Читати книгу - "Сліпий годинникар"

й теорією рецепта. Ранні преформісти вірили, що дорослий організм заздалегідь формується в одній-єдиній клітині, з якої він потім розвивається. Один із них уявив, що може побачити у свій мікроскоп мініатюрну людину — «гомункулуса», — згорнуту клубком усередині сперматозоїда (але не яйцеклітини!). Ембріональний розвиток, на його думку, був просто процесом зростання. Всі частини дорослого організму вже закладені, сформовані заздалегідь. Можливо, кожен чоловічий гомункулус має свої власні ультрамініатюрні сперматозоїди, в яких згорнуті клубками його власні діточки, а всередині кожного з них згорнуті його онуки… Навіть якщо не звертати уваги на цю проблему безкінечного регресу, наївний преформізм нехтує тим фактом (який у XVII столітті навряд чи був менш очевидним, ніж сьогодні), що діти успадковують свої властивості не лише від батька, а й від матері. Правду кажучи, були й інші преформісти — їх називали «овістами», — навіть чисельніші за «спермістів», які вірили, що дорослий організм заздалегідь формується саме в яйцеклітині, а не у сперматозоїді. Але овізму були властиві ті самі дві проблеми, що й спермізму.

Сучасний преформізм не має жодної з цих проблем, але все одно є хибним. Сучасний преформізм — теорія креслення — стоїть на тому, що ДНК в заплідненій яйцеклітині є еквівалентом «креслення» дорослого організму. Креслення — це зменшена в масштабі копія реального об’єкта. Реальний об’єкт — будівля, автівка чи будь-що інше — є тривимірним, тоді як креслення двовимірне. Тривимірний об’єкт на кшталт будівлі можна представити за допомогою набору двовимірних зрізів — горизонтальних планів кожного поверху, різноманітних вертикальних проекцій тощо. Таке зменшення розмірності зумовлене зручністю. У принципі, архітектори могли б надавати будівельникам тривимірні моделі будинків із сірників і пробкового дерева, але набір двовимірних моделей на пласкому папері (креслень) легше носити в портфелі, легше правити й використовувати в роботі.

Якщо ж креслення планується зберігати у вигляді комп’ю­терного імпульсного коду й, наприклад, передавати по телефонній лінії на інший кінець країни, необхідне подальше зменшення розмірності до одного виміру. Його легко зробити, перекодувавши кожне двовимірне креслення як одновимірний «скан». У такий спосіб кодується телевізійна картинка для передавання за допомогою повітряних хвиль. І знову ж таки, просторове стискання, по суті, є тривіальним засобом кодування. Важливо, що при цьому зберігається відповідність один до одного між кресленнями й будівлею. Кожна частина креслення відповідає своїй частині будівлі. У певному сенсі креслення є мініатюрною «заздалегідь сформованою» будівлею, хоча цю мініатюру можна перекодувати в меншій кількості вимірів, аніж будівлю.

Причина згадки про зменшення розмірності креслень до одного виміру, безумовно, в тому, що одновимірним кодом є ДНК. Так само, як точну модель будівлі теоретично можливо передавати за допомогою одновимірної телефонної лінії (у формі оцифрованого набору креслень), зменшений організм теоретично можливо передавати за допомогою одновимірного цифрового коду ДНК. Насправді цього не відбувається, але якби відбувалося, було б справедливо говорити, що сучасна молекулярна біологія підтвердила давню теорію преформізму. Тепер перейдемо до розгляду іншої великої теорії ембріології — епігенезу, теорії рецепта, або «кулінарної книги».

Рецепт із кулінарної книги в жодному сенсі не є кресленням кексу, який врешті-решт з’явиться з духовки. І це не тому, що рецепт являє собою одновимірну вервечку слів, тоді як кекс — тривимірний об’єкт. Як ми вже бачили, масштабну модель цілком можливо шляхом процедури сканування перевести в одновимірний код. Але рецепт — це не масштабна модель, не опис готового кексу і в жодному сенсі не його точкове відображення. Це набір інструкцій, за дотримання яких у правильному порядку в результаті можна отримати готовий кекс. Справжнє одновимірно кодоване креслення кексу мало б складатися з низки його сканів, неначе кекс з усіх боків у чітко визначеному порядку багато разів попроштрикували зубочисткою. З міліметровими інтервалами безпосереднє оточення вістря зубочистки було б записане у вигляді коду; із серійних даних, наприклад, можна було б відтворити точне місце розташування кожної родзинки та крихти тіста. Кожна частина кексу й відповідна частина креслення були б точним відображенням одна одної. Очевидно, що це геть не схоже на рецепт. Жодної відповідності один до одного між «бітами» кексу й словами чи літерами рецепта немає. Якщо слова рецепта щось і відображають, то не окремі частини готового кексу, а окремі кроки процедури його приготування.

Наразі ми поки що не розуміємо всіх і навіть більшості деталей того, як тварини розвиваються з заплідненої яйцеклітини. Тим не менш є вагомі причини вважати, що гени значно більше схожі на рецепт, аніж на креслення. По суті, аналогія з рецептом є справді доволі вдалою, тоді як аналогія з кресленням, хоча й часто бездумно використовується в підручниках для початківців, особливо останнім часом, є хибною мало не в усіх аспектах. Ембріональний розвиток — це процес. Це впорядкована послідовність подій на кшталт процедури приготування кексу, за винятком того, що цей процес має в мільйони разів більше кроків, причому різні кроки здійснюються одночасно в багатьох різних частинах «страви». Більшість цих кроків передбачають примноження клітин, породження неймовірної кількості клітин, одні з яких помирають, а інші об’єднуються між собою, формуючи органи, тканини та інші багатоклітинні структури. Як ми вже бачили в одному з попередніх розділів, поведінка конкретної клітини залежить не від генів, які вона в собі містить (адже всі клітини організму містять однаковий набір генів), а від того, які саме гени в цій клітині вмикаються. У будь-якому місці організму, що розвивається, в будь-який час упродовж розвитку вмикаються лише деякі з генів. В інших частинах ембріона та в інші моменти часу впродовж розвит­ку вмикатимуться інші набори генів. Які саме гени вмикаються в будь-якій клітині в будь-який момент часу, залежить від хімічних умов у цій клітині. А це, у свою чергу, залежить від попередніх умов у цій частині ембріона.

Більш того, вплив, який чинить ген, коли він таки вмикається, залежить від того, на що він може впливати в конкретній частині ембріона. Ген, увімкнений в клітинах нижньої частини спинного мозку на третьому тижні розвитку, матиме зовсім інший вплив, аніж такий самий ген, увімкнений у клітинах плеча на шістнадцятому тижні. Отже, вплив (якщо він узагалі буде) є не простою властивістю самого гена, а властивістю гена у взаємодії з недавньою історією його конкретного оточення в ембріоні. Це робить безглуздою ідею, що гени є для організму чимось на кшталт креслення. Те ж саме, якщо пам’ятаєте, було справедливо й для комп’ютерних біоморфів.

Отже, між генами й частинами тіла не існує жодної простої відповідності один до одного — більшої, ніж відповідність між словами рецепта і крихтами кексу. Узяті разом, гени можна розглядати як набір інструкцій для здійснення якогось процесу, так само, як набором інструкцій для виконання якогось процесу є взяті разом слова рецепта. У читача може виникнути запитання: як же тоді генетикам удається заробляти собі на прожиття? Як узагалі можна говорити (не кажучи вже про дослідження) про ген синіх очей чи ген дальтонізму? Чи не наводить сам факт здатності генетиків вивчати такі одногенні впливи на думку, що насправді таки існує якась відповідність на кшталт «один ген — одна частина тіла»? Чи не спростовує він усі мої міркування про набір генів і рецепт розвитку організму? Аж ніяк, він точно цього не робить, і тут важливо зрозуміти, чому.

Мабуть, найкращим способом побачити це буде повернутися до аналогії з рецептом. Усі погодяться, що не можна розділити кекс на крихти, з яких він складається, й сказати: «Ця крихта відповідає першому слову в рецепті, ця — другому» і т. д. В цьому сенсі важко сперечатися з тим, що весь рецепт