Молох (сборник)

5

А как обстоят дела с этой проблемой, перенесенной в область живых организмов? Здесь следует выделить по крайней мере две области.

I.В пятидесятые годы для борьбы с кроликами, которые, размножившись, уничтожали в Австралии пастбища овец, применялись вирусы, вызывающие смертельные заболевания у кроликов. В результате 90 % кроликов вымерло, но успех оказался кратковременным, потому что уже в 60-е годы популяция кроликов полностью восстановилась. А кролики, которые выжили, стали нечувствительны к миксоматозе. Вполне вероятно, что подобное течение может иметь и пандемия человечества, атакуемого вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). Но тяжело смириться с призраком смерти 90 % населения Земли, после которого остальные 10 % уже не умирали бы от СПИДа.

Общий же принцип такой: молодые, то есть рано с точки зрения эволюции появившиеся паразиты, очень агрессивны. Их агрессивность (вирулентность) несет смерть атакуемым жертвам, а также является угрозой для них самих, потому что если бы все жертвы погибли, то паразиты вместе с ними тоже полностью бы исчезли. Поэтому с течением времени в эволюции устанавливается динамичное равновесие между паразитами и хозяевами, и «старые» паразиты «дают жить» своим хозяевам в своих же интересах. Понятно, что такой результат «игры на выживание» не следует из «расчета», на который ни бактерии или вирусы, ни овцы или обезьяны не способны: это равновесие следует из того факта, что выживает тот, кто ведет себя РАССУДИТЕЛЬНО, хотя у него нет «головы для обдумывания стратегии поведения». Камешки гравия, имеющие округлую форму, передвигаются по реке дальше всех не потому, что они самые быстрые, но потому, что вынос гравия зависит от сопротивления грунта. Однако эти явления наивному человеку дают возможность думать, что «Кто-то» обдумалтактику. С ВИЧ дело обстоит следующим образом: это один из многих представителей класса retro virinae(без собственного ДНК), а этим классом до открытия генов новообразований (онкогенов) и ВИЧ-вирусологи не интересовались, потому что у них были «более важные темы» для исследований. Наука сейчас расплачивается за это огромным увеличением количества «тем», о чем я, как о грозящей «мегабитовой бомбе», писал в «Сумме технологии» 33 года назад.

II.Лес рубят — щепки летят. Все вирусы являются отпрысками геномов растений и животных, отпрысками, «щепками», которые благодаря естественному отбору и селекции получили относительную самостоятельность, позволяющую им выживать благодаря тому, что они живут как «невинные пассажиры-безбилетники» животных видов (или растительных) или становятся так или иначе болезнетворными. Похоже обстояли дела и с опасным сегодня ВИЧ. Общий предок ВИЧ появился где-то в конце мелового периода, то есть около 70 миллионов лет назад, когда разделение класса млекопитающих на существующие сейчас ряды еще не состоялось. Линия, ведущая прямо к ВИЧ, отделилась, когда предки широконосых обезьян переместились на южноамериканский континент (с окончанием эоцена). Вирусы так долго сосуществовали с обезьянами, что сейчас уже не вызывают у них никаких недомоганий. Таким вот образом коэволюция, длящаяся много миллионов лет, приводит к «мирному сосуществованию» паразита и хозяина. Но только где-то в нашем или в предыдущем столетии началось заражение людей в Африке вирусами обезьян: скорее всего в связи с охотой на них. Это вызвало очень сложные пассажи типа «обезьяны-человек-обезьяны», пока не привело к чисто местным заболеваниям, но так как ранняя смертность в Африке была высока и без участия ВИЧ, эти вирусы не были ранее обнаружены. Только середина XX века спровоцировала неожиданное и массовое увеличение миграции на земном шаре: вирусы перенеслись на Гаити и в США, а также на остальную часть планеты. То, чем они больше всего поразили медицину, был их период латенции, который, как нам уже известно, может превышать и 10 лет. Почему? Приписывание этим вирусам какой-то дьявольской стратегии, которая сводит на нет все ранние диагностики и приводит почти к 97—99-процентной смертности, является нашим заблуждением. Просто мы приписываем вирусам умения, обусловленные теорией игр и ее тактикой в то время, как решение загадки до банального просто. И даже тривиально. ВИЧ, как ретровирус, располагает только рибонуклеидами (РНК) и по этой матрице воссоздает типовые нуклеотиды ДНК, и только они дают ему возможность дальше размножаться, и в этом суть, так как точность «ретро», то есть «обратного» перевода с РНК на ДНК, не очень хороша и даже отличается высокой ошибочностью. Одна ошибка приходится на 1700 нуклеотидов, а это действительно много. По этой причине в штаммах возникают очень вирулентные разновидности, которые приводят к смерти носителей и благодаря латенции облегчают заражение новых жертв.

Что же, в свою очередь, приводит к такой высокой вирулентности? Здесь срабатывает высокая изменчивость генной регуляции поведения вируса… У этого вируса есть три гена — tat, revи nef. Два первых регулируют его экспрессию, то есть просто управляют очередными шагами его развития (в зараженной клетке). А nefявляется «тормозом» тех двух генов: negative expression factor. Это он приводит к «репрессиям экспрессии», то есть это то, что мы склонны назвать «состоянием долгого выжидания». Ген nefнаходится в конце (терминале) нити РНК. Пока этот «тормоз» действует нормально, предвирусов (вирионов) мало, обнаружить иммунные тельца в крови уже зараженного невозможно, инфекция называется «молчащей» или «скрытой». «Нормальные» штаммы вируса, оснащенные геном nefкак «тормозом», не вызывают иммунных нарушений, не приводят к СПИДу. Но как уже говорилось, слишком «примитивна» репликационная точность вируса, с течением времени стихийно возникающие ошибки приводят в конце концов к нарушениям (мутационным) «тормоза». Не имеющие «тормоза» вирусы начинают стихийно размножаться, возникает позитивная сероконверсия (то есть в крови можно легко обнаружить вирусы), и жертва «едет» прямо в СПИД, то есть в сторону агонии. Период скрытой инфекции можно обозначить примерно как время ожидания серии «красный выигрывает» в Монте-Карло или время на получение определенной комбинации (шлем в бридже, три шестерки в бросках тремя костями и т. п.). Период «молчащей инфекции» составляет для ВИЧ-1 4—14 лет, для ВИЧ-2 — до 24 лет…

Другими словами, вместо «хитрой техники выжидания» мы имеем просто эффект регулятивного недостатка, являющийся результатом довольно сложной, окольной дороги, которую прошел в естественной эволюции ВИЧ. Он не очень «изыскан», даже наоборот — слишком «прост»: «уничтожая» тормоза экспрессии, стремительно размножается, гибнет вместе с жертвами, но оставшиеся штаммы еще «не дефектны». Чисто теоретически «следовало бы ожидать», что наступит динамичное равновесие между людьми и вирусами, какое наступило в Австралии между кроликами и вирусами миксоматозы… что, однако, означало бы намного более сильное опустошение планеты, чем опустошение, спровоцированное всеми эпидемиями средневековья во главе с «черной смертью». Что же нужно сделать, чтобы остановить этот поход смерти? Это по-прежнему нерешенная проблема, вопрос, требующий отдельного рассмотрения. Мне здесь только хотелось продемонстрировать (не без упрощений) разницу (при фактических сходствах) между поведением компьютерных вирусов человека (добавим — недоброжелательного) и вирусами Природы…

Позаимствуем ли технологию жизни? [59]

1

Повторю то, что я написал тридцать лет назад в заключении книги «Сумма технологии»: «Из двадцати аминокислотных букв Природа построила язык „в чистом виде“, на котором выражаются — при ничтожной перестановке нуклеотидных слогов — фаги, вирусы, бактерии, а также тираннозавры, термиты, колибри, леса и народы, если только в их распоряжении имеется достаточно времени. Этот язык, столь атеоретичный, предвосхищает не только условия на дне океанов и на горных высотах, но и квантовую природу света, термодинамику, электрохимию, эхолокацию, гидростатику и бог весть что еще, чего мы пока не знаем! Он делает все это лишь „практически“, поскольку, все создавая, ничего не понимает. Но насколько его неразумность производительней нашей мудрости! Он делает это ненадежно, он — расточительный владетель синтетических утверждений о свойствах мира, так как знает его статистическую природу и действует в соответствии с ней. Он не обращает внимания на единичные утверждения — для него имеет вес лишь совокупность высказываний, сделанных за миллиарды лет. Действительно, стоит научиться такому языку — языку, который создает философов, в то время как наш язык — только „философию“.

59

Czy przejmiemy technologie zycia? 1994. © Перевод. Язневич В.И., 2004

2

В вышеназванной книге, а затем и в других я настойчиво высказывал одобрение, требование применения человеком той биотехнологии, которая создала и его самого. Я показывал преимущество «созидательного языка Природы» над всякими разновидностями технологии, которые мы сами изобрели и по очереди запустили и внедрили в истории цивилизаций. (Со все более явственными фатальными результатами, так как наши технологии дают побочные «рикошетные» эффекты, которые подгрызают ту биосферическую ветвь, на которой проходит наша жизнь.) Различий между биотехнологией и нашей технологией (во всех проявлениях) существует довольно много. Самое главное из них сводится к тому, что мы — как правило — действуем методом TOP-DOWN, а биотехнология — методом BOTTOM-UP. То есть мы — это наиболее ясно видно при создании hardwareи softwareкомпьютеров — строим из надежных материальных «объектов», а так как самым важным является сжатие логических единиц на «чипе», способствующее увеличению скорости вычислений (и тем самым совокупной вычислительной мощности), то тем больше мы миниатюризируем и микроминиатюризируем «чипы». Однако мы всегда действуем «сверху» (с макроскопического уровня) «вниз» (на микроскопический уровень), делая все меньшими контуры и масштаб систем. Мы постоянно не достигаем конечной цели, каковой стало бы захватывание каким-нибудь «пинцетом» (возможно, химическим) отдельных молекул, чтобы сконструировать из них наименьшие «чипы» или контуры, а в то же время естественная эволюция идет «обратным путем», конструируя методом BOTTOM-UP. Сначала она «училась», то есть тренировала примитивные еще зачатки генетического кода в течение трех миллиардов лет от времени затвердения протопланетарной поверхности Земли. И только придав благодаря триллионам «проб и ошибок» устойчивую универсальность коду наследственности, вывела из него простые, а затем все более сложные клеточные группы, приспособленные к существованию и размножению в воде, на суше и, наконец, в воздухе.

3

Даже если вы уже сотню раз это слышали, позвольте мне еще раз отступить назад для обеспечения возможности разбега. Дело в том, что другое параллельное отличие биотехнологии от нашей технологии состоит в том, что мы действуем, используя инструменты (которые могут быть управляемы человеком или же — в настоящее время — такими машинами, как компьютеры), или всегда имеем дело с каким-нибудь видом обрабатывающих приспособлений и каким-нибудь обрабатываемым материалом (для всякой продукции, за исключением давних прямых заимствований из биологии: это, например, производства, использующие процессы ферментации сыра, вин, пива, или, проще говоря, длительные сельскохозяйственные процессы выращивания, разведения, благодаря которым из каких-нибудь потомков шакалов было выведено большое количество пород собак). Зато в биологической эволюции жизнь всегда начинается с одной клетки, из которой в результате различных способов деления вырастают зрелые организмы. И вот только здесь я хочу начать рассуждение на тему, указанную в названии. Возможно ли вообще заимствование технологии жизни? Это во-первых. Во-вторых, возможно ли, если эта технология будет реализована, пойти с ней дальше, то есть от «предбиологической» фазы перейти к трансбиологической фазе, то есть такой, где только метод останется плагиатом, оттиском, тактическим направлением, изученным на биологических процессах, но он будет использован для каких-то, не имеющих сейчас даже названия, образований, объектов, структур, систем, которые мы благодаря «жизни вне жизни» запустим? Это уже были бы такие «технобионты», о которых в предыдущих эссе я уже упоминал (но только очень неопределенно).

4

Ответить на оба заданных выше вопроса нелегко. С тех времен, когда я опубликовал этот постулат, прошло тридцать лет, и накопленные за это время знания вселяют оптимизм. Я даже не надеялся, когда писал «Сумму технологии», что доживу до исполнения хотя бы частички прогнозов-надежд, выраженных в ней. Вместе с тем оказалось, что уже то, что должно служить для нас на первом этапе эталоном, намного сложнее, чем в то время принято было считать в науке. Чем большие шаги делает молекулярная биология и особенно генетика (с возникшими в ней зачатками генной инженерии), тем лучше мы понимаем, как странно, удивительно и, хотелось бы сказать, не по-человечески(то есть не в согласии с каким-либо типом инженерного и строительного мышления людей) сконструирован и действует код наследственности.Частично это происходит потому, что он должен был «сам себя сконструировать», поскольку ведь никакого Инженера-Строителя, рисующего планы, над океанами Праземли не было. В результате возникло то, что является не просто «дьявольски сложным», а то, что по крайней мере, частично «отягощено излишними сложностями». Излишними в том смысле, что код «влечет за собой» собственные древние плоды, некоторым образом остатки того, что составляло отбросы «проб и ошибок» и что можно было бы себе представить (в значительном упрощении) в виде, допустим, современного аэродинамического электровоза, способного развивать скорость 400 км/ч, оборудованного абсолютно бесполезным дымоходом, доставшимся от эпохи паровозов. Или в виде самонаводящейся на цель ракеты с абсолютно ненужным «прицелом» сверху, тоже помнящим времена, когда человек должен был целиться «сам». Этим «балластом, тащимым кодом» является в первую очередь так называемый «нуклеотидный мусор». Это также есть нечто такое, чем были бы, допустим, в книге, подвергшейся не слишком старательной корректуре, но, несмотря на это, вполне читаемой, кляксы на полях или попадающиеся в отдельных стихах такие знаки, как ^, /, +, * и т. д. Читать книгу можно, перескакивая через эти ненужные «добавки», и именно таким способом сохраняются «считывающие» клеточные системы, такие как РНК, рибосомы и т. п. Неизвестно, как давно тянется этот балласт в разных ветвях древа эволюции, но среди разных видов животных «вклеено» разное количество такого «мусора — пассажиров, едущих на ротозеях». Это (но не только это) дало мне повод назвать код таким миллиарднолетним транспортным средством для передачи посланий в биоэволюции, который эволюции необходим, поскольку последующие организмы в таком понимании являются «только» очередными посланцами, как бы подстанциями, «почтальонами» вечно (несмотря на переменчивость) пересылаемого от поколения к поколению нуклеотидного кода. Но это в скобках. Через два года после опубликования этой моей идеи ее развил (независимо от меня) английский биолог Докинс (« The Selfish Gene», «Ген-эгоист» — это книга, которую он посвятил проблеме: «что является важнейшим в биоэволюции»).

5

Код — это такой «учебник строительства», который сам себя читает и в соответствии с прочитанным планом поэтапно сам себя строит. Возникают различные «побочные» сложности этого самостоятельного чтения, например, метаморфозы насекомых в циклах «яйцеклетка — личинка — куколка — взрослое насекомое» и другие подобные. «Лабиринто-слаломные» движения, закрепленные в наследственном коде насекомых, возникли из необходимости маневрирования для выживания видов, а когда какой-нибудь цикл маневров состоялся, он остался зафиксированным на многие миллионы лет; сравните, например, муравьев, ос, пчел, жуков и т. д. — существует около миллиона видов насекомых. «Учебник», называемый геномом, написан нуклеотидами — «всего лишь четырьмя буквами», составляющими весь алфавит биологической технологии. Это основа нуклеиновых кислот, но в настоящем эссе я не собираюсь вникать в их химический состав, как не надо вникать в состав чернил, используемых в компьютерных печатных машинах. Важно то, что геном построен из тех четырех «букв» и составлен так, что мы имеем в нем два кода: код, составленный из структурных генов, обеспечивающий благодаря «переводу» возникновение определенных белков, а также «типографический» код, который действует для того, чтобы структурные гены были отделены друг от друга как бы «знаками препинания» (как в печати).

6

На вопрос «На кой ляд в журнале, посвященном компьютерам, говорится о генетическом коде?» ответ звучит: «Потому что в информатике мы имеем средства, служащие для переработки данных, то есть средства, преобразующие и перерабатывающие входную информацию в выходную информацию; преобразователями же могут быть абсолютно разные объекты: от катодных ламп через полупроводники до молекулярных структур. Мы всегда вводим информацию и получаем информацию (то есть она „вводится“ через некий inputи «выводится» через некий output). Зато в биологии информация помещена в таких носителях, которые перерабатывают эту информацию в нечто, что является организмом, например, в пальму, слона или тетю Франю. Процесс самопроизводства, в котором уже содержится будущая саморепродуктивность (пальма благодаря кокосам, слон благодаря слонихе и слонятам, тетя благодаря дяде в племянниках «повторяется»), с точки зрения условий собственного возникновения и продолжения на протяжении миллиардов лет требует очень сложной организации, которую мы понемногу уже распознаем, а также систем, переводящих геном в производные белка, энзимы, пока из всего этого возникнет благодаря открытым недавно морфогенам весь организм. Это немного похоже на язык, но больше — на пародию симфонии, в которой одновременно слышна мощь всех инструментов. Ошибки возможны как фальшь в симфонии и проявляются в виде уродств — побочных явлений эмбрионального развития, обычно вызывающих возникновение различных monstrositates. Ими занимается тератология, которой здесь внимания мы уделять не будем.