Шанс есть! Наука удачи, случайности и вероятности

Использует ли жизнь некий встроенный генератор случайности, позволяющий уцелеть при любом варианте развития событий? Такое предположение спорно, ибо опирается на неоднозначные эпигенетические идеи о признаках, которые наследуются без участия ДНК-кодирования. Однако мы знаем, что эволюция готова применять все доступные ей трюки – в том числе и те идеи, которые некогда считались противоречивыми, а теперь прочно вошли в научный обиход. Подробности излагает Генри Николс.

Однажды в паб зашел некий человек и объявил: «У меня тут появился новый взгляд на эволюцию. Есть на чем записать?» Бармен подал ему листок бумаги и ручку. Даже без улыбки. Впрочем, посетитель не шутил.

Это был не кто иной, как Эндрю Файнберг, ведущий генетик университета Джона Хопкинса в Балтиморе. А питейное заведение называется «Висельники, утопленники и четвертованные», и располагается оно, естественно, под сенью лондонского Тауэра. Запись на этом клочке бумаги сумела коренным образом изменить наше понимание эпигенетики, эволюции и широко распространенных заболеваний.

Прежде чем зайти в паб, Файнберг прокатился на колесе Лондонского глаза, забрался на Биг-Бен, побродил по Вестминстерскому аббатству. Там он, как нетрудно догадаться, отыскал места упокоения Исаака Ньютона и Чарлза Дарвина. Его поразил контраст между роскошной мраморной статуей моложавого Ньютона, величаво расположившегося под золоченым глобусом, и минималистским надгробным камнем Дарвина.

Файнберг огляделся, и его взгляд упал на мемориальную табличку физика Поля Дирака. Турист невольно задумался о квантовой теории и об эволюции. И у него возникла идея, что эпигенетические изменения (наследуемые изменения, не подразумевающие модификацию ДНК-последовательностей) могли бы вносить в экспрессию генов неопределенность гейзенберговского типа, что резко увеличивало бы шансы данного вида на выживание. Примерно это он и записал потом на листке, заглянув в паб.

Упрощенно говоря, идея Файнберга состоит в следующем. Жизнь обладает неким встроенным генератором случайности, позволяющим ей распределять ставки – «не складывать все яйца в одну корзину», или, как выражаются брокеры, хеджировать инвестиции. К примеру, такая черта, как способность накапливать жировые отложения, поможет в голодные времена, но эта же черта становится недостатком в тучные годы. Однако если хорошие, изобильные периоды продолжаются много поколений подряд, естественный отбор может вообще изъять из популяции ген, отвечающий за накопление жира. И когда потом вновь разразится голод, не исключено, что популяция попросту вымрет.

Но если в воздействии генов сохраняется кое-какая неопределенность, некоторые особи все-таки могут продолжать накапливать жирок, хотя гены у них такие же, как и у собратьев. В хорошие времена такие особи, возможно, умерли бы в молодости, но при наступлении голодных времен они-то, вероятно, только и выживут. В мире, где ни в чем нельзя быть уверенным заранее, неопределенность с точки зрения долгосрочной перспективы может играть в выживании популяций ключевую роль.

Из этой идеи следуют далеко идущие выводы. Мы уже знаем, что существует своего рода генетическая лотерея: каждая оплодотворенная человеческая яйцеклетка содержит сотни новых мутаций. Многие из них не оказывают никакого воздействия на организм, однако некоторые могут оказаться полезными или вредными. Если Файнберг прав, идет еще и эпигенетическая лотерея: у некоторых людей вероятность заболеть онкологическими, психическими или сердечно-сосудистым заболеваниями меньше – по сравнению с другими людьми, обладающими точно такой же ДНК.

Чтобы оценить значение файнберговской идеи, совершим небольшой экскурс в начало XIX столетия, когда французский зоолог Жан-Батист Ламарк сформулировал идею (которая к тому времени уже широко распространилась в научных кругах), что «приобретенные признаки» могут передаваться от родителей к потомству. Он полагал: если жираф будет постоянно тянуться вверх, пытаясь достать до листьев на вершинах деревьев, его шея удлинится и его потомство унаследует более длинную выю.