Текст книги "Чего не знал Дарвин!"
Автор книги: Игорь Лалаянц
сообщить о нарушении
Текущая страница: 3 (всего у книги 4 страниц)
Это, с одной стороны, привело к удушению всего живого, чья жизнедеятельность так или иначе связана с потреблением кислорода, а с другой – к резкому кратковременному похолоданию. Кроме того, было установлено, что гаитянские стекла отличаются по своему составу от вулканических. Высокие температуры привели также к испарению больших количеств стронция, который в известняковых отложениях замещает кальций.
Все это свидетельствует о том, что «преступление» было, а следы «преступника»-метеорита обнаруживаются – и во множестве – до сих пор. Тем более сейчас ученым доступны все более сложные способы исследований. Вопрос теперь заключается лишь в определении степени вероятности этого в общем-то случайного явления.
В том, что метеориты падают на планеты, сомнений нет. Достаточно взглянуть на атласы Луны. На Луне атмосферы нет, поэтому падающие на ее поверхность метеориты не сгорают, а оставляют след падения в виде цирков, описанных еще Жюлем Верном и Гербертом Уэллсом.
И на Земле падение метеоритов и разных небесных тел не редкость, несмотря на защитницу-атмосферу. Но упавший гигант должен оставить след кратер.
Одним из наиболее известных в Америке является кратер Мэнсон в штате Айова. Он обнаруживается только с самолета или из космоса, поскольку давно уже погребен под породами ледникового периода. У. Альварес поначалу больше всего грешил именно на него, но все же диаметр кратера оказался довольно мал – всего 32 км. Метеорит в 10 км должен был прорыть кратер около 100 км! В то же время Мэнсон идеально подходит по возрасту.
Вроде бы подходил кратер Барринджер в штате Аризона, названный в честь американского инженера Д. Барринджера, впервые описавшего его в начале нашего века. Но «аризонец» оказался слишком уж юн – всего какие-то 30–50 тыс. лет… Несерьезно! Поиски подходящего кратера, продолжавшиеся в течение десяти лет, в 1990 году велись только в районе Карибского бассейна.
23 ноября 1990 году журнал «Сайенс» поместил карту Карибского моря с указанием трех возможных мест расположения гигантского кратера; в море ближе к северному побережью Колумбии, самое западное или юго-западное побережье Кубы и «формация» Чикслуб на северном побережье мексиканского полуострова Юкатан в районе городка Прогрессе.
При этом последнее место кажется наиболее вероятным американскому ученому А. Хильдебрандту из Аризонского университета. Мексиканцы знали об этом кратере еще в 60-х годах, когда их государственная нефтяная компания начала разведку нефти в этом районе, но держала информацию в секрете.
Сам Хильдебрандт натолкнулся на кратер довольно случайно. В 1981 году в его руки попал отчет по гравитационным и магнитным замерам в этом районе, сделанный геофизиками по просьбе нефтяников. Ученого поразила непонятная аномалия в виде гигантской подземной чаши глубиной 1 и диаметром 60 км! На дне кратера оказались стекло и брекчии (от англ. «брейк», «брек» – ломать, разбивать). Брекчиями геологи называют обломки пород, образовавшиеся в результате удара. Над остекленевшими массами лежат осадочные известняковые породы третичного периода, то есть уже кайнозоя.
Таким образом, видна классическая К/Т граница. Но откуда же взялись известняковые морские отложения?
Хильдебрандт отвечает, что удар метеорита 65 миллионов лет назад пришелся в материковый шельф. Небесный камень упал в море, которое со временем отступило в результате перемещения Южной Америки, воссоединившейся с Северной. В меловом периоде это место было на глубине всего каких-то 200–300 метров.
Это место идеально подходит к тем условиям, в которых образовалось «ударное» стекло на Гаити. К этому следует добавить, что именно в Северной Америке находят максимальное количество кварца, несущего следы ударной волны.
Другие ученые не соглашаются с Хильдебрандтом, приводя в качестве вариантов возможные места в районе Нового Орлеана, Кубы, и даже кратер Риес диаметром всего 24 км в западной части Германии. Доказательство правоты тех или иных исследователей потребует усилий, но в то же время является и хорошим вызывом им, их способности думать, искать, анализировать.
Сейчас, как писал журнал «Сайенс», геология Карибского бассейна плохо понята, поскольку она является сложнейшим продуктом двухсот миллионов лет постоянного континентального дрейфа, столкновений, расхождений материка и центральноамериканского перешейка, что вполне могло за 65 миллионов лет разрушить сам кратер, форма которого в земных условиях явно отличается от лунного цирка.
Но вероятность обнаружения такого кратера все же остается очень и очень высокой. Точно так же, как вероятность столкновения Земли с крупными небесными телами. У всех на памяти Тунгусский метеорит, который-таки врезался в Землю. Слово «метеорит» в данном случае, конечно же, необходимо взять в кавычки, поскольку природа его пока еще до конца неясна. Но вот в 1937 году в нашу планету чуть не врезался небесный «пассажир», который даже получил имя Гермес. Его диаметр был около полукилометра. Можно только себе представить, что бы было с нами, если бы столкновение произошло на самом деле. Самый настоящий конец света! Так что гипотеза вымирания динозавров в результате метеоритного попадания в землю весьма вероятна.
Если бы не одно «но»…
Метеоритная гипотеза привлекла внимание астрономов Д. Раупа и Дж. Сепковского из Чикагского университета, которые проанализировали палеонтологические данные о вымираниях живых организмов за последние 250 миллионов лет. Вымирания оказались удивительно привязанными к членению истории Земли на эры и периоды. Взять хотя бы катаклизм Пермского периода, когда вымерло более 90 процентов всех морских видов, или уже неоднократно упоминавшуюся границу К/Т, когда, помимо динозавров, вымерли и морские организмы.
Гибель плакодонтов триасового периода и древнейших устриц в конце триаса и начале юры, аммонитов в конце юрского периода и морских ежей в середине мелового, вымирание саблезубых тигров уже в «нашем» кайнозое нет ли в этом какой-то периодической закономерности?
Рауп и Сепковский заявили, что есть! Поначалу они определили, что между «волнами» вымирания проходят 32 миллиона лет, но затем расчеты показали, что всего 26. Рауп и Сепковский предположили, что и метеориты с удивительной закономерностью падают на Землю через 26 миллионов лет. Но не просто метеориты, а именно крупные тела, которые вызывают гигантские катаклизмы в лито-, гидро– и биосферах. Но откуда такая удивительная «стабильность»?
Она связана с некой невидимой звездой – «компаньонкой» нашего Солнца, период обращения которой как раз и равен 26 миллионам лет. Приближаясь, эта тусклая красная звезда как магнитом привлекает к своему мощному гравитационному полю космические камни, которые для Земли оказываются катастрофически огромными. Конечно, наша планета выдерживает удары, но вот для биосферы падение метеоритов оказывается губительным. Все же живая ткань не способна держать такой удар.
Ученые назвали эту гипотетическую звезду Немезида, в честь древнегреческой богини возмездия. Возмездия за что? За развитие жизни?
Таким образом, получается, что метеоритов было много. Но почему же тогда вовсе не вымерли млекопитающие и почему жизнь вообще продолжается на суше, а не возвращается каждый раз в морские пучины? И не есть ли «множественность» метеоритов тем «умножением сущностей», против которого выступал английский философ начала XVI века Уильям Оккам, провозгласивший принцип «бритвы Оккама».
Принцип этот требует прежде всего при объяснении природных явлений руководствоваться именно природными объяснениями, а не сверхъестественными. Отнесение же причины гибели динозавров на небо лишь отдаляет нас от истины в даль, которая нам сегодня просто недоступна для изучения. На это постоянно указывает «еретик» Роберт Бэккер, специалист по динозаврам, со «скандальным» именем в мировой палеонтологии.
Бэккер прославился еще в 1968 году, когда, будучи студентом престижного Йельского университета, заявил о том, что динозавры были… теплокровными!
А значит, более похожими на страусов, прыгающих на задних лапах, нежели на медлительных весенних рептилий, греющихся на солнышке.
В доказательство своей правоты Бэккер, уже будучи в Гарварде, приводил пять «свидетельств»: биомеханика динозавров больше похожа на позу и находку крупных млекопитающих; соотношение хищник – жертва у динозавров, т. е. хищников, всегда в 10 раз меньше, чем их жертв, тоже близко к соотношению теплокровных млекопитающих; географическое распределение динозавров в высоких широтах, где холоднокровным делать нечего; микроскопическое строение костей, как у млекопитающих, а не современных пресмыкающихся; и наконец, существование археоптерикса с изолирующим покровом из перьев.
Все это он неоднократно обсуждал с Эдрианом Десмондом, с которым работал бок о бок в Гарварде. Заразившись энтузиазмом Бэккера, Десмонд выпускает в 1975 году в Нью-Йорке книгу под интригующим и сенсационным названием «Теплокровные динозавры: революция в палеонтологии», которая вызвала самую настоящую «диноманию». По всей Америке появились фигуры динозавров, парки Диснейленда тут же поместили в своих искусственных прудах «оживающих» при приближении посетителей древних травоядных, на которых с вожделением засматриваются зубастые хищники. Сам Бэккер был более сдержан. Тем не менее в 1975 году он выступил в популярном научном журнале «Сайентифик Америкой» со статьей, в которой рассказал о прыгающих динозаврах (журнал остался верен этой теме и в 1991 году дал еще одну статью о прыгающих на задних лапах хищных тираннозаврах – см. «В мире науки», № 6). Через 3 года Джин Маркс выступила в журнале «Сайенс» на ту же тему. Ее статья с рисунком Г. Пола, на котором художник изобразил трех дерущихся хищников, один из которых, подобно кенгуру, буквально стоит на своем мощном хвосте, выставив все четыре когтистые лапы вперед для защиты, рассказывала о том, что реальные динозавры не соответствовали тому портрету, который рисовала традиционная палеонтология.
В 1980 году состоялся симпозиум Американской ассоциации содействия развитию науки, который назывался «Холодный взгляд на теплокровных динозавров». Среди выступлений участников симпозиума была помещена и 112-страничная статья Бэккера «Динозавровая ересь, или динозавровый ренессанс: почему нам нужны эндотермические архозавры для полной теории биоэнергетической эволюции». Несмотря на многословное название своего выступления, Бэккер остался в своей «ереси» одинок.
Архозавры – это древние хищные ящеры, а под «эндотермичностью» ученые понимают сохранение тепла внутри тела животного. Это еще не совсем теплокровность в том смысле, что имеется у птиц и млекопитающих, но уже и не холоднокровность змей и рыб. Ну а под биоэнергетикой подразумевают трансформацию энергии в живых организмах.
Коллеги уверяли «еретика», что динозавры были пассивно-теплокровными.
Постоянная температура их тела поддерживалась не внутренними биологическими механизмами, а за счет гигантской массы тела: те просто не успевали ночью застыть и переохладиться. К тому же и кости оказались у динозавров устроены несколько не так, как считал Бэккер.
Тем не менее он в 1987 году все же выпустил свою книгу, которую назвали «классическим случаем непонятого гения». Сам Бэккер по этому поводу сказал следующее: «Я был бы весьма разочарован, если бы эта книга не рассердила бы кого-нибудь. Рептилии отброшены назад высокомерными палеонтологами млекопитающих, считающих себя высшей кастой».
И вот этот-то «еретик» от динозаврологии выступил в защиту «бритвы Оккама» и против космической метеоритной гипотезы Уолтера Альвареса.
Еще будучи в Гарварде в начале 70-х годов, Бэккер стал сам задумываться над причинами вымирания динозавров, особенно в конце юрского периода.
Десять лет он посвятил изучению 80 семейств ящеров, вымиравших то там, то тут: 160 миллионов лет назад вымерли маменхиазавры в Китае, 130 стего– и бронтозавры и т. д.
Вымирали динозавры и 230 миллионов лет назад. Совсем недавно найден самый древний на сегодня динозавр, получивший название «Эрреразавр» в честь аргентинского пастуха Викторио Эрреры, который еще в 1959 году нашел среди холмов Сан Хуан и показал палеонтологу О. Рейгу выветрившиеся кости таза, хребта и задней ноги хищника высотой примерно 1,5 м и весом всего 120 кг. В 1988 году П. Серено из Чикагского университета нашел в этих местах и череп. Древнейший динозавр стал «полным».
В 1977 году Бэккер, уже будучи в Балтиморском университете, сконцентрировался на вымирании динозавров, произошедшем на границе юрского и мелового периодов 130 млн. лет назад.
Он удаляется в «пустынь» штата Вайоминг. Там он открывает полевой сезон в Комо-Блафф – двадцатикилометровой долине среди холмов и утесов, выжженных солнцем. Первый сезон начался в июне 1978 года.
Только он со своими студентами и помощниками начал раскопки, как вдруг прогремела сенсация об открытии Уолтера Альвареса в ущелье неподалеку от средневекового Губбио. Сенсация всколыхнула весь палеонтологический мир, но не поколебала уверенности в себе Бэккера: «Теория Уолтера – хорошая драма, – говорит он, – но для науки и отыскания истины одной драмы явно недостаточно».
Природа жестоко наказала его за «ересь». До 1989 года ему не везло. Он, правда, нашел ЗО-метрового бронтозавра, который умер, завалившись на бок в болото. До этой находки было известно только два таких гигантских скелета.
Вокруг костяка бронтозавра лежали сотни тел ящеров, погибших на границе юрского и мелового (Ю/М) периодов.
Среди этих тел во множестве были откопаны скелеты 10-12-к илограммовых ящерков размером с современного индюка. У ящерка довольно необычное название «Дринкер нисти», данное ему в честь палеонтолога К. Дринкера, который первым стал искать скелеты динозавров в штате Колорадо. Он организовал экспедицию от Национального института стандартов и технологии и показал, что в костях динозавров было много капилляров, что свидетельствует об их теплокровности.
Дринкеры нисти мирно шлепали по мелководному болоту юрского периода и жевали росшие из воды хвощи. В общей сложности Бэккер собрал больше тысячи их костей. Но Бэккера постоянно тревожил вопрос: что было общим для каждого вымирания? Ответ же он нашел такой: во время вымирания образовывались «мосты» между континентами, и огромные динозавры вступали в контакт друг с другом.
При этом чем больше «мостов», тем больше миграция и переселение, больше контактов между группами живых организмов, которые либо никогда, либо многие миллионы лет не взаимодействовали. И биологически в том числе. Что же происходило в результате подобных контактов?
Прежде всего то, что «пришельцы», а ими становились крупные виды, попадая в незнакомые места обитания, сталкивались с новыми для них паразитами и болезнетворными микробами на фоне неприспособленной к такой встрече иммунной системы. В то же время бесконтрольное размножение оставшихся мелких видов без знакомых хищников приводило к резкому увеличению численности оставшихся, которые начинали значительно быстрее эволюционировать – эволюция, как известно, тем интенсивнее, чем большее число вариантов, то есть организмов, вовлекается в «тасование» и перебор.
Активное размножение старых видов привело к истощению пищевых ресурсов, а это, естественно, способно вызвать вымирание. Но все же основную причину вымирании Бэккер видит в эпидемиологическом «голокаусте», то есть выбивании крупных форм с довольно медленным циклом размножения, или репродукции себе подобных.
Мелкие же формы типа дринкеров нисти из-за своих ограниченных «моторесурсов» не могли мигрировать далеко от своего старого ареала, оставаясь в привычном окружении, к которому иммунная система приспособлена. Эти-то виды и сохранялись в истории Земли в виде процветающих представителей рода динозавров.
Бэккер с удивлением узнал, что «мостовую» гипотезу высказывал еще в 1900 году известный американский палеонтолог Генри Осборн, ярый противник Дарвина и дарвинизма. Именно Осборн много писал об исчезновении видов под влиянием миграций. В качестве примера он приводил страшную эпидемию в Африке, во время которой погибло десять миллионов антилоп.
Эпидемия случилась в результате завоза в Африку азиатского крупного рогатого скота, принесшего с собой новые неизвестные африканским животным болезни, а главное вшей, переносчиков заболеваний. Люди любят рассуждать о больших катаклизмах типа резкого изменения климата или астероидах.
«На самом же деле все гораздо проще и прозаичнее, – сказал по этому поводу Бэккер. – Интересно, что вымирали крупные, а не мелкие животные, которые, казалось бы, гораздо чувствительнее к уменьшению светимости солнца и снижению температуры окружающей среды».
В мае 1990 года Бэккер опубликовал свои данные по раскопкам в Вайоминге в свете идей Осборна. «Тяга к странствиям погубила динозавров, а отнюдь не астероид. Если бы был метеорит, то вымерло бы все живое, а не только гигантские ящеры», – считает Бэккер.
А что же иридиевая аномалия, спросит читатель? Ведь она тоже, как мы видели, научно установленный факт.
Иридий может вполне мирно «сосуществовать» рядом с миграциями как причиной вымирании. Метеорит был, и так уж совпало в истории Земли, что он ударил точно в межамериканский перешеек, но не это причина гибели окончательной – динозавров. В конце концов ведь четыре группы тех же рептилий спокойно пережили и эту катастрофу. Бэккер считает, что в это время образовалось слишком много «мостов». Их было значительно больше, чем в любой другой момент времени. А в том же Вайоминге на границе К/Т иридия и вовсе не оказалось.
Вот такая интересная гипотеза, которая не противоречит принципу «не умножай сущности». Не противоречит она и данным уже чисто человеческой истории. Взять хотя бы тот же сифилис, завезенный в Европу из Америки, где он был чисто бытовым заболеванием, поражавшим определенный процент жителей, для которых не был смертельным.
Можно вспомнить и эпидемию испанки, или инфлюэнцы, как назвали грипп после первой мировой войны.
Считалось, что грипп тогда был занесен из Испании, откуда его первое название. Говорили также, что это плохое влияние – по-латыни «инфлюэниция» – дурно расположившихся планет. Но на самом деле эпидемия могла быть связана с прибытием в Европу американского экспедиционного корпуса.
Такая же волна гриппа прокатилась по миру в конце 60-х годов – так называемый грипп «Гонконг». Его распространение совпало с началом полетов на реактивных лайнерах, которые в считанные часы стали переносить людей из одного конца света в другой, резко увеличивая контактность разных организмов.
Можно напомнить и об эпидемии висны – заболевании овец в Исландии.
Болезнь распространилась по острову с быстротой пожара, после того как туда завезли из немецкого округа Галле двадцать местных овец. Для того чтобы как-то прекратить эпидемию, пришлось забить 150 тысяч овец!
Не ту же ли ситуацию мы имеем сегодня и со СПИДом, который каким-то образом вырвался из Африки, где вирус перешел от обезьян к человеку?
Просто вирус СПИДа распространяется крайне медленно и довольно специфическим образом. Велик у него и инкубационный период. Но ситуация налицо, так что Бэккер, может быть, и прав!
ПАРК ДИНОЗАВРОВ
Но если динозавры погибли в результате вселенской катастрофы или от миграционных болезней, то, значит, они не проиграли конкуренции млекопитающим, и их геном не был разрушен губительными для здоровья мутациями!
Отсюда можно сделать вывод, что их гены, если бы мы имели сейчас возможность каким-то образом заполучить их, были бы вполне жизнеспособными.
За те годы, которые в поте лица трудились Альварес и Бэккер, молекулярная биология гена тоже достигла необычайного прогресса. Исследователи научились манипулировать генами по своему усмотрению, выделяя их и сшивая с другими, внося по желанию те или иные изменения, а также делать многое другое, о чем необходимо хотя бы вкратце рассказать, чтобы было понятно дальнейшее.
В самом начале 70-х годов ученые стали «вставлять» гены в так называемые плазмиды. Плазмиды – это «колечки» ДНК в протоплазме кишечной палочки, откуда и их название. Особенностью плазмид является то, что они размножаются в клетках микроорганизма относительно независимо. Поэтому вы в довольно скором времени получаете в свое распоряжение множество копий «вставленного» гена, который можете секвенировать или использовать для синтеза белка.
Секвенированием называется «прочтение» гена, то есть определение последовательности – секвенции – букв генетического кода А, Г, т и ц.
Прочтение это вполне сходно с чтением последовательности букв в этих строчках, с помощью чего от автора к читателю передается смысл информации или повествования.
Массу полученных таким образом генов используют для синтеза нужных человеку белков. Например, белкового гормона роста или инсулина, с помощью которого лечат диабетиков.
Совокупность методов прямого манипулирования генами и их белковыми продуктами, а попросту говоря молекулами белков, получила в последние годы название «биотехнология». А раньше – в самом начале – биотехнологию называли генетической инженерией или даже хирургией, потому что она тоже занималась вырезанием генов и их сшиванием в нужном порядке.
Для этого используются ферменты лигаза и рестриктаза. Название «лигаза» происходит от латинского корня «лига», то есть связь, соединение, сшивание.
Таким образом, название фермента «лигаза» можно перевести как «сшиваза» (названия всех ферментов согласно химической номенклатуре имеют окончание – аза). Ферменты представляют собой большие молекулы белков, которые обладают способностями ферментума, что означает по латыни «закваска».
Иногда еще ферменты называют на греческий манер «энзимы», что переводится тоже как закваска, дрожжи.
Мы уже сказали, что для генетической хирургии требуются еще рестриктазы. А что это такое? В основе названия этого сорта ферментов лежит древнейший корень «стри»-, который имеется в нашем слове «стричь». Рестриктазы – это «стригущие» белки, которые, подобно острым ножницам или бритве, перерезают нить нуклеиновой кислоты. Рестриктаз много, они способны резать нить ДНК между разными «наборами» ее букв генетического кода.
Чтобы представить себе, что это такое, вообразите некий палиндром, который необходимо расчленить на отдельные слова.
Вы не знаете, что такое «палиндром»? Автор тоже не знал, пока не познакомился с проблемой чтения и перевода древних рукописей, в частности библейских текстов или «Слова о полку Игореве». Дело в том, что греки в старину писали без разделения строки на слова. Занесли такой способ писания они и к нам вместе со своими книгами, писцами-скрибами и письменной техникой. Причем сохранился этот довольно утомительный для современного читателя способ вплоть до Ивана Грозного.
«Лицевой свод», составленный по его приказу в середине XVI века, написан палиндромом.
Само слово «палиндром», как уже догадался читатель, греческого происхождения.
Греческое слово «дромос» означало повозку или место для езды, гонок и т. д. Теперь попытаемся разобраться, что такое «палин». Это слово в греческом языке переводилось как «снова», опять, повторение, круговерчение. Оно восходит этимологически к корню со значением «крутить-вертеть», то есть близко к значению эволюция. Вот мы снова и пришли на круги своя.
Палиндромом же греки называли букво– или словосочетание, которое раз за разом можно прочитать по-разному.
Ну например:
НАПОЛЕОНКОСИЛТРАВУ
Этот палиндром можно расчленить и как «Наполеон косил траву», и как «На поле он косил траву». Нечто подобное такому повторяющемуся членению последовательности букв мы видим и при действии различных рестриктаз, которые разрезают нить ДНК.
Представим себе, что первая рестриктаза «режет» нить ДНК между сочетаниями «он» и «ко», а вторая на границе ил-тр. Тогда мы получим сочетание слов, в котором говорится, что французский император занялся крестьянским трудом по обеспечению зимующего скота сочными кормами.
Если набор рестриктаз у нас обширнее, то мы можем воспользоваться ферментом, разрезающим в местах, соответствующих границе на-по и ле-ко.
И тогда все встанет на свои места: на поле он косил траву.
С набором ферментов мы сможем разрезать любой ген и вставить его куда надо. Останется только подействовать лигазой, и ген-конструкт готов, можем его теперь размножать сколько душе угодно.
Когда биологи научились манипулировать с генами, то встал вопрос о том, как их вводить не в клетки кишечной палочки, которая является одноклеточным организмом, а в такие сложные организмы как, например, организм мыши. Прошло целых десять лет после успеха с первыми генами и кишечной палочкой, прежде чем удалось преодолеть и этот барьер.
Первой в 1986 году запатентовали «онкомышь», то есть мышку, в клетки которой был введен онкоген. Онкогенами называют клеточные гены, которые в результате мутации становятся раковыми, откуда и их название. Введение онкогена в мышь позволило более подробно и детально исследовать раковые процессы в сложном организме млекопитающего, а значит, более целенаправленно искать пути лечения этого заболевания.
А потом число самых разных трансгенных мышей стало увеличиваться не по дням, а по часам. Трансгенными их называют потому, что у таких организмов осуществлена «трансгения», или трансплантация гена, причем чужеродного для данного организма. В настоящее время, к примеру, получены мыши с человеческим геном, используемые при изучении СПИДа и вирусной атаки на клетки белой крови, защищающие нас от всяких заболеваний и рака в частности.
Как же получают трансгенные организмы (помимо мышей, гены человека сегодня введены овцам, козам и коровам)? Для этого берут оплодотворенную яйцеклетку, удерживают с помощью микротрубочки, из которой слегка откачан воздух. Затем с помощью микрокапилляра сквозь оболочку яйцеклетки ДНК гена – 300–500 копий – вводится непосредственно в ядро. Примерно в одной из ста прооперированных таким образом яйцеклеток нужный вам ген трансплантируется в соответствующее место хромосомы и начнет со временем работать, или экспрессироваться. Что значит «со временем»?
Это означает, что гены включаются, или экспрессируются, не тогда, когда им захочется, а в строго установленном порядке. В норме у маленьких детей не растет борода, женщинам не приходится, как мужчинам, бриться, а у мужчин никогда не вырастают грудные железы.
Недаром в народе говорят: «Как с быка молока». Подчеркивая тем самым, что невозможно от организма мужского пола дождаться экспрессии генов пола женского.
Так что же, получается, что у мужчин нет «женских» генов и наоборот? Вовсе это «не получается». У каждого организма есть гены противоположного пола, однако они в норме не экспрессируются (иногда и у мужчин – крайне редко – бывает рак молочной железы). Каждая клетка организма несет в своем ядре полный набор генов человека как вида. Но в организме мужского пола не проявляются гены женского, как уже говорилось. Все это очень строго регулируется на молекулярном уровне.
Единственным исключением у млекопитающих являются клетки красной крови эритроциты, у которых ядер нет.
Поэтому ДНК можно получить только из клеток белой крови: лейкоцитов, лимфоцитов и макрофагов. И в принципе из одной такой клетки можно получить полноценного человека. Но все же лучше это получается из оплодотворенной яйцеклетки в матке женщины.
Все это хорошо, скажет читатель. Но как же получают сами гены? Ведь ДНК, как уже говорилось, биополимер, который необходимо полимеризовать из отдельных мономеров, которые называются нуклеотидами. Необходимо выстроить в строго заданном порядке миллионы, ну сотни тысяч нуклеотидов, чтобы получить полинуклеотидную цепь ДНК.
Химически это сделать сегодня невозможно, но самое главное, не нужно.
Природа вот уже миллиарды лет прекрасно справляется с этой сложной задачей с помощью фермента ДНК-полимеразы. Молекула этого белка скользит, подобно замку молнии, по одной цепи ДНК, достраивая из нуклеотидов, имеющихся в растворе, вторую комплементарную цепь. При этом «зубчик» одного азотистого основания входит в «ямку» другого из противоположной цепи.
А откуда же берут ДНК-полимеразу?
Поначалу ее выделяли с большим трудом из клеток все той же кишечной палочки. Ей вполне можно было бы поставить памятник, как собаке Павлова или дрозофиле Моргана. С помощью бактериальной ДНК-полимеразы были достигнуты первые успехи биотехнологии и «вытащены» гены давно умерших существ. А это еще как? – воскликнет пораженный читатель.
Не бойся, читатель! Речь не пойдет о спиритических сеансах или тени отца Гамлета. Но так уж получилось в истории человечества, что оно очень любит тени забытых предков и всякие раритеты. Речь идет о мумиях, в частности египетских, и шкурах животных, которыми удачливые охотники украшают свои дома, чтобы было чем похвалиться перед друзьями и знакомыми да вспомнить на старости лет о зеленых холмах Африки.
В 1985 году шведский ученый Сванте Паабо сообщил в международном журнале «Нейчур» о том, что ему с помощью ученых тогдашней ГДР удалось выделить кусочек ДНК длиной в 300 букв генетического кода из клеток кожи древнеегипетской мумии, хранившейся в Египетском музее Берлина. Не думай, читатель, что редчайшему экспонату человеческой истории был нанесен непоправимый ущерб. Ученые взяли лишь несколько чешуек кожи, из клеток которой и была выделена «нить жизни».
Интересно, что в судьбе Паабо отразился путь современной науки к молекулярному уровню. В свое время микробиолог О. Эйвери доказал, что именно ДНК является веществом генов.
Затем орнитолог Уотсон и физик Крик установили пространственную структуру ДНК. А теперь вот археолог по образованию Паабо стал молекулярным биологом, чтобы попытаться увидеть древнейший генетический материал.
Практически одновременно с данными по древнеегипетской мумии были опубликованы результаты работы Р. Хигучи из Калифорнии, который сумел «вытащить» ДНК из шкуры вымершей африканской квагги 140-летней давности (квагга считается гибридом между зеброй и лошадью). Это были огромные достижения, которые можно было сравнить только с изобретением ДНК-отпечатков для определения родства между людьми или идентификации преступника. Что это такое?
Представьте себе две книги, скажем, «Войну и мир» и «Повести Белкина». А теперь вообразите, что их варварски порвали постранично и даже порезали по строчкам. Как бы вы ни перемешивали страницы обеих книг и их строчки, достаточно одного взгляда, чтобы понять, где Толстой, а где Пушкин. Стиль писателя, его словарь, построение фразы и многие другие признаки позволяют даже не слишком опытным читателям отличить прозу Толстого от прозы Пушкина, а их обоих от Достоевского или Томаса Харди.
