10. Шире и глубже

10. Шире и глубже

Идея пришла ко мне, как и к Дарвину, внезапным проблеском вдохновения, была обдумана в течение нескольких часов, записана вместе с наброском ее возможного развития и приложений, какие тогда пришли мне в голову, скопирована на тонкую бумагу для писем и послана Дарвину.

Альфред Рассел Уоллес

В 2008 году мне выпала честь организовывать совместно с президентом профессором Дэвидом Катлером двухдневный симпозиум Линнеевского общества Лондона. Название симпозиума было таково: «Движущие силы эволюции: от Дарвина к современности». Целью симпозиума было собрать мировых специалистов по эволюционной биологии для рассказа о современном состоянии эволюционной теории и чествования стопятидесятилетия представления теории естественного отбора перед этим самым обществом в июле 1858 года, за год до того, как эта теория была представлена широкой публике публикацией книги «О происхождении видов». Сегодня мы знаем: та лекция, прочитанная всего перед тридцатью двумя членами общества в аудитории, существующей по сей день в историческом Берлингтон-хауз на Пикадилли, была волнующим и полным высокого смысла событием не только для Дарвина, но и для другого английского (некоторые скажут: уэльского) натуралиста, Альфреда Рассела Уоллеса, независимо пришедшего к открытию эволюции путем естественного отбора. Обстоятельства тех событий любопытны и поучительны. Конечно, нам известно: Дарвин пришел к идее эволюции еще в октябре 1838 года, но воздерживался от ее опубликования в течение двух десятилетий — пока не накопил огромное число свидетельств в ее пользу из литературы по биологии, агрономии, садоводству и огородничеству, а также благодаря своей полевой работе. Уоллес все это честно и скромно отметил, когда в среду первого июля 1908 года — в день пятидесятилетия исторической лекции — был награжден Дарвиновско-Уоллесовской золотой медалью Линнеевского общества за свой вклад в развитие теории эволюции. Эпиграф к этой главе — из благодарственной речи Уоллеса по поводу награждения. Он описал, как пришел к эволюционной теории независимо от Дарвина, но отказался признавать свой вклад равным вкладу Дарвина:

— Моя работа весьма отличается от его долгих кропотливых трудов. Я был тогда — и временами остаюсь и сейчас — торопливым пылким юношей. Он же, кропотливый и аккуратный исследователь, искал полного и убедительного раскрытия найденной истины, но не стремился к немедленному завоеванию славы и признания.

Несмотря на протесты Уоллеса, нелогично было бы отрицать его вклад в эволюционную теорию, его неустанные усилия по изучению природы Амазонки, а затем Малайского архипелага. Там, оправляясь от лихорадки, он и испытал внезапный порыв вдохновения — приходящего обычно, как мудро заметил Пастер, лишь в подготовленный разум. Изложение его идей уместилось на двадцати с небольшим листках тонкой бумаги (это была статья «О законе, который управляет интродукцией новых видов»), принесенных почтальоном одним «спокойным утром пятницы» 18 июня 1858 года Дарвину. Согласно его биографам Десмонду и Муру, в этом письме Дарвин увидел крушение работы всей своей жизни, как результат проволочек с ее опубликованием. Но, по правде говоря, письмо явилось не так уж и внезапно. Уоллес уже встречался с Дарвином и был одним из многих партнеров по переписке, чьи результаты Дарвин использовал как аргумент в поддержку своей теории. Оба переписывались уже несколько лет, и Дарвин знал о том, что Уоллес мыслит в сходном направлении. В мае 1857 года Дарвин написал Уоллесу, что готовит работу к публикации и собирается завершить подготовку в течение двух лет. Уоллес же в письме, столь испугавшем Дарвина, не упоминал про публикацию, но просил переслать свою статью знаменитому геологу сэру Чарлзу Лайелю. Дарвин на просьбу добросовестно откликнулся, переслал письмо и добавил свое, где жаловался на собственную медлительность и предлагал Лайелю устроить публикацию статьи Уоллеса.

Многократно обсуждалось, отчего и почему Дарвин настолько задержался с публикацией своей теории. Большинство считает: он хорошо представлял, сколь шокирующее впечатление теория эволюции произведет на чопорную верхушку среднего английского класса, приверженного англиканской церкви, — и потому не спешил устраивать подобное потрясение. К тому же он хорошо представлял, насколько тяжелым это окажется для его глубоко верующей жены Эммы. Скептики могут возразить: в 1844 году, когда Дарвин описал вкратце на 189 страницах суть теории, заказал копию рукописи местному школьному учителю и написал Эмме письмо, которое следовало вскрыть лишь после смерти Дарвина, — он не слишком заботился об ее чувствах. В этом письме, объявленном «наиболее важной и последней просьбой», он завещал опубликовать рукопись посмертно. Дарвин писал: «Если мое мнение об этой теории окажется верным, если ее примет хотя бы один компетентный специалист, она существенно продвинет науку вперед». Жене завещалось заплатить издателю весьма солидную по тем временам сумму в четыреста фунтов стерлингов и передать книги и заметки, чтобы издатель мог их обработать и издать в виде книги. Дарвин ожидал, что после публикации Эмма и ее брат Хенсли займутся ее активным продвижением[93]. Но после сообщения от Уоллеса Дарвин был в отчаянии, полагая, что, промедлив, потерял все. Он жаловался Лайелю: «Весь мой приоритет и новизна, какими бы они ни были, теперь рассеяны в пух и прах».

Лайель поразмыслил над ситуацией и предложил компромисс: Дарвин и Уоллес должны совместно объявить о своих открытиях. Дарвин согласился, заметив: «Я буду чрезвычайно рад опубликовать набросок моих построений на дюжине страниц либо около того». Но ему показалось, что это может выглядеть проявлением «мелочности». Тревожась об этической двусмысленности ситуации, Дарвин попросил Лайеля узнать мнение выдающегося ботаника Джона Дальтона Хукера. Но вскоре Дарвин был отвлечен семейными делами. Его младший сын Чарлз — страдавший, по всей видимости, синдромом Дауна — заболел смертельно опасной тогда скарлатиной, свирепствовавшей в графстве Кент, где жили Дарвины. И в том видится куда более разумное и человечное объяснение того, что сообщение о великом открытии, представленное как «Совместное эссе Дарвина и Уоллеса», было зачитано перед небольшой группой собравшихся членов Линнеевского общества в отсутствие и Дарвина, и Уоллеса.

Сейчас почти единодушно считается: эссе особого впечатления на собравшихся не произвело. Но это едва ли можно считать верным, поскольку представляли его Лайель и Хукер, настаивавшие на «необходимости чрезвычайного внимания к данной работе» и предупреждавшие, что услышанное может оказать глубокое влияние на «будущее естественной истории». Ученые объясняли, что «эти джентльмены (то есть Дарвин и Уоллес), работая независимо и не зная результатов друг друга, пришли к одной гениальной теории, объясняющей возникновение и разнообразие форм жизни на нашей планете, и оба могут претендовать на лавры первооткрывателей в этом важном направлении исследований. Ни один до сих пор не опубликовал свои результаты, хотя мы на протяжении многих лет уговаривали мистера Дарвина это сделать. Теперь оба автора оказали нам высокую честь, отдав работы на наш суд, и мы посчитали целесообразным в интересах науки изложить выдержки из обеих работ перед Линнеевским обществом».

Таким образом, выдающиеся ученые поступили честно и разумно по отношению к обоим исследователям, поставив молодого и неизвестного Уоллеса в один ряд с Дарвином. Трудно представить более справедливое решение, учитывая, что Лайель и Хукер знали о приоритете Дарвина, знали об огромной работе, проделанной им на протяжении более чем двух десятилетий ради превращения теории эволюции из догадки и гипотезы в теорию, подтвержденную многими данными из различных областей науки. И Лайель, и Хукер знали: выступление будет вскоре опубликовано и публикация эта еще важнее выступления, поскольку приоритет должен быть подтвержден черным по белому, публикацией в серьезном научном журнале. Это и было сделано в августе того же года, когда совместное эссе было опубликовано в «Журнале записок Линнеевского общества», распространив новость и другим тремстам семидесяти одному члену Линнеевского общества, лекции не слышавшим. После этого эссе стало доступно широкому кругу читающей публики и было перепечатано многими журналами.

Но поспешность с презентацией результатов и последующей публикацией в отсутствие обоих авторов имела далеко идущие и в то время, пожалуй, непредсказуемые последствия. Вскоре стало ясно: в понимании естественного отбора у Дарвина с Уоллесом существенные расхождения. Дарвин полагал: основная причина отбора — конкуренция между членами вида. Уоллес же полагал главной причиной давление окружающей среды, заставляющей организм приспособиться ради выживания. И если для Дарвина отбор был бессмысленным механизмом, Уоллесу он представлялся целенаправленным. Более того, Уоллес считал людей исключением, не подверженным отбору. Уоллес оконфузил и привел в отчаяние своих научных последователей, когда провозгласил иное действие отбора на людей по сравнению с прочими формами жизни и предложил спиритическое объяснение действия естественного отбора на Гомо сапиенсов. Чарлз Х. Смит, отдавший немало времени и усилий для понимания настоящих движущих мотивов Уоллеса и подоплеки его идей, предполагает, что главной идеей письма, посланного Уоллесом Дарвину, было «обоснование исключительности человека»[94].

Насколько существенен, с нашей сегодняшней точки зрения, тот факт, что Уоллес не упомянул возможную публикацию в письме и тем более не давал права на нее Дарвину? Смит цитирует три различных источника, в которых Уоллес жалуется на публикацию. Но в сущности, претензии его относятся не к самому факту публикации, а к тому, что ее сделали без разрешения. Ведь он не смог отредактировать перед публикацией свою статью, написанную поспешно, да к тому же во время болезни.

Несомненно, письмо Уоллеса не оставило Дарвину выбора и заставило поторопиться с публикацией. Книга сосредоточила внимание публики именно на Дарвине и его теории естественного отбора, но Уоллес также получил известность и возможность добиться широкого признания. Заметим: несмотря на склонность к спиритизму, Уоллес внес значительный вклад в науку, в особенности в энтомологию и биогеографию. Трогательное обстоятельство: на вручении золотой медали Линнеевского общества восьмидесятипятилетнему Уоллесу (он оказался единственным, для кого эта медаль была в самом деле изготовлена из золота, а не из серебра) присутствовал девяностооднолетний Хукер.

И как же удивительно, что в том же историческом здании, в зале, украшенном знаменитой картиной, изображающей Дарвина и Уоллеса, наш двухдневный юбилейный семинар начался с блестящего выступления Линн Маргулис, выдающейся американской исследовательницы, профессора университета Амхёрста и одной из основательниц современной симбиологии! Темой ее пленарного доклада было развитие первых ядерных форм жизни в протерозойской эре, более двух миллиардов лет назад, на ранней стадии развития биосферы, когда в атмосфере еще не было кислорода. Согласно предложенной Маргулис теории эндосимбиоза, первые обладающие ядром клетки родились из слияния двух подобных бактериям одноклеточных организмов. Первый — это быстро плавающая спиралевидная (наподобие вызывающей сифилис спирохеты) серная бактерия. Второй — это археобактерия (их теперь называют иногда «археями»), подобная микроорганизмам, ныне обитающим в горячих источниках Йеллоустонского парка. Этот архей существовал в метаболическом симбиозе с древней спирохетой, питаясь выделяемыми ею соединениями серы. Со временем оба организма слились, дав начало эукариотическим формам жизни.

Позднее, с появлением первых сине-зеленых цианобактерий в прибрежной полосе древних морей — предшественников нынешних хлоропластов в растениях и водорослях, — появилась форма жизни, способная улавливать энергию солнца и производить кислород в результате жизненного процесса. Со временем это привело к нынешней атмосфере Земли. Затем, около миллиарда лет назад, предшественники митохондрий, дышащие кислородом бактерии, присоединились к растущему голобионтическому союзу и дали начало нынешнему разнообразию жизни: растениям, животным, грибам и некоторым протистам. Потому весьма уместным оказалось и награждение спустя полгода Линн Маргулис наряду с другими светилами биологии, за вклад в биологию в целом и эволюционную биологию в частности, серебряной медалью Дарвина — Уоллеса. И я пользуюсь возможностью выразить в этих строках мою благодарность этому замечательному и дальновидному исследователю за поддержку и вдохновение моих скромных изысканий в области симбиоза с вирусами. Ее и Луиса Вильярреала я считаю теми, кто побудил меня заняться эволюционной биологией и очертил мои интересы в ней.

В октябре того же года я вступил в Международное сообщество симбиологов и получил приглашение написать небольшую популярную статью «о симбиотическом потенциале вирусов» для журнала сообщества. Эта статья появилась в весеннем выпуске журнала за 2004 год. Вот таким скромным образом идея симбиоза с вирусами была впервые представлена научному сообществу. А в сентябре 2005 года я получил письмо по электронной почте от Мэрилин Руссинк, исследовательницы вирусов растений из Фонда Самуэля Робертса Нобля в США. Она проинформировала меня о том, что добыла мой адрес у Луиса Вильярреала и берет на себя смелость переслать мне только что законченную обзорную статью, принятую в печать в журнал «Нейчур ревьюз».

«Я хочу выразить вам свою благодарность за книгу „Слепое пятно Дарвина“, — написала она. — Она подвигла меня начать исследования в этом направлении. Теперь она — обязательное чтение в моей лаборатории».

Конечно, мне ее интерес весьма польстил. Кроме того, мне очень понравилась ее статья — свежестью взгляда и ясностью изложения. В сущности, Руссинк проанализировала всю эволюцию вирусов растений, сравнивая и противопоставляя «эгоистическую» эволюцию путем мутаций и последующего отбора с симбиогенезом как движущей силой эволюции. В заключение она написала: «Полагаю, оба вида эволюции происходят в соответствующих обстоятельствах, но эволюция путем симбиотической ассоциации (симбиогенез) — наиболее вероятная модель для многих эволюционных ситуаций, сопровождавшихся быстрым изменением вида либо формированием нового вида»[95].

Несколько месяцев спустя я поинтересовался у Луиса Вильярреала и Мэрилин Руссинк, не хотят ли они объединиться со мной в группу, целью которой стало бы объяснять наши вирусологические идеи симбиологам на грядущем Мировом конгрессе симбиологического общества в Вене. Оба согласились. Вот так впервые в истории общества в современном университетском кампусе, расположенном в сердце старого города прекрасной Вены, мы представили концепцию симбиоза с вирусами. Вильярреалу довелось председательствовать на утренней секции, и начал ее он с важнейшей темы: созидательной роли вирусов в эволюции их носителей. Я рассказал о том, как именно определять симбиоз с вирусами и как понимать его в приложении к человеку. Я ожидал, что Руссинк расскажет о роли симбиогенеза в эволюции вирусов растений, но она предупредила: доклад ее будет по другой — и совершенно новой — теме. И в самом деле, мы все были удивлены — она рассказала о принципиально новом эксперименте по поиску неизвестных вирусов, основанном на симбиотической методологии. И почти сразу эксперимент привел к успеху: был обнаружен новый вирус, живущий в симбиозе с растениями, растущими в засушливом районе Йеллоустоунского парка. Вирус этот поражал грибок, поражавший, в свою очередь, тропическое прутьевидное просо, растущее на почвах вблизи геотермальных источников. Известно, что этот грибок сообщает растению теплоустойчивость, — то есть налицо классические признаки симбиоза. Но когда грибок был «излечен» от обнаруженного вируса, пораженное грибком растение оказалось неспособным перенести жар и сухость и погибло. Когда же вирус был снова введен в грибок, к просу вернулась теплоустойчивость. Последующие исследования Руссинк и ее коллег показали: вирус, скорее всего, участвует в метаболическом процессе, обеспечивающем выживание партнеров этого трехстороннего симбиотического союза[96].

Для меня этот результат был в особенности важен и знаменовал новый шаг в вирусологии и симбиологии: впервые биолог посмотрел на природу сквозь призму симбиотической методологии и сумел выделить дотоле неизвестный, явственно существующий в симбиозе вирус. Аргументы, представленные в трех наших докладах, оказались настолько убедительными, что организаторы конгресса попросили меня и Вильярреала написать две связанных друг с другом статьи, где бы определялся симбиоз с вирусами с точки зрения симбиологии и рассматривался процесс взаимодействия вируса с носителем на протяжении эволюции жизни на Земле. Обе эти статьи были опубликованы в специальном выпуске журнала «Симбиология» в 2007 году[97].

Двумя годами позднее на конференции в Линнеевском обществе Лондона Мэрилин Руссинк, теперь уже полный профессор Фонда Самуэля Робертса Нобля, описала новые результаты поиска вирусов в здоровых растениях. Исследования проводились в основанной в Коста-Рике полевой лаборатории, работающей в тесном сотрудничестве с Фондом Нобля в Ардморе, штат Оклахома. В докладе она рассказала о своей работе по мутуалистическим вирусам, о сожительстве вирус — грибок — растение и новом открытии устойчивости к засухе, являющейся результатом симбиоза с вирусами. Она упомянула также и другие полученные результаты, которые, во-первых, указывают на большое число эндогенных вирусов в геноме растений, что позволяет сделать вывод об симбиогенезе растений и вирусов в процессе эволюции, и, во-вторых, наводят на мысль о возможности вирусов наделять растения новыми генами, способными резко изменить биохимию жизненных процессов.

На этой же конференции историк науки Ян Сапп, основываясь на эндосимбиотической теории происхождения клетки Линн Маргулис, представил собранные воедино из многих научных дисциплин данные о различных филогенетических линиях, начиная с бактерий и археев, давших начало нынешнему разнообразию живого.

Из результатов в различных отраслях биологии, полученных за последние два десятилетия, становится все более ясным: мутации и симбиогенез — не единственные движущие силы эволюции. Возможно, наиболее важным концептуальным результатом этой конференции стало недвусмысленное заключение: за симбиогенезом и современным дарвинизмом стоят разные движущие начала. Но стало ясно также и то, что обе теории можно объединить в тесно связанное целое, где работающий на разных уровнях естественный отбор и обеспечит связь между обоими механизмами. К этому целому следует присоединить и еще два эволюционных механизма, десятилетиями пребывавших в забвении, но сейчас, в эпоху молекулярной генетики и все возрастающего понимания устройства генома и его функционирования, нуждающиеся в радикальном переосмыслении. Эти два механизма: гибридизация и эпигенетика — сыграли важную роль в эволюции; оба они отличаются концептуально и функционально от мутаций и симбиогенеза.

За два года до этой конференции «Биологический журнал Линнеевского общества» опубликовал мой обзор этих сил эволюции, озаглавленный «Конструктивные геномные модификации и естественный отбор: современный синтез»[98]. И среди докладчиков было много тех, чьи работы цитировались в моем обзоре. Слово «геномные» вместо «генетические» я употребил в названии именно затем, чтобы включить в изложение и эпигенетику, по определению не могущую быть отнесенной к «генетическим» механизмам. Слово же «конструктивные» было употреблено, чтобы подчеркнуть то, что — вопреки прежним взглядам — гибридизация и эпигенетика, сопряженные на разных уровнях с дарвиновским естественным отбором, в эволюционной перспективе также созидательны и конструктивны. Я свел воедино в одной работе четыре различные дисциплины, ибо изначальное единство симбиогенеза и мутации, на мой взгляд, — это компонент общей картины, включающей все четыре источника генной и геномной изменчивости — и эти источники вкупе с естественным отбором дают всеобъемлющее объяснение эволюционных явлений.

Поскольку концепция конструктивных геномных модификаций («геномной креативности») задумывалась максимально общей, она нисколько не противоречит всей массе существующих концептуальных работ по эволюции. Напротив, она указывает на возможность применения навыков и методик, характерных для какой-либо частной области, к другим областям. И хотя я ожидал встретить некоторое неприятие либо даже полное отрицание идей, изложенных в моей статье, отклик оказался совершенно иным. Коллеги восприняли ее со спокойным интересом, вызванным возможностью применить изложенное к своей работе либо переосмыслить эту работу в свете описанных в статье концепций.

Вскоре после публикации моей статьи Мартин Е. Федер, старший профессор университета Чикаго, написал сперва короткую заметку, а затем и большую статью о взаимодействии естественного отбора со всеми источниками геномной модификации — то есть сделал следующий необходимый шаг в развитии концепции конструктивных геномных модификаций[99]. Вместе взятые, его и моя работы дали достаточно полный обзор современной эволюционной биологии. Федер, отдавая должное работам трех предыдущих поколений биологов и врачей по формированию современного дарвинизма, расширил эволюционную парадигму, включив в нее все четыре движущих силы эволюции: мутации, симбиогенез, гибридизацию и эпигенетику — и в то же время учел разнообразие работы естественного отбора во взаимодействии с этими механизмами. Сейчас активное участие всех четырех этих механизмов в человеческой эволюции все яснее. Более того, все четыре играют важные роли в генетической и эпигенетической подоплеке человеческих болезней.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.