15** Поле, гомеобокс и эволюция
Таким “заказом в письменной форме” выглядят гомеобоксы. А именно, установлено, что все гомеозисные гены содержат на З’-конце участок в 180 пар нуклеотидов, который был выявлен в 1985 году и назван гомеобоксом (он кодирует гомеодомен, полипептид в 60 аминокислот), почти одинаковый у самых разных животных, в частности - у насекомых и позвоночных (формулы пяти гомеодоменов см.
[Гилберт, т. 3, с. 155]). У тех и других эти гены ответственны за создание передне-задней оси [Гилберт и др., с. 333; Гэоб- ницкий, с. 87]. Многим казалось, что филогенетика (учение об общих предках) празднует победу: ведь совпадение генов принято понимать как родство. Ho природа, как всегда, оказалась сложнее наших теорий.Генетики, склонные трактовать онтогенез как простой итог работы генов, а эволюцию - как накопление и отбор случайных мутаций, стали рассуждать, как водится, про общего предка всех животных, но тут вышел конфуз: вскоре гомеобокс был открыт у грибов и высших растений:
“гомеобокс растений значительно отличается от аналогичной последовательности животных и грибов; имеющееся сходство тем не менее свидетельствует о том, что они произошли от одного гена, имевшегося у одноклеточного существа, которое явилось общим предком всех организмов и существовало миллиард лет назад. Какова была исходная роль этого гена, остается только гадать” писал в редакционной заметке журнал «Scientific American» (ВМН, 1991, № 8, с. 23). Придется возразить: гадать можно о том, существовал ли предковый ген миллиард лет назад, но оснований признавать его носителя «общим предком всех организмов» нет. Нет оснований признавать, что общий предок у растений и животных был эвкариотом[15]. Если же допустить, что гомеобокс был уже у бактерии, то он не мог отвечать за морфологию эвкариот и тем более - органов многоклеточных. Куда проще видеть в гомеобоксе маркёр, передаваемый, например, горизонтальным переносом.
В любом случае, гомеобокс управляет чем-то весьма общим, нужным грибу, кукурузе, червю, мухе и человеку. Тут общностью задачи ничего не объяснишь: если передне-задняя ось у низшего червя есть, то ничего похожего на сердце и конечность нет. Почти излишне напоминать, что у насекомых и позвоночных совершенно различны строение органов и их формирование в онтогенезе. В частности, скелет ноги у насекомого наружный, а у позвоночного внутренний. И если филогенетик все-таки скажет, что гены, соответствующие сердцу, глазу или ноге, у червя были, то этим он откажет
ся от привычного понимания эволюции, он присоединится к Григорию Нисскому (п. 1-8) и последующим богословам, понимавшим эволюцию как разворачивание заданных Богом изначальных потенций.
Так видят эволюцию многие, в том числе ведущие ученые. Например, Корочкин приводил (в качестве эволюционного) пример: гомеозисная мутация изменила тип сегментации туловища дрозофилы так, что один сегмент стал похож на сегмент туловища многоножки, т.е. далекого предка [Геном..., с. 86]. Ho это - возврат назад, инволюция (по Любищеву, п. 4-17*), а не эволюция, не создание нового.
Можно признать горизонтальный перенос гена гомеобокса. Это проще для понимания, ибо “всего лишь” рушит идею родословных древ. Ho сам по себе он ничего не разъясняет. Пусть сам гомеобокс мог быть создан заново или перенесен, но каким образом его новый “хозяин” смог им воспользоваться, если его онтогенез устроен по иному принципу?
И мы приходим к необходимости рассмотреть “платонический” вариант: гомеобокс не запускает стадию онтогенеза, а лишь маркирует ген, запускающий изменение морфогенетического поля.
Тут нам неожиданно помогает идея редактирования РНК (п.5-6). Странно и даже неправдоподобно, но факт - редактирование имитирует схему общего происхождения. Оно приводит
“к возрастанию гомологичносги отдельных белков различных организмов и, таким образом, способствует поддержанию их консервативности” (Таусон Е.Л.
Редактирование РНК в различ. генетич. системах // ЖОБ, 2004, № I, с. 59).Если так, то не надо искать в родстве причину сходства отдельных генов (см. п. 5-16). В частности, не надо толковать сходство гомеобоксов общим происхождением от неведомой бактерии. Если приведенный вывод о редактировании РНК окажется общим, то вся геносистематика (см. далее, п. 10-3) станет беспредметной. Как и почему редактирование сближает генетические тексты различного происхождения, неизвестно, но уже сейчас очевидно, что это вид номогенеза: сходное возникает независимо.
Теории онтогенеза нет и в обозримом будущем не предвидится. Ho, хотя механизм онтогенеза непонятен, но на уровне его как явления эволюция в форме перестройки онтогенезов очевидна, чем и воспользуемся.
Если поле признать как факт, принесет ли это пользу для понимания эволюции? Можно ли сказать, что в эволюции имеет место искривление того поля, в котором протекает развитие зародыша? В книге [Рэфф, Кофмен] дан рисунок из книги английского биоматематика Вентворта Д’Арси Томпсона (1917): искривляя координатную сетку рисунка рыбы одного вида, можно получить рисунок рыбы другого, очень далекого, вида (рис. 33).
Естественна мысль, что зародыш второго вида развивался в искривленном силовом поле. Напомню: на качественном языке похожее говорил еще Бюффон. В этом смысле идея поля уже в такой форме работает.
Рис. 33. Преобразование контуров организмов по Д’Арси Томпсону
Ho если одну видовую форму можно переделать в другую «простым преобразованием системы координат», значит форма подчиняется своим законам (законам биополя), а не только приспособлением к среде. После книги Д'Арси Томпсона стало ясно, что «невозможно всерьез заниматься проблемами формообразования без четкого понимания пространственных свойств изучаемых объектов» [Маресин, с. 3].
До сих пор мы говорили о развитии форм. Однако онтогенез состоит в активном развитии не только формы, но организма, способного жить, т.е. функционировать. Реализация этого процесса развития тоже протекает как активность, как жизнь зародыша. Пусть он и не живет во внешней среде, но он активно живет в том смысле, что строит сам себя, дышит и питается. Поэтому строить отдельную теорию морфогенеза - то же, что строить макет телевизора, игнорируя электромагнитное поле.
Это понимал Аршавский и призывал строить теорию развития на феномене активности зародыша [Аршавский]', но зато его не занимал онтогенез сам по себе (как и почему возникает особь именно данного вида). Здесь еще вся работа впереди: в частности, предстоит выяснить, что тут означают давление нормы и искривление поля.
Еще по теме 15** Поле, гомеобокс и эволюция:
- ДЕФОРМАЦИОННОЕ ПОЛЕ
- 5-14* Биологическое поле и морфогенез
- ГЕОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ
- 16. Биологическое поле
- «ТАКТИЛЬНОЕ ПОЛЕ»
- Усуелн-поле (рогач песчаный, заПчук, матрешка, перекати- псле).
- 4.5. Способность к достижению приманки, находящейся в поле зрения
- «Скачкообразные» мутации — поле действия естественного отбора
- Эволюция популяций и эволюция организмов
- 14. Эволюция организмов и эволюция сообществ
- 6-1. Эволюция организмов и эволюция природы