Такое бывает нередко, что наука в процессе своего развития на каком-то этапе вдруг на новом витке возвращается к идеям, которые уже давным-давно были отброшены, и интегрирует их в каком-то новом свете. Классическим примером такого явления является перемежающееся представление о свете как о волнах или как о потоках частиц. Оба эти представления сменяли друг друга на протяжении столетий несколько раз в качестве доминирующей научной парадигмы, пока, наконец, в начале XX века не успокоились в качестве объединенной корпускулярно-волновой теории. Оказалось, что свет — это и не частицы, и не волны, а «нечто», которое при определенных обстоятельствах проявляет себя как волна, а при других — как частица. Позже выяснилось, что это справедливо вообще для всех достаточно маленьких объектов (электрон, нейтрино и т.д.), чтобы «присущая им волна» имела бы достаточно большую длину, чтобы эти волновые эффекты стали бы проявляться в экспериментах.
Нечто похожее мы сейчас можем наблюдать и в генетике. В начале XIX века появился ламаркизм. В середине XIX века его постепенно сменил дарвинизм, причем сменил настолько бескомпромиссно, что в XX веке всерьез упоминать о ламаркизме означало сломать свою карьеру ученого-биолога навсегда. И вот… чем дальше мы продвигаемся, тем больше обнаруживаем, что скорее всего в конечном счете мы придем к дуализму дарвинизма-ламаркизма.
Наверное, нашим читателям было бы скучновато, если бы я сейчас стала вдаваться глубоко в определение того — что сейчас можно было бы назвать нео-ламаркизмом, поэтому я просто приведу один поразительный пример.
На протяжении почти сотни лет считалось практически фундаментальной и непоколебимой истиной утверждение о том, что мутации происходят и накапливаются случайно. Естественный радиационный фон, ошибки при копировании ДНК и прочее и прочее. Природа несовершенна, поэтому мутации случайно возникают с определенной скоростью. Потом мы поняли — это «несовершенство» и является высокой формой совершенства, потому что именно благодаря мутациям эволюция и, соответственно, жизнь и могут существовать.
Это была непреложная истина: мутации возникают случайно. И больше ее теперь нет. С величайшим изумлением ученые обнаружили, что бактерии способны… целенаправленно менять свой геном, целенаправленно мутировать, причем они умеют не просто в целом, в общем увеличивать количество своих мутаций при наступлении неблагоприятных условий — нет, это было бы не так удивительно. Они умеют резко ускорять темп мутаций именно в тех генах, изменение которых необходимо для выживания! Это настолько поразительно, что прямо-таки кажется антинаукой. Но нет. Это мы узнали в результате применения самых настоящих научных методов эксперимента.
К сожалению, формат паблика не позволит мне глубоко обсудить эту тему, и остается только зафиксировать сам факт: бактерии умеют программировать мутации в своем геноме, причем в желаемом месте этого генома. Окружающая среда, таким образом, непосредственно влияет на их фенотип, т.е. на то — как устроен их организм (как и говорили ученые, мысль которых обобщил и популяризировал Ламарк в 1809 году).
Разумеется, когда, совсем недавно, были получены первые результаты такого рода на примере кишечной палочки, в научном мире поднялся великий шум и гам:) Ученым, которые осмелились публиковать подобные результаты, пришлось набраться мужества, и не все, кстати, справились с огромным и порой нечистоплотным давлением, которое на них было оказано. Конечно, были проведены многочисленные эксперименты в попытках показать недостатки в проведении исследований, вернувших нам ламаркизм, или в попытках дать другую интерпретацию получавшихся результатов. И оказалось, что всё-таки полученные результаты достоверны, и в других бактериях были описаны такие же события. Обсуждения конечно все ещё идут, но в целом научное сообщество уже в основном смирилось с тем, что такие удивительные вещи придется включить в систему наших познаний о живой природе. Их предстоит изучать, добиваться более ясного их понимания и искать этим знаниям практическое применение.
Кому интересно, те могут прочесть следующие источники на тему «сверх-мутаций» или «запрограммированных мутаций»:
Andersson, Slechta, Roth (1998) «Evidence that gene amplification underlies adaptive mutability of the bacterial lac operone».
Cairns, Overbaugh, Miller (1988) «The origin of mutants» (The original experiments suggesting that bacteria can program mutations)
Chicurel (2001) «Can organisms speed their own mutations?»
Nola, Neuberger (2002) «Altering the pathway of immunoglobulin hypermutation by inhibiting uracil-DNA glycosylase».