Глазастые хвосты, инструкции для сборки двухголовых червей и клеточная карта тела
Познакомился с работой биолога Майкла Левина. Изучает он вопросы биологии развития (developmental biology) – то есть, как строится организм. И оказывается, что примерно десятилетие назад Левин начал переворачивать укоренившиеся представления о том, как вообще мы превращаемся из пары клетов в, собственно, нас самих.
Популярное и уже закрепленное в виде аксиомы понимание развития тела ставит в центр картины жизни гены. Вот как Докинз опубликовал бестселлер «Эгоистичный ген», так и закрепилось, превратилось в общее знание. Сама по себе биология таким фундаментом не ограничивается, но для большинства ответ на тайны жизни, пожалуй, если не кроется в генах, то хотя бы вращается на их орбите. Но все же для перехода от зародышей, семян и яиц к детям, деревьям и зверям нужно намного больше тонкой работы, чем просто наличие инструкций. Что еще нужно и почему руки у нас растут (обычно) из правильного места – это как раз вопросы онтогенеза, которыми Левин и занимается.
В сущности, Левин сравнивает гены с кодом ассемблера – необходимым слоем для работы софта, обращающимся к железу напрямую; но программисты сегодня вообще нечасто работают на таком уровне. Для клеток, чтобы они развивались в нужном качестве и вставали на свои места, тоже должен быть свой уровень организации. И здесь Левин вытаскивает хорошо забытое старое под названием «биоэлектрическая сеть».
Можно сказать, теория Левина даже несколько упрощает понимание морфогенеза, приравнивая в принципе любые клетки к нейронам. Биоэлектрическая теория предполагает, что вообще все клетки организма обмениваются электрическими импульсами, ровно как это делают и нейроны – все необходимые инструменты у них для этого есть, просто происходит этот процесс намного медленнее. А различить эту форму коммуникации команде Левина помог плоский червь планарий.
Планарий прекрасен: не стареет, восстанавливается из любого отрезанного куска, но при этом не подвержен раковым заболеваниям и вообще каким-либо дефектам. Порежь его на десяток кусков – получишь десяток особей. Причем регенерирует планарий исправно, из головы вырастает хвост, из хвоста вырастает голова. Как организм определяет, что нужно отрастить, но никогда не отращивает ничего лишнего?
В ходе исследований пришли к выводу, что справляются клетки планария с помощью “потенциалов мембран” – стабильного электрического состояния, позволяющего сориентировать себя относительно остальных клеток тела. Именно эта информация и помогает клеткам построить голову в нужном месте. И как только раненых планариев поместили в раствор, блокирующий определенные ионные каналы – следовательно, искажающий и информацию, передаваемую между клетками – они начали отращивать по две головы или вовсе головы, анатомически соответствующие другим видам. И никакого вмешательства в гены!
За планариями последовали лягушки, которым уже успели отрастить дополнительные лапы и функционирующие глаза на хвостах. Характерно, что даже если немного перемешать “лицо” головастиков на определенной стадии развития (в исследовании их элегантно обзывают “пикассоподобными”), то в процессе развития организма все равно все части встанут на свое место.
Работа Левина интересна, в общем, не только тем, что генетический взгляд на развитие организма дополняется биоэлектрикой, но и значительным усложнением нашего понимания “интеллекта” в самом широком смысле (здесь как будто бы должны обрадоваться панпсихисты). В то же время, коллеги в целом относятся ко многим его выводам скептически, не в последнюю очередь из-за перехода вообще на другой уровень абстракций в рассуждениях, хотя никто не опровергает его эмпирические исследования. Возможно, из работы Левина получится извлечь какие-то практические выгоды, а может быть, он пройдет путь Дарвина. Надо следить.
