Почему сердце находится слева, а стрелки часов движутся вправо. Тайны асимметричности мира

Только что вылупившегося малька камбалы не отличить от мальков большинства других рыб (рис. 5.8). В частности, глаза у них, как и у других рыб, расположены по обеим сторонам головы. Когда малек достигает примерно сантиметровой длины, хрящевая перегородка над одним глазом растворяется, позволяя глазу смещаться через верхнюю часть головы на противоположную сторону, и в это время поворачивается весь череп. Меняются и другие черты: наиболее примечательно то, что окрас на боках рыбы полностью преображается – так что рыба теперь совершенно замаскирована, если смотреть на нее сверху и снизу. Пример камбалы показывает, что организация тела животного может подвергнуться полной перестройке, в ходе которой правое и левое становятся дорсальным и вентральным. Если это может произойти за несколько дней в ходе развития организма, то уж тем более это могло случиться за миллионы лет эволюции[140].

Рис. 5.8. Пять стадий развития камбалы. На первом рисунке глаза на противоположных сторонах головы, но, по мере того как рыба растет, один глаз смещается, пока оба не окажутся с одной стороны тела. Стоит заметить, что рыба на верхнем рисунке плавает в нормальном положении, а та, что на нижнем, лежит на морском дне и плавает в таком положении

Таким образом, выстраивание тела животного проходит три различных стадии. На первом этапе, самом простом, в нем представлена только радиальная симметрия. На втором этапе появляется двусторонняя симметрия, органы начинают выстраиваться симметрично слева и справа от срединной линии. Третий этап, характерный для позвоночных, включает внешнюю симметрию в сочетании со значительной внутренней асимметрией. Вероятно, здесь стоит ненадолго вернуться к вопросу Зигфрида о том, где находится сердце дракона. Окажется ли оно слева? Кажется, можно без особого риска сказать «да». Любое животное такого размера, как дракон, должно иметь внутренний скелет и почти наверняка быть позвоночным, то есть у него должны быть кости, череп, четыре конечности и так далее. А поскольку все позвоночные внутренне асимметричны, то и дракон Фафнир – тоже, и поэтому его сердце находится слева.

Величественная картина эволюции от радиальной симметрии к двусторонней, а затем – к внутренней асимметрии, возможно, совершенно ясна, но очень мало говорит о механизмах, с помощью которых развивающийся организм достигает двусторонней симметрии (формируя конечности – руки и ноги) в сочетании с внутренней асимметрией, которая заметна в сердце, легких, печени и других органах. Что-то позволяет эмбрионам одновременно формировать руки, которые ничем не отличаются, и легкие, которые не походят друг на друга. Достижение двусторонней симметрии, например формирование правой и левой рук, которые в некоторой степени зеркальны по отношению к друг другу, – более простая задача.

С точки зрения генетики развития значительно проще создать нечто зеркальное – скажем, левую и правую руки, – чем не зеркальные органы – допустим, левую и правую руку, но обе с правой кистью. Важно осознать, что один и тот же набор правил ведет к развитию и левой, и правой рук. Представьте двух человек, стоящих спиной друг к другу в старой Королевской обсерватории в Гринвиче на линии меридиана, один смотрит на восток, другой – на запад. Полдень по Гринвичу, солнце точно на юге. У каждого в руках по пакету с мукой, которая высыпается на землю, когда они делают шаг, оставляя за ними белый след. Представьте, что им отдают команды:

Отойдите на два шага от меридиана, не просыпая муки.

Повернитесь и пройдите два шага на север, просыпая муку

Повернитесь и отойдите на два шага от меридиана, просыпая муку.

Поверните обратно и сделайте два шага на юг, не просыпая муку.

Пройдите еще на два шага к югу, просыпая муку.

Повернитесь и сделайте два шага к меридиану, просыпая муку.

Сделайте два последних шага к меридиану, не просыпая муку.

В итоге два человека снова окажутся вместе, лицом друг к другу. За тем, что восточнее, на земле останется след в виде большой буквы d, а за тем, что западнее, – след в виде буквы b. Один набор команд привел к зеркальным результатам. Теперь подумайте, какие нужно дать команды, чтобы оба нарисовали таким образом букву b – и к западу, и к востоку от Гринвича. Потребуется либо два набора команд для каждого человека, либо команды должны соотноситься не с гринвичским меридианом, а носить абсолютный характер («сделайте шаг на восток»). Любой вариант оказывается сложнее первого. Зеркальное отображение проще, поскольку никому из этих двоих не нужно ничего знать о правом и левом (или о востоке и западе, которые эквивалентны правому и левому); им нужно знать только свое положение относительно солнца (юга) и направление стартовой линии – меридиана.