Восхождение на гору Невероятности

Точно так же число клеток растущего организма, удваиваясь в каждой его точке, быстро достигает астрономических значений. Голубой кит состоит примерно из ста тысяч миллиардов (10¹⁷) клеток. Но при идеальных условиях благодаря высоким темпам экспоненциального роста этот великан вырастает всего за 57 клеточных генераций. Под клеточной генерацией я подразумеваю одно удвоение. Вспомним, что клеток может быть 1, 2, 4, 8, 16, 32 и так далее. Поэтому после шести клеточных делений образуется 32 клетки. И если умножать их на два и дальше, через каких‐нибудь 57 клеточных поколений получится уже сто тысяч миллиардов клеток – вот вам и голубой кит.

На самом деле такой способ подсчета поколений клеток в клеточных линиях дает лишь приблизительную картину, не отвечающую действительности. Ясно только, что с каждым делением количество клеток удваивается. В реальности многие клетки заканчивают формирование какого‐нибудь органа – например, печени – и выходят из игры еще на ранних стадиях. Другие клетки продолжают удваиваться. Поэтому у голубого кита клеточные родословные имеют разную протяженность в зависимости от того, в постройке какой части его организма они участвуют. Некоторые из них насчитывают и больше пятидесяти семи поколений. Другие останавливаются на предыдущих делениях. Особая разновидность клеток – стволовые клетки: они остаются в запасе, с тем чтобы штамповать себе подобных.

Можно примерно оценить минимальное число клеточных делений, которые потребуются, чтобы вырастить животное известного веса при идеальных условиях. Договоримся, что у крупных животных нет сильно отличающихся по величине клеток, в основном у них такие же клетки, как и у мелких животных. Простой расчет показывает, что взрослого человека можно вырастить самое малое за 47 удвоений числа клеток, то есть всего лишь на 10 меньше, чем нужно, чтобы вырастить голубого кита. Как я уже говорил, это довольно приблизительные оценки. Верно тем не менее то, что интенсивность экспоненциального роста чрезвычайно высока, и незначительное изменение числа делений в клеточной линии приводит к резкому изменению масштаба образовавшегося множества клеток. Иногда в подобных изменениях повинны мутации.

Строительство таких колоссальных организмов – колоссальных по меркам их строителей, ДНК, и пассажиров, – это, можно сказать, гигатехнологии. Продукт гигатехнологии в миллиарды раз крупнее нас самих. Наши инженеры пока не имеют опыта в этой области технологического искусства. Даже океанские лайнеры – самые большие транспортные средства, построенные людьми, – не такие уж большие по сравнению с человеком, и мы легко обойдем все судно за считанные минуты. При строительстве кораблей мы не используем преимущества экспоненциального роста. Все очень просто – рабочие лазают по конструкциям и свинчивают или сваривают сотни заранее изготовленных стальных деталей.

ДНК, которая строит своего робота, чтобы в нем путешествовать, использует принцип экспоненциального роста. Экспоненциальный рост – мощный инструмент, которым пользуются гены, прошедшие естественный отбор. Малейший сбой в контроле на одной стадии эмбрионального развития может разительно изменить конечный результат. Если мутация вызывает одно дополнительное деление в одной из клеточных линий – допустим, делений будет не двадцать четыре, а двадцать пять, – это равносильно увеличению размеров какой‐то части тела вдвое. Тот же фокус – изменение числа клеточных делений или скорости деления клеток в процессе развития эмбриона – может привести к изменению формы той или иной части организма. Подбородок современного человека выдается вперед по сравнению с подбородком Homo erectus, человека прямоходящего, нашего не такого уж древнего предка. Чтобы придать подбородку новую форму, понадобилось всего‐то слегка поменять количество клеточных делений в отдельных зонах черепа эмбриона.

Примечательно, что деление в клеточных линиях прекращается на нужной стадии, благодаря чему мы сложены пропорционально. Бывают, конечно, печальные ситуации, когда клетки так и делятся, не останавливаясь у предполагаемого финиша. Тогда получается рак. Рэндольф Нессе и Джордж Уильямс в своей замечательной книге, которую сами они метко назвали “Дарвинистская медицина”, хотя позже издатели перегрузили ее обложку целым каскадом невнятных заголовков, высказали мудрое замечание касательно рака. Мы гадаем, почему вдруг возникают раковые опухоли, хотя следовало бы удивляться тому, что они возникают не у всех и не всегда.

Кто знает, попытаются ли люди когда‐нибудь воспользоваться гигатехнологиями? Впрочем, о нанотехнологиях уже заговорили. Гига – значит миллиард, а нано – одна миллиардная. Нанотехнология – это создание того, что в миллиард раз меньше создателя.