Дарвин выдвинул гипотезу о происхождении всех видов живых существ от немногочисленных общих предков — возможно, от единственного предка. В пределах вида случайным образом происходят изменения, а выживание или гибель каждого организма зависит от его способности адаптироваться к окружающей среде. Этот процесс Дарвин назвал естественным отбором. Осознавая, что реакция, вероятно, будет очень бурной, он намекал на возможность аналогичного развития и для человека; соответствующая концепция была им позднее подробно развита в книге «Происхождение человека».
На «Происхождение видов» сразу же обрушилась лавина критики, хотя реакция влиятельных священнослужителей не во всех случаях была такой однозначно отрицательной, как ее часто изображают сегодня. Так, выдающийся протестантский теолог консервативного направления Бенджамин Уорфилд принимал эволюцию как «теорию метода, применявшегося божественным провидением», выдвигая тезис о том, что природа самой эволюции может быть сверхъестественной.
Многие истории об общественной реакции на теорию Дарвина — мифы. Например, хотя знаменитый диспут между ярым сторонником эволюционной теории Томасом Хаксли и епископом Сэмюэлом Уилберфорсом действительно имела место, Хаксли, вопреки легенде, по-видимому, не говорил там, что ему не стыдно происходить от обезьяны, а стыдно лишь иметь что-либо общее с теми, кто затуманивает истину. Замечу, кроме того, что Дарвин похоронен в Вестминстерском аббатстве, так что религиозная община его вовсе не отвергала.
Самого Дарвина очень беспокоило воздействие его теории на религиозные верования, хотя он и постарался предложить возможную гармоничную интерпретацию. «Я не вижу, — пишет он в "Происхождении видов", — достаточного основания, почему бы воззрения, излагаемые в этой книге, могли задевать чье-либо религиозное чувство... Один знаменитый писатель и богослов писал мне: "Я мало-помалу привык к мысли об одинаковой совместимости с высоким представлением о божестве как веры в то, что оно создало несколько первоначальных форм, способных путем саморазвития дать начало другим необходимым формам, так и веры в то, что оно нуждалось каждый раз в новом акте творения для того, чтобы заполнить пробелы, вызванные действием установленных им законов"».
А завершается «Происхождение видов» следующими знаменательными словами: «Есть величие в этом воззрении, по которому жизнь с ее различными проявлениями Творец первоначально вдохнул в одну или ограниченное число форм; и между тем как наша планета продолжает вращаться согласно неизменным законам тяготения, из такого простого начала развилось и продолжает развиваться бесконечное число самых прекрасных и самых изумительных форм».
Собственные религиозные представления Дарвина были неоднозначными и, по-видимому, претерпели изменения в течение последних лет его жизни. Как-то он сказал: «Правильнее всего было бы описать мое умонастроение как агностическое». В другой раз написал о «крайней трудности или даже невозможности представить себе эту необъятную и чудесную Вселенную, включая сюда и человека с его способностью заглядывать далеко в прошлое и будущее, как результат слепого случая или необходимости, — и заключил: — Размышляя таким образом, я чувствую себя вынужденным обратиться к Первопричине, обладающей интеллектом, в какой-то степени схожим с разумом человека, т.е. заслуживаю названия теиста».
Ни один серьезный биолог сегодня не сомневается в способности теории эволюции объяснить удивительную сложность жизни и ее разнообразие. Фактически учение о родстве всех видов и связывающем их механизме эволюции представляет собой настолько фундаментальную основу биологической науки, что без него трудно себе представить вообще какое бы то ни было исследование живой природы. И все же ни одна сфера человеческих знаний не вступала в такие серьезные конфликты с религиозным мировоззрением, как революционные идеи Дарвина. Этой битве — от анекдотического «обезьяньего процесса» против учителя Джона Скоупса до нынешних дебатов о преподавании в школах теории эволюции — пока не видно конца.
ДНК, наследственный материалДогадка Дарвина представляется тем более замечательной, если вспомнить, что в его время ничего еще не было известно о физической основе эволюции. Лишь спустя столетие биологам удалось установить, какой конкретный механизм отвечает за дарвиновское «происхождение, сопровождаемое модификацией».
Грегор Мендель, сравнительно малообразованный монах августинского монастыря на территории современной Чехии, был современником Дарвина и читал «Происхождение видов», но два ученых, по-видимому, не были знакомы лично. Мендель был первым, кто показал дискретный характер наследования. Многолетние опыты с горохом на монастырском огороде позволили ему заключить, что наследственные факторы, участвующие в формировании таких признаков, как сморщенная или гладкая поверхность горошин, подчинены математическим законам. Мендель не знал, что такое ген, но его наблюдения заставляли предположить существование чего-то подобного.
В течение 35 лет на эти исследования почти никто не обращал внимания, а затем произошло одно из тех удивительных совпадений, которые иногда случаются в истории науки. На рубеже XX в. труд Менделя практически одновременно (в течение нескольких месяцев) заново открыли трое других ученых. Арчибальд Гаррод, изучая «врожденные нарушения метаболизма» — редкие заболевания, встречавшиеся в семьях некоторых из его пациентов, — смог убедительно показать, что законы Менделя распространяются на людей и расстройства передаются по наследству по схеме, выявленной Менделем для растений.
Конечно, факт передачи по наследству определенных признаков — например, цвета кожи или глаз — был известен каждому, кто пристально наблюдал за нашим видом, но Мендель и Гаррод внесли в представления о наследовании математическую специфику. Механизм, стоявший за этими моделями, оставался, однако, неясным, поскольку никому не удавалось проследить химическую основу наследственности. В первой половине XX в. исследователи в основном предполагали, что наследуемые признаки передаются через белки, в силу большого разнообразия белковых молекул в составе живых организмов.
Лишь в 1944 г. Освальд Т. Эйвери, Колин М. Маклауд и Маклин Маккарти сумели в ходе микробиологических экспериментов выявить роль ДНК в передаче наследуемых признаков. О существовании ДНК на тот момент было известно уже почти сто лет, но ее считали всего-навсего «набивкой» клеточного ядра, не представляющей особого интереса.
Менее чем через десять лет Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик первыми нашли решение вопроса о химической природе наследования, оказавшееся поистине красивым и элегантным. История бешеной гонки, итогом которой стало открытие в 1953 г. структуры ДНК, подробно описана в занимательной книге Уотсона «Двойная спираль». Уотсон, Крик и Морис Уилкинс, пользуясь данными, полученными Розалиндой Франклин, смогли определить, что молекула ДНК представляет собой двойную спираль — как бы скрученную веревочную лестницу, — а записанная в ней информация определяется химическими компонентами, составляющими «ступеньки» этой лестницы.
Будучи химиком и понимая, насколько необычайны свойства ДНК и как блестяще она решает проблему кодирования «чертежей» живых организмов, я преклоняюсь перед этой молекулой. Позвольте мне рассказать и вам о ее красоте.
У молекулы ДНК (см.рис.4.1) — целый ряд замечательных свойств. Ее внешний остов состоит из однообразно чередующихся фосфатов и Сахаров, а все самое интересное спрятано внутри. «Ступеньками лестницы» служат пары химических компонентов — нуклеиновых (азотистых) оснований, — которых насчитывается четыре. Они условно обозначаются начальными буквами своих химических наименований — А, С, G и Т (аденин, цитозин, гуанин и тимин).
Каждое основание обладает специфической формой, причем А соответствует Т и только вместе с ним может образовать «ступеньку», a G соответствует С. Это так называемые «комплементарные пары». Таким образом, существует четыре возможных типа ступенек: А-Т, Т-А, C-G и G-C. Если какое-то основание в одной из цепочек двойной спирали окажется повреждено, его легко будет восстановить, обратившись ко второй цепочке: единственная допустимая замена для Т (к примеру) — тоже Т. И — может быть, самое элегантное — двойная спираль прямо в себе содержит способ самокопирования: каждая из цепей способна служить шаблоном для создания новой. Если расщепить пополам все комплементарные пары, разрезав «лестницу» по серединам «ступенек», каждая половинка будет содержать всю информацию, необходимую для восстановления точной копии первоначальной молекулы.
Таким образом, в первом приближении можно рассматривать ДНК как сценарий или программу, записанную в ядре живой клетки. Эта программа закодирована на языке, в алфавите которого всего четыре буквы (или, используя компьютерную терминологию, букве соответствуют 2 бита). Каждая ее команда — ген — состоит из сотен тысяч букв кода, и гены определяют все сложнейшие функции клетки даже в таких организмах, как человеческий.
