее шкуру, окрашенную именно таким образом: лошадь, зебра, жираф или леопард, чья знакомая физиономия была восторженно встречена школьниками.
– Взаимодействие физической диффузии и химических реакций объясняет целый класс важных феноменов морфогенеза, – подытожила профессор Франклин, – а нестабильность распределения подкожных белков-гормонов рисует узоры на шкуре животных – как на Мисс Гонагал или на тигре, которого я не решилась привести в класс… – улыбнулась профессор. – Тем же закономерностям следует развитие внутренних органов биосуществ и даже малозаметных прозрачных узоров на стрекозином крылышке… Вот так теория нелинейных уравнений сумела объяснить целый пласт биологических проблем, за что ей огромное спасибо… – так закончила лекцию профессор Франклин и отпустила школьников пообедать или, точнее, ввести немного органических молекулярных реагентов в свои изголодавшиеся организмы, то бишь – в многоклеточные открытые системы.
После обеда началась пара по планетологии. Среди преподавателей Лунного колледжа единственным неприятным для Никки оказался профессор Дермюррей, физик и планетолог. Заносчивый, самодовольный и нетерпимый, профессор не вызывал у неё – да и у большинства остальных учеников – каких-либо симпатий. С точки зрения Никки, хуже всего было то, что в изложении профессора Дермюррея планетология была не реальной наукой, а сплошной цепью блестящих достижений – в основном, благодаря участию самого профессора.
Проблемы в науке – согласно Дермюррею – практически отсутствовали, что крайне раздражало Никки, полагающей, что именно на нерешённых задачах нужно делать упор в лекциях для студентов. О прошлых успехах науки она могла прочитать и в учебниках, которые традиционно только о них и пишут. Кстати, Дермюррей вместе с соавтором из Лондонской Королевской школы написал вполне рутинный учебник по планетологии, пользующийся устойчивым спросом по прозрачной причине: оба профессора навязывали студентам свою книгу в качестве обязательного пособия. Никки удивляло, что профессор при таком мировоззрении был весьма успешным представителем сообщества учёных – на лекциях он беспрерывно хвастался набором наград, премий и знакомств со всем научным и политическим истеблишментом. Судя по количеству грантов, получаемых профессором из всевозможных фондов, его видение науки как бесконфликтной цепи сенсационных успехов пользовалось полной поддержкой.