Пути в незнаемое

Хромосомы надежно обеспечивают развитие признаков, дающих живому существу победу в борьбе с разрушением. Наследственные структуры чрезвычайно устойчивы, они копируют себя с величайшей точностью. Но их устойчивость не беспредельна. Будь она беспредельна, вы не читали бы сегодня, а я не писала бы месяц назад эту статью. И вы, и я пребывали бы на стадии биополимеров, способных только копировать самих себя, и мы не имели бы ни знаний, ни сил для тех интеллектуальных занятий, которым с большим или меньшим успехом предаемся сейчас.

Нуклеиновая кислота, несущая наследственную информацию, — соединение необычное: она может изменяться, оставаясь сама собой. Но измененная нуклеиновая кислота вместе с прежними командами подает и новые. Подчиняясь им, организм приобретает новые, необычные качества, отличающие его от собратьев. Химическое изменение в нуклеиновой кислоте — это мутация, а организм, который по своим наследственным задаткам отличается от собратьев, — мутант. Если это шелкопряды, то собратья выделяют белую шелковую нить, а мутант, к примеру, оранжевую. Если это плодовые мушки, у них прямые крылья, а у мутанта — закрученные в виде локона. Если это мыши, у них серые шкурки, а у него — желтая. Если это арбузы, у них красная мякоть, а у него — белая.

Нити нуклеиновой кислоты — это главная часть хромосом. Отрезки нити, которые управляют развитием определенных признаков, — гены. И, значит, мутация — изменение гена, а вслед за ним и признака.

* * *

Вы уже поняли, какие опасности грозят организму изнутри? Вы правы, это — мутации.

Что произойдет с вновь возникшей мутацией: исчезнет ли она или широко распространится, — это зависит от того, увеличит или уменьшит новый признак, порожденный мутацией, шансы его обладателя в борьбе за жизнь. Взаимоотношения со средой — сложные, порой благоприятные, порой роковые — вносят элемент неопределенности, непредсказуемости в исход борьбы. Эту неопределенность мы и называем случаем, а исход борьбы — отбором.

Во всех этих процессах накапливаются мутации, а там, где есть запас мутаций, — там живые существа обладают пластичностью. Обратите внимание на это слово! Оно очень важно для нашего разговора. Гибкость, приспособляемость, пластичность позволяют выстоять, когда меняются условия жизни.

Мутация может дать ее будущему обладателю новое средство в борьбе с разрушением. Она сделает его родоначальником неизвестного прежде прекрасного сорта гиацинта или новой породы кур. Мутация заставит людей с новой энергией копать землю, выращивать невиданные гиацинты или увеличить количество инкубаторов для особо рентабельной породы кур. Так мутация может быть благом. Но она может быть и великим злом.

Организм унаследовал от своих родителей измененную программу. Изменение возникло в половых клетках родителей. Сами они благоденствовали, и только в одной из множества их клеток произошло роковое событие. Все команды, подаваемые хромосомами, за исключением одной, означают — жизнь. Одна команда стала звучать по-новому. Это звучание означает смерть.

Такая мутация называется летальной: смертоносной. Хромосома, несущая летальную мутацию, не потеряла способности к самовоспроизведению, но организм, унаследовав ее, утратил способность жить.

* * *

Новые мутации — новые возможности для их обладателей: выгодные взаимоотношения со средой, спасительные убежища, недоступная прежде пища. Но чем больше мутаций, тем больше шансов, что одна из них окажется летальной: тем больше угроза гибели.

Извечный конфликт вреда и пользы, устойчивости наследственной информации и пластичности! Извечный камень на распутье дорог с грозной надписью, сулящей беду при любом повороте. Либо тебя обгонят в соревновании за приспособляемость более пластичные собратья, и ты сгинешь с лица земли, либо часть твоей рати умрет, унаследовав гибельную мутацию от своих пластичных предков, — так гласит надпись на глыбе гранита, и жизнь стоит у развилки дорог с поникшей головой.

Но так ли безнадежен конфликт? Нужен компромисс, и в лице всех видов, устоявших перед испытаниями эволюции, жизнь находит выход.

* * *

Выход этот таков: пусть мутаций будет много. Можно сочетать высокую пластичность организма с устойчивостью его наследственной информации, если обезвредить вредные мутации, а полезные сделать еще более полезными. Что же, возможно это? Оказывается, да.

Мутация действует наподобие яда. Но разбавленный яд — стрихнин, мышьяк и какой там еще — врачи дают в качестве лекарства при упадке сил.

Как превратить летальную мутацию из орудия смерти в тонизирующее средство? Нужно разбавить ее яд, подавить ее вредное действие и дать выявиться ее полезным проявлениям. Для этого организмы прибегли к удвоению хромосом. Одиночный набор хромосом (вместе с учеными всего мира мы будем называть его гаплиодным) несет всю наследственную программу. Многие одноклеточные: сине-зеленые водоросли, бактерии — все те, кто размножается бесполым путем, — имеют гаплоидный набор хромосом.