Текст книги "Генная инженерия. Спасение или гибель человечества?"
Автор книги: Николай Дягтерев
сообщить о нарушении
Текущая страница: 6 (всего у книги 8 страниц)
Может ли партеногенез дать стимул эволюции?
Тут стоит задать вопрос: если низшие организмы размножаются делением, то почему же при создании высших природа перешла к другому, более сложному типу размножения – половому? Ведь при партеногенезе для создания нового организма не требуется особых ухищрений: клетка делится на две, и обе вполне жизнеспособны. Не нужно никаких дополнительных «вливаний» вроде сперматозоидов. То есть можно обойтись одними женскими особями! Очень разумное, экономичное решение проблемы. Если все животные какого-то вида способны размножаться партеногенезом, то потомство будет давать не пара, а каждое из них. Численность животных вырастет вдвое по сравнению с популяцией, где размножение основано на половом способе. Но самые высокоразвитые животные – млекопитающие – отказались от партеногенеза. Это что – ошибка природы?
На самом деле все не так просто. Лет семь назад биологи из университета в Индиане решили провести компьютерный эксперимент, чтобы ответить на вопрос, почему половое размножение преимущественнее партеногенеза. Стивен Хауэрд и Кэртис Лайвели провели специальные расчеты. В своем виртуальном мире они «поселили» тысячу животных, из которых девятьсот восемьдесят размножались половым путем, а двадцать самок могли рождать детенышей при помощи партеногенеза. То есть им самец был вовсе не нужен. Конечно, если бы они на этом остановились, то «вечно беременные» двадцать самок скоро произвели бы такое количество специфического потомства, что через несколько поколений вся популяция перешла бы на этот тип размножения, как это произошло со скальными ящерицами.
Ученые ввели в свою программу два дополнительных фактора. Во-первых, их мир был населен еще и множеством бактерий и вирусов (как в реальной жизни), способных быстро размножаться и мутировать. Во-вторых, животные тоже были подвержены мутациям (и не всегда положительным). Эти мутации были незначительными и неявно выраженными (все как в жизни). Что же из этого вышло?
Сначала партеногенетическое потомство стало быстро вытеснять потомство двуполых животных. За тридцать поколений количество размножающихся партеногенезом самок достигло девяноста пяти процентов от всех особей. На двуполых животных приходились лишь жалкие пять процентов, но…
Тут-то и началось самое интересное. Многочисленное потомство доминирующих самок стало стремительно сокращаться. Началась эпидемия. В ней были виновны те вирусы, которые первоначально не оказывали большего влияния на здоровье популяции. Посмотрим, почему это произошло. Как помните, у нас было двадцать «нетипичных» самок. Каждая из них на протяжении жизни породила огромное количество идентичных самой себе дочерей, эти дочери – своих дочерей, и так далее. То есть вся популяция через тридцать поколений состояла из точных копий двадцати самок, повторяющих их генетический код до последнего знака. Поэтому вирусам не составило труда «взломать» двадцать кодовых ключей, чтобы привести популяцию на грань катастрофы. Если вирус поражал какую-то одну из двадцати генетических моделей и становился для нее смертельным, то автоматически из строя выбывало все потомство, имеющее в прародительницах эту самку. Так поочередно «из игры» вышли все правнучки партеногенетических самок.
Вся беда этих доминирующих в популяции животных состояла в том, что они при рождении получали «стандартный» набор генов. У них не возникало случайного соединения генов, как это бывает при половом размножении, где в создании потомства задействованы сразу два пакета хромосом! Вирусам было сложно справиться с неизвестным генетическим кодом, в каждом случае – разным.
За время эксперимента численность виртуальных животных сократилась в пять раз. Но они не были истреблены полностью, поэтому эпидемия окончилась. Самки стали стремительно восстанавливать свою численность. Вроде бы прекрасно. Пережили одну эпидемию, переживем и другую. При партеногенезе добиться восстановления оптимальной численности можно достаточно быстро. Но, кроме вирусов, эту популяцию преследовал другой бич – мутации. Незаметные на первых порах негативные мутации постепенно набрали силу. За тридцать поколений таких мутаций накопилось вполне достаточно, чтобы убить однополых животных. У немногочисленных двуполых собратьев мутации не оказывали такого губительного действия. Ведь ни один из потомков этих животных не повторял своих родителей полностью, значит, наряду с негативными мутациями были и позитивные, улучшающие сопротивляемость животных к опасностям внешнего мира. А при мутациях у однополых «копии» оказывались слабее и хуже «самки-матрицы».
Ученые проигрывали ситуацию с разными темпами мутаций и разным количеством вредоносных паразитов. Результат оставался одним и тем же. Если мутаций и паразитов оказывалось слишком много, популяция однополых животных вымирала через семьдесят пять поколений, если мало – через двести – двести пятьдесят. Но все равно самки, способные размножаться только при помощи партеногенеза, приводили свой мир к катастрофе. Зато их двуполые родственники выживали. И увеличивали численность, несмотря ни на эпидемии, ни на мутации.
Конечно, это искусственно смоделированный мир и искусственно созданная ситуация. Но все равно мы получаем ответ на наш вопрос: почему природа, в конце концов, отказалась от партеногенеза у высших животных. Мельчайшие наши соседи по планете, вирусы и бактерии, намного агрессивнее и устойчивее, чем высокоорганизованные звери и птицы. Человек и животные не смогли бы противостоять их натиску, если бы размножались «копированием». «Эволюционного будущего за клонированием нет, – говорит директор Республиканского центра репродукции человека Минздрава России Андрей Акопян. – Сама природа в принципе избегает этого механизма. Вероятность появления идентичного потомства даже у одной пары равна одной трехсотмиллионной. Почему? Да потому, что клонирование угрожает главному двигателю эволюции – генетическому разнообразию. Генотип любого человека состоит из комбинации генов его родителей, и именно эта высокая комбинаторика позволяет виду сопротивляться окружающей среде – выживать. Половое размножение – главный человеческий феномен, шедевр биологической эволюции. Ведь те виды, которые размножались неполовым путем – амебы, гидры, – законсервировались на той стадии, на которой находились двести миллионов лет назад. К слову, если бы клонирование появилось во времена первобытных людей, человечество до сих пор не продвинулось бы дальше каменного топора». Партеногенез – аналог клонирования. Вот почему природа отказалась от партеногенеза.
Андрогенез и ошибки репродукции
Невозможным и нежелательным оказался и такой тип размножения, при котором эмбрион формируется из двух наборов мужских хромосом, – андрогенез. Сейчас объясню, поскольку для многих андрогенез – явление из области фантастики.
Обычно эмбрион формируется при слиянии двух половых клеток, имеющих по половинному набору хромосом – двадцать три хромосомы у мужской клетки (сперматозоида) и ровно столько же – у женской (яйцеклетки). Когда ядра этих клеток сливаются, создается новая клетка – эмбриональная с набором из сорока шести хромосом. Количество этих клеток у мужчин к моменту половой зрелости достигает почти миллиарда. У женщин же процесс деления яйцеклеток (мейоз) складывается так. Все они к моменту рождения получают около четырех тысяч половых клеток, которые находятся в «спящем режиме», то есть процесс их размножения и деления заблокирован. К моменту половой зрелости большая часть этих клеток погибает. Остаются триста – четыреста клеток, каждая из которых раз в месяц достигает зрелости и готова дать жизнь, если ее найдет мужская половая клетка. Тогда выделяется ее ядро с половинным набором хромосом, клетки сливаются, и развивается эмбрион. Такова биологическая картина, которую вы можете найти в любом учебнике. Но на самом деле часто все происходит по неправильному сценарию.
Половые клетки могут иметь дефекты при образовании, они совершают ошибки при слиянии, образованные ими зиготы оказываются нежизнеспособными. Меньше десяти процентов зигот способны развиваться правильно. Неправильные зиготы погибают. Обычно зиготы с самыми большими ошибками гибнут уже в начале, а менее ошибочные – по мере развития. Среди этих ошибочных зигот часть нежизнеспособна из-за мутаций хромосом, а часть – из-за того, что образуются зародыши, имеющие не два, а три набора хромосом. Их принято называть триплоидами. Один набор хромосом у такого эмбриона – от матери и два – от отца. Такая картина складывается, когда в яйцеклетку одновременно проникают два сперматозоида. Триплоидные зародыши нежизнеспособны из-за множества генетических ошибок.
А в начале восьмидесятых годов внезапно выяснилось, что возможен такой сценарий оплодотворения, когда сливаются два сперматозоида. Конечно, эмбрион в этом случае не формируется, происходит только злокачественное разрастание клеток зародыша. В медицине это явление называется пузырным заносом. Это такие образования в виде грозди винограда, которые находятся в матке взамен эмбриона. По статистике, до трех процентов зачатий идут в виде пузырного заноса. По сути, это вариант андрогенеза, который в природе известен у некоторых видов насекомых. Наш российский генетик Астауров применил андрогенез для селекции тутового шелкопряда, методом андрогенеза были получены некоторые новые растения. Но об андрогенезе у человека ученые даже и не предполагали. Тем более что объяснить, что же происходит в дефектной клетке, не могут до сих пор. Понятно только, что ядро яйцеклетки с женским набором хромосом погибает. Если бы удалось естественным путем сформировать организм, удалив только женский набор хромосом, мы получили бы удачный исход андрогенеза. Иначе – это тоже клонирование, но клонирование мужской особи!
Кое-какие интересные сведения о частичном андрогенезе известны. Это рождение особого типа близнецов. В этом случае в яйцеклетку проникают два сперматозоида, один сливается с ядром яйцеклетки, а второй – с дочерней клеткой, образованной в результате второго деления. Близнецы будут нести по отцовской линии ген бесплодия. Возможен и вариант диспермии, когда образуются химеры. Да, это то самое, о чем предупреждают противники клонирования. Больше всего они боятся создания химер. Химеры – это организмы, собранные при клонировании из разных генов. При естественном же процессе химеризации они образуются слиянием двух развивающихся зигот (только на ранней стадии). Могут слиться однополые зиготы, а могут разнополые. Тогда образуются эмбрионы, наделенные чертами мужчин и женщин, – гермафродиты. Два пола в одном теле. Как правило, бесплодном.
Но в целом природа мудра, у большинства людей воспроизводство идет по правильному сценарию.
Почему у нас два пола?
Бояться, что наш биологический вид может сменить «искусственный человек», вовсе бессмысленно. Тем более что мы, люди, в коей-то мере тоже искусственные, если верить преданиям…
Порой мы созерцаем свое собственное тело, и у нас не возникает ни капли сомнения, кого мы собой представляем: мужчину или женщину. Но легкость, с какой достигается половое освидетельствование, оказывается, сопровождала человека далеко не всегда. Во многих древних культурах имеются странные указания на то, что когда-то, очень давно, наши предки были… мужчиной и женщиной одновременно!
У Платона читаем: «Прежде были люди трех полов, а не двух, как нынче, третий пол сочетал в себе качества и мужчин, и женщин одновременно; от него сохранилось имя, ставшее бранным, – андрогин, хотя сам он исчез. Страшные своей силой и мощью, люди эти питали великие замыслы и посягали даже на власть богов; они пытались совершить восхождение на небо, чтобы напасть на небожителей. И тут Зевс нашел способ сохранить людей и положить конец их буйству. Он разрезал их пополам, и тогда они стали слабее и полезнее для бога, потому что их число увеличилось. Когда тела этих людей были рассечены пополам, каждая половинка с вожделением устремилась к другой своей половине, они обнимались, сплетались и, страстно желая срастись, умирали от голода и вообще от бездействия, потому что ничего не хотели делать порознь… Итак, каждый из нас – это половина человека. Мужчины, представляющие собой одну из частей того двуполого существа, которое называлось андрогином, охочи до женщин, а женщины такого же происхождения – до мужчин…»
Подобные воззрения на происхождение современного человека бытовали у многих народов, населявших в древности нашу Землю. Например, в западно-суданских легендах присутствует мотив о неразделенных, двуполых предках, потомками которых являются люди. У индейского племени ленгуа в Парагвае сохранилось такое предание: бог в форме крылатого жука создал мужчину и женщину в одном теле. Они жили как сиамские близнецы, но в один прекрасный день захотели иметь потомство и стали просить бога дать им такую возможность. Бог удовлетворил их желание и разделил их. После этого мужчина и женщина стали родоначальниками всего человечества. Известное библейское сказание о создании Евы из ребра Адама, а также их последующем грехопадении имеет нечто общее с этим рассказом. Как нам понять все эти легенды?
Представление древних авторов о том, что наши предки были двуполыми существами, вполне может быть обосновано данными современной эмбриологии. Мужские половые органы формируются у зародыша снаружи тела (пенис и яички), а женские – внутри организма в виде влагалища и яичников. Они чисто морфологически повторяют друг друга и развиваются из одних и тех же зародышевых половых клеток. У шестинедельного эмбриона присутствуют в зачатке обе половые системы – мужская и женская. У девятимесячного плода мужского пола матке соответствует мужская предстательная железа, которая имеет в себе рудимент матки, то есть «мужскую маточку», яички соответствуют яичникам, причем последние у женского пола имеют рудименты мужских семявыводящих канальцев. Семенные пузырьки соответствуют маточным трубам, а клитор представляет собой неразвитый член. Соски у мужчин также можно отнести к неразвитым рудиментам женского организма. Известны случаи гинекомастии, когда у мужчин молочные железы развиваются, как у женщин. Они строятся по типу настоящих молочных желез и способны производить материнское молоко, а не являются простым скоплением жира.
Такие заболевания могут возникать в любом возрасте. Так же в любом возрасте у женщин может возникнуть вирилизм, который характеризуется появлением мужских черт в строении тела и психике. Женщины, подверженные этому заболеванию, приобретают типично мужскую мускулатуру и скелетную основу: узкий таз и широкие плечи, у них изменяется отложение жира на бедрах, атрофируются молочные железы, снижается тембр голоса, начинают расти волосы на лице, клитор гипертрофируется, иногда достигая размеров полового члена. Изменяется также строение других половых органов. В некоторых случаях заболевших трудно отличить от мужчин после внешнего осмотра. О способности организма человека изменять пол на противоположный известно давно. Нередко операции по изменению пола фактически завершают уже начавшийся в организме процесс половой трансформации.
Американские социологи выявили, что предпочтительное влечение гермафродиты испытывают именно к своему собственному «третьему» полу, если представителя такого им, конечно, удастся встретить. Как знать, если бы тема «двуполости» была не столь табуирована в обществе, а «двуполые» не находились бы под гнетом идеологии «однополых», то они могли бы, пожалуй, расширить число своих представителей. По непроверенным данным, у истинных гермафродитов также рождаются гермафродиты. В той же Америке существует общественная организация, которая борется за их права, и состоит она в большинстве своем из самих гермафродитов. И у нас гермафродитом может стать любой, «доразвив» в себе неразвитые органы и системы или прикинувшись таковым. Несмотря на то что гермафродитизм считается патологией, надо все же признать, что все мы несем в своих телах и душах некое второе начало, противоположное нашей собственной природе. По преданиям, как уже говорилось, оба начала мы позаимствовали у своих далеких предков. Вопрос сводится вот к чему: стоит ли нам сегодня восполнить утраченное хотя бы в мыслях или оставить все как есть?
Это было лирическое отступление. Теперь же вернемся к основной теме.
Если бы мы воспроизводили себе подобных естественным клонированием – партеногенезом или (удачным) андрогенезом, – все равно большой радости это бы не принесло.
Приведу статью академика Международной академии информатизации ООН Льва Мельникова, опубликованную пару лет назад в газете «Тайная власть».
«Человеческие существа могут появляться на свет без естественных родителей, – писал врач, астролог и алхимик Парацельс (1495—1541) в трактате «De Natura Rerum». – Другими словами, существа эти могут вырасти, не будучи выношенными и рожденными женским организмом, – посредством мастерства искусного алхимика».
Так возникло научное направление, предполагавшее возможность создания человека внеполовым путем. Позднее этот метод получения людей назовут «in vitro», то есть «из пробирки».
Согласно Парацельсу, мужскую сперму необходимо было запечатать в бутыль и поместить на сорок дней в лошадиный навоз. Далее требовалось искусство алхимика и мага: только они могли «намагнетизировать» субстанцию и заставить ее ожить и двигаться. Через сорок дней органическое содержимое бутыли приобретает форму и черты человеческого существа. Если питать это существо еще в течение последующих сорока недель некой «тайной человеческой жизненной силой», вырастает человеческое дитя, неотличимое от рожденного женщиной.
Мы называем такое существо гомункулом, и его можно вырастить и воспитать, как и любого другого ребенка, пока оно не станет старше, не приобретет разум и интеллект и не будет в состоянии само заботиться о себе. Существует легенда, согласно которой Парацельс выращивал гомункулов, за что и был подвергнут преследованиям.
Большинство ученых полностью отрицают такую возможность. Однако есть некоторые исторические факты, заставляющие предположить, что в некоторых случаях подобные опыты приводили к успеху. В 1775 году граф фон Кюфштейн в Тироле произвел на свет некие существа, которые назвал «духами». Ассистент упомянутого графа оставил дневники, из которых следовало, что в результате алхимических экспериментов было получено десять человеческих сущностей в запечатанных бутылях. «Духи» плавали в этих огромных бутылях и были размером около двадцати трех сантиметров. В дальнейшем существа выросли приблизительно до тридцати пяти сантиметров, у них обнаружились вторичные половые признаки (бороды у мужчин). Граф кормил эти существа раз в три или четыре дня каким-то веществом в виде шариков размером с горошину, раз в неделю менял воду в бутылях на чистую дождевую. На воздухе «духи» теряли сознание. Эти «джинны в бутылях» использовались во время масонских заседаний для прорицаний. Предсказания эти обычно подтверждались, что засвидетельствовано масонскими рукописями и книгами, на которые ссылается, например, немецкий врач Франц Гартман, оставивший нам жизнеописание Парацельса.
История эта закончилась печально: один из гомункулов погиб, когда бутыль случайно разбилась; второй сбежал из своей бутыли, но был пойман и водворен на место. А их создатель, уничтожив гомункулов, занялся отмаливанием грехов и спасением души. Остались свидетели этого эксперимента – хорошо известные в истории личности того времени. По их показаниям, гомункулы обладали видимыми и осязаемыми телами, говорили и действовали как люди. Если приведенные в записях сведения верны, то этот случай остается, возможно, нераскрытой тайной успешных поисков искусственного создания человека или человекоподобного существа».
А теперь вспомните эксперимент в виртуальной реальности. И здесь ни о какой эволюции вида речи идти не может! Производство копий не создает улучшенного потомства. Оно создает ухудшенное потомство. Ведь улучшения признаков не происходит. Эволюция же требует, чтобы все живые организмы (и люди тоже) реагировали на малейшие отклонения во внешней среде. Например, при постоянном повышении температуры воздуха меняются требования к густоте шерсти у животных. Конечно, изменения происходят медленно, но в результате наибольший стимул для выживания получают те виды, у которых «одежда соответствует погоде». Так же для разных способов добычи питания формируются зубы и носоглотка. Сравните сами слона, тигра и зайца. Все видовые признаки складывались на протяжении миллионов лет. Если говорить о человеке, то расовые признаки сложились когда-то тоже в соответствии со средой обитания. Природа убирала то, что мешает выживанию, и сохраняла то, что помогает выжить. А передача этих особых черт возможна только при половом размножении.
И тут нам с вами нужно обратиться к тому предмету, с которым и работают генетики, – к ее величеству молекуле ДНК, к геному. Именно здесь, в цепочке ДНК, записана вся наследственная информация. Сама молекула представляет собой спираль из двух цепочек дезоксирибонуклеиновой кислоты. Когда-то думали, что она имеет очень сложное строение, но оказалось, что цепочка собрана из четырех «блоков» нуклеиновых оснований – аденина, гуанина, цитозина и тимина. Эти блоки чередуются в различной последовательности и хранят всю информацию о наследственных признаках. Вся эта информация упакована в специальные «пакеты» – хромосомы. Каждый кусочек хромосомы несет свой генетический признак. Причем, кроме «работающей» информации (например, голубоглазый блондин скандинавского типа высокого телосложения с хорошо развитой грудной клеткой и слабой кровеносной системой, не обремененный интеллектом, ко весьма плодовитый), хромосомы несут и «тайную» информацию, которая не была реализована при создании этого человеческого экземпляра (прабабка монголоидного типа, склонность к ожирению, близорукость и т. п.). Хромосомы есть в каждой клетке, кроме эритроцитов, их у нас сорок шесть штук (или двадцать три пары). Только половые клетки содержат половинный набор хромосом (двадцать три штуки). И для этого исключения есть все основания. Двадцать две пары хромосом идентичны У мужчин и женщин (разве что отличаются конкретными признаками наследственности), а двадцать третья половинка хромосомы у мужчин записывается буквой Y, а у женщин буквой X. Эта пара отвечает за половые признаки. Если при слиянии образуется пара XX – рождается девочка, если XY – рождается мальчик. Но в любом случае при половом размножении часть генов ребенок получает от матери, часть от отца. И – выяснилось – даже отправленные «в подвал» за ненадобностью однажды сформированные генетические признаки в нужный момент (при изменении экологической среды или условий общественной жизни) могут проявиться у отдаленных потомков. Точно так же в «подполье» уходят те признаки, которые сегодня оказываются невостребованными. Существует целый список генов, которые при благоприятных условиях стараются включиться в генетический код ребенка. Эти гены называются доминантными. Но существует точно такой же длинный список генов, которые наследуются, только если оба родителя являются их носителями. Один из таких признаков, например, альбинизм. А есть признаки, которые до поры до времени себя не проявляют. Они неожиданно «вылезают» у потомства. Например, рождается ребенок с шестью пальцами на ноге. Известно, что три поколения назад в роду матери был такой дефект, отмечен он и в роду у отца. И хотя оба родителя пятипалы, эмбрион получает генетическую информацию, в соответствии с которой и строит свое тело.
Вместе с хромосомными пакетами мы наследуем не только внешность, черты характера, уровень интеллекта. Мы наследуем устойчивость иммунной системы, предрасположенность к болезням. А от этого зависит сама возможность выжить в постоянно меняющемся мире. Не умей зайчик быстро бегать и не передавай он эту информацию по наследству, давно бы уже не было длинноухих. Впрочем, не было бы и бегающих за зайцами лисиц… Только удачная перекомбинация генетического материала родителей приводит к видовому разнообразию.
Ученые открыли, что хромосомы женского пакета поддерживают стабильность системы, они новых признаков не дают. А ответственность за видоизменение и закрепление благоприятных мутаций несут хромосомы мужского пакета. Недаром В. Геодакян, занимающийся проблемой воспроизводства и наследования мутационных признаков, писал, что для получения потомства в стаде из ста животных достаточно иметь одного быка-производителя. Но для получения телят с более разнообразными наследственными признаками необходимо иметь пятьдесят быков и пятьдесят коров. Естественно, при этом количество потомства уменьшается вдвое, не улучшается и качество. А вот чтобы улучшилось качество, необходимо часть быков не допускать к размножению. Это делается самой природой. Она не позволяет давать потомство слабым или больным животным. Сильные просто не допускают их к своим самкам.
