Знание-сила, 2003 № 04 (910)

А что творят те герои человечества, которые не желают участвовать в войнах, следуя завету Ивана Павлова: «Какое мне дело до революции, когда у меня в лаборатории идет эксперимент?» Такой эксперимент над собою поставили весной 1953 года британские альпинисты в Гималаях. Может ли человек взойти на высочайшую горную вершину Земли и вернуться оттуда живым, что не удалось отважному британцу Фреду Маммери тридцать лет назад? Эдмунд Хиллари из Новой Зеландии и Норгей Тенсинг из Непала доказали: да, это возможно! Эверест покорен, на очереди — все прочие восьмитысячники, которые люди вскоре начнут покорять в одиночку или без кислорода, или в зимние морозы.

Казалось бы, достижения альпинистов имеют лишь спортивный интерес. Но не так думают мудрые геологи! В нагромождении небесных гор посреди Евразии они различают стык двух древних континентальных плит — осколков Лавразии и Гондваны. Через пять лет после подвига первопроходцев Тенейнга и Хиллари их ученые коллеги предложат миру новую модель поверхности Земли, охваченной непрерывным «ледоходом» континентов и как бы кипящей, наподобие котелка с водой или атомного ядра. Вскоре глобальная тектоника плит станет для геологов столь же важным оплотом, каким для химиков издавна была атомная модель молекулы.

К.П. Беггров. Вид Инженерного замке из Летнего сада 1830-е годы

Необычно дерзкий эксперимент в старом мире молекулярной химии поставили той же весной 1953 года два британских физика — Морис Уилкинс и Френсис Крик. Первый из них начал фотографировать в рентгеновских лучах кристаллическую соль ДНК и неожиданно получил весьма регулярные узоры, свидетельствующие о спиральной структуре огромной биомолекулы. Френсис Крик ухватился за этот результат со всем пылом теоретика: он начал лихорадочно строить разнообразные модели ДНК из россыпи давно знакомых химикам блоков — А Т Г Ц.

На счастье Крика рядом с ним в Кембридже работали два смышленых, компанейских и уверенных в себе американца — биолог Уотсон и биохимик Донохью. Они сразу увлеклись геометрической идеей Крика и начали ее творчески критиковать и дополнять, опираясь на свой уникальный опыт. Напротив, с Уилкинсом в Лондоне работала дама Розалинда Франклин, столь же умная и трудолюбивая, но горяшая желанием доказать свое интеллектуальное равенство с шовинистами-мужчинами. Отсутствие дружеской взаимопомощи в лондонском коллективе привело к понятному исходу: двуспиральная модель ДНК вошла в летопись биологической науки, украшенная лишь именами открывателей из Кембриджа Крика и Уотсона и одним из Лондона — Уилкинса.

За последующие полвека их наследники сделали огромный рывок вперед. В наши дни слова «генная инженерия» столь же привычны, как «ядерная физика», а прочитанный (хотя еще далеко не понятый) текст ДНК человека биологи сравнивают с клинописной библиотекой царя Ашшурбанапала. Тот дар судьбы историки освоили за полвека. Какой срок понадобится биологам для сходного подвига в своей ойкумене? Это пока открытый вопрос.

Вернемся теперь из 50-летней дали в сегодняшний день и оценим последствия тогдашних человеческих подвигов. Легче всего это сделать в области спорта, хотя бы на гималайских вершинах. То, что в 1950-е годы было под силу лишь большим командам из отборных альпинистов и стоило многим из них здоровья или жизни, то нынче стало полем соревнования маленьких профессиональных групп и даже отдельных личностей. Тиролец Райнхольд Месснер и поляк Ежи Кукучка стали первыми покорителями всех 14 земных гор, вздымающихся выше 8000 метров. Большую часть восхождений эти удальцы совершили в одиночку или вдвоем, а малые команды из трех-четырех альпинистов ныне берут прямым штурмом высочайшие гималайские стены в 3-4 километра высотой.

Так работает неформальная группа экспериментаторов на свежем стыке крупнейших континентальных плит Земли — Евразии и Индостана. Теоретическое осмысление этой работы также перешло в руки аспирантов от геологии. Матерые доктора наук смотрят глубже — и в пространстве, и во времени. Они пытаются восстановить по «ледоходу» континентов на поверхности земного шара всю его глубинную структуру, включая медленную конвекцию магмы между корой и ядром Земли, куда постепенно оседают самые тяжелые элементы и откуда в атмосферу поднимаются водород и прочие газы.

Расчеты специалистов убедили мир, что именно гравитационная дифференциация земных слоев обеспечивает нагрев земных недр и подвижность магмы. Незачем привлекать к этому делу радиоактивность тяжелых элементов, как пытались сделать физики в эпоху Резерфорда сто лет назад! Иное дело — Солнце: в нем гравитация лишь обеспечила сжатие и разогрев, необходимые для запуска гигантского термоядерного реактора, который вот уже 5 миллиардов лет согревает Землю и поддерживает жизнь на ней. Первую малую и неустойчивую модель Солнца физики зажгли на Земле полвека назад в виде ядерной бомбы. Можно ли построить на Земле столь же малую, но устойчивую и безопасную модель Солнца в виде термоядерного реактора? Ответа на этот вопрос нет в начале XXI века. Что-то будет дальше — хотя бы 50 лет спустя?

В постижении тайн жизни прогресс науки за последние полвека наиболее заметен. Образцовыми удачниками в этой области оказались патриарх Френсис Крик, его младший коллега и соперник Говард Темин и совсем уж дерзкая дама из Канады Линн Маргулис. Крику и его друзьям удалось путем тонких экспериментов и расчетов на компьютерах расшифровать химический код молекулы ДНК, то есть восстановить динамическую картину тех процессов, в которых огромная молекула воспроизводит себя либо синтезирует белки, необходимые для управляемой ею клетки в тот или иной момент их общей биографии.

А затем Темин сперва поставил под сомнение, а потом и опроверг основную информационную догму биологии, провозглашенную Криком и Уотсоном в 1953 году: ДНК — РНК— белок. Обычно биологическая информация движется в ЭТОМ направлении; но не будь ОБРАТНОГО движения, эволюция в высших таксонах земной биосферы стала бы чудовищно медленной, и ничего сложнее червей и моллюсков на Земле бы не возникло. Чтобы обеспечить обратную перестройку молекулы ДНК усилиями ее «дочери» РНК, нужен волшебный фермент РЕВ ЕРТАЗА. Говард Темин его открыл и понял его роль в клетке, а коллеги Темина вскоре синтезировали ревертазу в лаборатории и с ее помощью занялись вивисекцией древней молекулы ДНК.

Без этой хирургии величественный текст ДНК оставался бы неизвестен даже к началу XXI века, несмотря на всю мощь компьютерного парка. Если вспомнить библиотеку Ашшурбанапала, то матрицу ДНК можно уподобить древнейшим шумерским текстам с их строгой лексикой и чудовищной (на взгляд индоевропейца) грамматикой. Краткие тексты РНК аналогичны классической аккадской клинописи, а ревертаза служит необходимым словарем для диких эпигонов, «молекулярных биологов», никогда не видавших чуда молекулярной эволюции.

В рамках ученого сообщества биологов роль ревертазы сыграла Линн Маргулис, достойная наследница неукротимого духа Розалинды Франклин. Можно также назвать ее конструктивной разрушительницей примитивных эволюционных догм Трофима Лысенко. Тот не верил ни в какую генетику или кибернетику и потому пытался «воспитывать» живые компьютеры с помошью кнута, пряника и кувалды, почти так, как воспитывали его самого в крестьянском детстве. Линн Маргулис окончила настоящий университет. Там ее успешно воспитывали лекции профессоров и тексты учебников, то есть на уровне программирования компьютеров — железистых, кремнистых или углеродистых, это не важно.