Сложные эксперименты на земноводных – тритонах – позволили Шпеманну установить, что формирование у земноводных зачатка нервной системы, так называемой нервной пластинки определяется сигналами, идущими из определённой области зародыша, который был назван организатором. В качестве признания заслуг Шпеманна в открытии индукционного организатора, он был назван шпеманновским организатором. В 1932 г. исследовательская группа во главе со Шпеманном выявила химическую природу индуцирующих сигналов ткани организатора (Корочкин Л.И., Михайлов А.Т. Введение в нейрогенетику – М.: Наука, 2000 – 274 с., с. 63–69).
Трудности в изучении действия организатора вызвали на долгие годы охлаждение к этой проблеме. Однако английский специалист по генетике развития Джонатан Слэк, используя вещество, выделенное из головного мозга быка, показал, что оно оказывает мощное индуцирующее воздействие на развитие зародышей земноводных (Там же, с. 72).
С нашей точки зрения, шпеманновский организатор представляет собой типичную мобилизационную структуру, которая организует и стимулирует биологическую работу по формированию нервного центра, а затем передаёт ему функцию управления биологической работой организма. Это типичный пример перехвата мобилизационной функции у генетических структур по мере индивидуального развития организма, который завершается лишь при достижении организмом зрелости во взрослом состоянии. С этого момента генетические структуры работают лишь для поддержания постоянства клеточного состава организма. Происходит переориентация мобилизационных структур генетического аппарата с развития на сохранение фенотипа.
Установлено, что у большинства организмов в процессе специализации и дифференциации соматических клеток утрачивается способность к митотическому делению. Потребности восполнения убывающего клеточного материала выполняют неспециализированные стволовые клетки, резерв которых всегда содержится в организме. В то же время у организмов, способных к регенерации утраченных органов мобилизационная функция генетических структур сохраняется.
Утрата генетическими структурами способности к генерации развития организма приводит к его постепенному увяданию.
Половое созревание организма сопровождается потребностью в половых сношениях, обеспечивающих передачу эстафеты мобилизационной активности генетических структур последующему поколению. По достижении взрослого состояния оттеснение генетических структур от роли направляющего и мобилизующего фактора развития и утрата способности к генерации этого развития приводит к постепенному увяданию организма, что является одним из существенных факторов старения. Процесс старения сопровождается накоплением ошибок генетического аппарата, которые высвобождаются из-под действия генетической «цензуры». Организм движется к неизбежной смерти, которой и завершается индивидуальное развитие. Таков жизненный цикл огромного большинства организмов, за исключением тех, которые умирают в процессе размножения. Но продолжительность и качество жизни ни генетически, ни фенотипически не предопределены. Они зависят от образа жизни, от обстоятельств индивидуального существования, от поведения, а главное – от индивидуального способа осуществления видоспецифической биологической работы.
Причём модификации жизненного цикла путём приобретения полезных видоизменений признаков могут осуществляться в таких широких пределах, что они способны даже и во взрослом состоянии раздвигать генетически заданный диапазон норм выработки признаков и свойств организма, присущий данному виду. Так, в опытах российского ветеринара и специалиста по целебному голоданию Аракеляна ему удалось повысить среднюю продолжительность жизни кур в 3 раза, подвергая их регулярному голоданию. Регулярное и целенаправленное психофизическое самосовершенствование человека способно полностью преодолевать, казалось бы, фатально заданные генотипом недостатки фенотипа и обеспечивать практически неограниченное усовершенствование организма, а на его основе – полное подавление болезней и поступательное увеличение продолжительности жизни. Геноцентрический фатализм преодолим, поскольку мощный приток энергии ко всем клеткам организма позволяет активизировать их мобилизационный потенциал, в том числе и на генетической уровне, а регулярные целебные голодания позволяют очищать системы энергообеспечения организма от накапливающихся в них отработанных продуктов жизнедеятельности. Но если целенаправленная биологическая работа способна столь существенно изменять онтогенез, то в длинной череде поколений она может столь же существенно влиять и на филогенез, направляя биологическую работу сообщающихся с ней генетических структур к копированию произошедших в популяции изменений. Отбор же поддержит любое преимущество, достигнутое биологической работой и отбракует всех, кто плохо работал и не приобрёл этих преимуществ.
Вот что думал по этому поводу крупнейший российский специалист по генетике развития Леонид Корочкин:
«При экстраполяции данных генетики развития на филогенетические процессы необходимо опираться на следующие факты. Во-первых, онтогенез подчинён определённой цели – преобразованию во взрослый организм – и, следовательно, целесообразен. Отсюда следует целесообразность и эволюционного процесса, коль скоро он зависит от того же самого материала – ДНК. Во-вторых, процесс онтогенеза не случаен, он протекает направленно от стадии к стадии. Всякого рода случайности исключают точную реализацию плана нормального развития. Отчего же эволюция должна основываться на случайностях и идти неведомо куда по «ненаправленному» пути?» (Корочкин Л.И. Онтогенез, эволюция и гены – Природа, 2002, № 7).
Конечно, эволюция не основывается на случайностях и не идёт неведомо куда. Её направляют могущественные силы естественного отбора и биологической работы, которая усилиями каждого организма по выживанию и оптимизации жизнедеятельности в течение многих поколений преодолевает изолированность, инерционность, консервативность механизмов наследственности, приносит эволюционную прибыль, стимулируя тем самым прогрессивное развитие жизни, и обеспечивает целесообразность мобилизационных инноваций. Эффективная биологическая работа создаёт организму более значительные селекционные преимущества, чем случайный набор генов.
Наша критика геноцентризма в теории эволюции отнюдь не означает преуменьшения достижений и перспектив развития генетики. Геноцентризм только тормозит это развитие.
24.5. Генетика и эволюция размножения. Половое размножение, половой процесс и половой отбор
Эволюция способов и форм размножения является одной из сторон, аспектов, ракурсов процесса эволюции живых организмов на этой густонаселённой планете. В этом ракурсе высвечивается немало важных особенностей, которые проясняют и общий ход эволюции.
В начале было бесполое размножение. Не исключено даже, что первоначальным и наиболее примитивным способом бесполого размножения был постоянный обмен фрагментами нуклеиновых кислот на самых различных по величине участках первобытного океана, покрывавшего ещё безжизненную Землю и перемешивавшего в своих бескрайних водах растворённые в нём разнообразные белковые вещества.
Один из авторитетных исследователей генома Ф. Дулитл выдвинул весьма правдоподобную, на наш взгляд, гипотезу о том, что эволюция жизни начиналась с возникновения в «первобытном бульоне» общего генного «коммунального хозяйства, в котором ещё неустоявшиеся клетки активно обменивались фрагментами нуклеиновых кислот. По мере автономизации клеток и возникновения клеточных мембран накопление генетической информации и её упорядочение на основе самоорганизации привело к распаду «коммунального хозяйства» на «индивидуальные хозяйства» одноклеточных организмов, трансформации фрагментов ДНК в гены и к возникновению размножения. Разумеется, таких «коммунальных хозяйств» в первобытном океане возникало множество, и они могли взаимодействовать друг с другом.
Если эта гипотеза верна, каждое «коммунальное хозяйство» огромного числа разнообразных белковых образований, из которых формировались клетки, составляло как бы единый геном, хаотически синтезировавший новые белки. Оформляясь как самостоятельные одноклеточные организмы, клеточные образования «расхватывали» отдельные участки этого генома и, активно обмениваясь фрагментами ДНК и РНК, в результате стихийной самоорганизации трансформировали их в гены, что сделано возможным размножение посредством деления.
В таком случае этот первичный геном как бы многоклеточного ассоциированного предорганизма явился мобилизационным ядром «коммунального хозяйства» формирующихся клеточных структур. Этот геном «размножился» посредством дробления на отдельные клетки, которые, захватив определённые его участки и активно обмениваясь их фрагментами, стали формировать собственные геномы и получили возможность расти и размножаться делением. Начавшаяся же конкуренция между клетками привела к тому, что отбор закрепил наиболее работоспособные с точки зрения регулярного размножения.
Мы не сомневаемся, что профессиональные генетики найдут в таком повороте этой гипотезы массу несуразностей и раскритикуют её в пух и прах. Но не исключено, что другие генетики вскоре решат, что в этом «что-то есть», а затем превратят это в матрицу для дальнейших размышлений и найдут механизмы, посредством которых это могло бы реализоваться.
Такой сценарий возникновения размножения приводит к ещё одному «безумному» предположению. Оно заключается в том, что дробление в истории размножения предшествовало клеточному делению, а дробление оплодотворённой клетки, зиготы, у организмов, размножающихся половым путём, как бы повторяет дробление первичных многоклеточных «коммунальных хозяйств» на отдельные клетки, ставшие, таким образом, способными к делению. Дробление без роста предшествует росту и делению. Тем самым раскрывается новый ракурс биогенетического закона Геккеля. И хотя справедливость этого закона была подвергнута разнообразным сомнениям в эмбриологических исследованиях XX века, современная биология развития, на наш взгляд, лишь фактически подтверждает действие этого закона, раскрывая те видо