Восхождение на гору Невероятности

Рис. 9.3. Повышение уровня организации в живой природе: (а) одиночные бактерии; (b) следующая ступень – эукариотическая клетка с ядром, образовавшаяся на основе бактериального эндосимбиоза; (с) вольвокс – колония дифференцированных эукариотических клеток; (d) более плотное и более массовое скопление дифференцированных клеток – тихоходка; организм человека – тоже колония, колония колоний, так как каждая наша клетка представляет собой колонию бактерий[29]; (е) колония индивидуальных организмов, пчелиный рой – колония колоний колоний.

Для нас наиболее сильное отклонение от прямого пути в программе “Скопируй меня” символизировал слон, но на его месте могла бы оказаться мышь, ее тоже можно считать “огромным отклонением”. Вольвокс содержит несколько сотен клеток. Мышь – крупная система, в ней около миллиарда клеток. Слона можно представить себе как колонию, состоящую из примерно 1000 миллиардов (10¹⁵) клеток, и каждая из них сопоставима с колонией бактерий. Слон-робот, который носит при себе свою схему, был бы настоящим исполином. Это колония клеток, но все они общими усилиями в конечном итоге воспроизведут одну и ту же информацию, записанную в ДНК, поскольку являются носителями копий одной и той же ДНК-инструкции.

По любой абсолютной шкале слон – не бог весть какой великан. Рядом со звездой он песчинка. Великан – относительно молекул ДНК, которые ему положено хранить и размножать. Великан – относительно реплицирующихся изготовителей слонов, которые циркулируют у него внутри.

Чтобы осознать масштабы сравнения, представьте себе, что люди спроектировали гигантского механического робота и залезли в него, как древние греки в Троянского коня. Наша механическая лошадь должна быть отмасштабирована так, чтобы каждый из ее инженеров был равен по размеру одной молекуле ее ДНК. Напомню, что в нашей терминологии живой конь – это робот, сконструированный генами, которые путешествуют вместе с ним, сидя внутри него. Так вот, если построить робота-коня, в котором мы сможем поместиться, и если по сравнению с нами он будет так же велик, как велик живой конь по сравнению с построившими его самого генами, то наш конь легко пропустит между ног Гималаи (рис. 9.4). Обычная живая лошадь состоит из миллиардов клеток. Каждая из них, за незначительным исключением, несет в себе полностью укомплектованную армию генов, хотя большинство генов в клетках всех типов спит.

Рис. 9.4. Лошадь – это транспортный робот для молекул ДНК, по сравнению с ними она ужасно огромная. Если бы люди сконструировали для себя робота-коня, чтобы ехать в нем, как в Троянском коне, Гималаи поместились бы у него между ног. Эту фантастическую картинку нарисовала моя мама, Джин Докинз, для одной из моих рождественских лекций, которые я читал в Королевском институте.

В природе живые организмы вырастают такими большими по сравнению со своими генами потому, что процесс их роста принципиально отличается от процесса создания механизма человеком, и если бы механический конь действительно был построен, то по другой схеме. Процесс роста живого организма имеет одну особенность – экспоненциальный характер. Иначе говоря, живые организмы растут путем локального удвоения.

Наше развитие начинается с одной клетки, которая очень мала. Точнее, она ровно такого размера, который нужен содержащимся в этой клетке генам. Дело в том, что биохимические реакции, в которых участвуют продукты этих генов, эффективны только при таком размере. Ни одна область этой клетки не останется без их влияния, и в результате клетка приобретет все нужные свойства. Главное свойство клетки – это способность к делению на две дочерние клетки, более или менее похожие на нее саму. Каждая дочерняя клетка, став матерью, породит еще две такие же – и у первой будет уже четыре внучки. Каждая из четырех внучек произведет по две клетки – и вот их уже восемь, и так далее. Это и есть экспоненциальный рост, или локальное удвоение.

На тех, кто видит это впервые, экспоненциальный рост производит сильное впечатление. Как я и обещал, расскажу об этом важном явлении поподробнее. Можно привести массу наглядных примеров. Сложив лист бумаги пополам, вы получите два слоя. Снова сложите тот же лист пополам – будет четыре слоя. Еще раз сложите пополам – получите восемь слоев. Вам удастся повторить эту процедуру еще три раза – пачка в шестьдесят четыре слоя будет уже слишком плотной. Но допустим, жесткость заготовки вам не мешает, и вы продолжаете ее складывать – и сложите, скажем, пятьдесят раз. Насколько толстая получится пачка? Такая, что выйдет за границы земной атмосферы и даже за орбиту Марса.