"Стрелок,
попадающий в цель, которую никто не может
поразить – талант.
Стрелок, попадающий в цель, которую никто не
видит – гений."
Артур Шопенгауэр
В один из дней 1965 года в церковь Успения небольшого моравского города Брно съехались на мессу учёные со всего мира. Участники мирового конгресса генетиков почтили память Грегора Менделя, настоятеля Августинского монастыря, которому принадлежала эта церковь. Месса была приурочена к столетию доклада Менделя на заседании местного общества естествоиспытателей. Название доклада – „Опыты над растительными гибридами” – более подошло бы выступлению садовода-любителя. Но при взгляде из 20-го века этот доклад оказался одной из важнейших вех эпохи.
Менделя нельзя назвать специалистом-биологом. Сегодня его, скорее, отнесли бы к разряду дилетантов. Кроме того, что должность настоятеля монастыря не имеет ничего общего с биологией, он не имел и биологического образования – окончил Венский университет как преподаватель математики и физики.
Смысл знаменитой работы Менделя состоял в том, что он математически проанализировал свойства нескольких поколений гибридов разных сортов гороха. В результате был сделан принципиальный вывод о существовании дискретных носителей наследственности (генов) и сформулированы первые три закона генетики.
Дальнейшая судьба Менделя трагична. После доклада он решил проверить свои выводы на другом растении, выбрав для этого траву ястребинку. Снова годы контролируемых скрещиваний, бережного выращивания гибридов и анализа свойств многочисленных потомков. И в результате – полное фиаско. Проверочные опыты не подтвердили прежних выводов! Более того, работа с мелкими цветками ястребинки перенапрягла зрение учёного. Мендель умер ослепшим и разуверившимся в правильности своего великого открытия.
Как выяснилось позже, причина неудачи была простейшей. Ястребинка оказалась не столь строгим самоопылителем, как горох, что было важно при его методике исследований. Это значит, что одно растение ястребинки могло изредка опыляться пыльцой другого такого растения, чего не знали во времена Менделя.
Грегор Мендель не слишком пропагандировал своё открытие, а после неудачи с ястребинкой и вовсе замолк. Вероятно, это стало одной из причин, почему 19-й век, практически, не узнал о рождении генетики. Можно сказать, что её открыли заново в начале 20-го века, и лишь тогда обратили внимание на старую работу Менделя.
Трагедии в науке – не такая уж редкость. В сходной ситуации оказался и Чарльз Дарвин. После опубликования теории естественного отбора на него произвело ошеломляющее впечатление замечание инженера Дженкинса о том, что в потомстве вновь появившийся признак организма должен слабеть, „растворяться” и потому не может формировать новые виды. Дарвин не считал признаки организмов дискретными и потому признал замечание Дженкинса справедливым. Пишут, что „кошмар Дженкинса” преследовал учёного до самой смерти, затормозил его научную активность, не дал ему полностью реализовать свой творческий потенциал. Между тем, Дарвин и Дженкинс ошибались именно потому, что не знали о дискретности генов, об уже существовавших менделевских законах наследования – в этот период генетика ещё не стала достоянием широкой научной общественности.
* * *
Открытие Менделя касалось всех свойств организма. Грубо говоря, и цвета волос, и формы носа. Однако дальнейшее триумфальное развитие науки выяснило подробности лишь одной стороны этого явления – раскрылись принципы наследования биохимии организма. То есть, прояснилось наследование цвета волос, но осталось непонятным наследование формы носа.
Студенты всех континентов изучают анатомию человека, практически, по одинаковым учебникам и атласам. Значит, вид Homo sapiens (как и другие биологические виды) имеет некий механизм формирования организма, приблизительно с одинаковой по всему миру системой команд. Как же он устроен, и как работает?
Было выдвинуто много гипотез о наследовании анатомии организма. Но достаточно сильной оказалась только одна из них. В 1952 году известный (особенно – среди кибернетиков) английский математик Алан Тьюринг опубликовал две строчки дифференциальных уравнений, из которых следовало, что в совершенно однородном растворе веществ, в результате химических реакций и диффузии молекул, может возникнуть сложный и устойчивый рисунок распределения реагентов. Такой рисунок способен „задать чертёж” будущего организма.
Идея Тьюринга была подхвачена учёными многих стран, всесторонне развита, и сумма этих работ получила общее название теории диссипативных структур (ТДС). Теория оказалась математически вполне корректной. Она подтвердила, что жизнь могла бы развиваться по такому пути.
И всё-таки, идея Тьюринга провалилась! Оказалось, что свойства реальных организмов не совпадают с выводами этой теории. Жизнь могла бы пойти по такому пути, но выбрала какой-то иной! Например, ТДС хорошо объясняет развитие организмов с центральной симметрией, типа морских звёзд или морских ежей, но не способна объяснить формирование зеркально-симметричных организмов, составляющих большинство. Кроме человека, зеркально-симметричными являются другие позвоночные и, например, около миллиона видов насекомых. Обнаружился и ряд других принципиальных расхождений. Пришлось начинать поиски заново.
* * *
Одесская часть этой истории началась летним днём 1982 года, когда я и Анатолий Данилович Крисилов, с которым я тесно сотрудничаю, возвращались из медицинского института после долгой беседы о проблемах мозга с заведующим кафедрой, профессором Русланом Фёдоровичем Макулькиным. Мы шли в тени раскидистых деревьев, по залитым солнцем улочкам старых кварталов Одессы. Под ногами, не очень боясь прохожих, среди раздобревших голубей и юрких воробьёв, деликатно прогуливались горлицы, которых одесситы называют египетскими голубями.
Если растрёпанные городские голуби разнообразны по окраске – к генам дикарей часто примешиваются гены окультуренных пород – то изящные горлицы, избежавшие внимания селекционеров, гораздо более похожи друг на друга. Однотонно окрашенные в цвет кофе, едва разбавленного молоком, эти стройные птицы несут на аккуратных шейках – словно некий символ королевского достоинства – очаровательный фиолетовый ободок, переливающийся металлическим блеском. Встречается такой ободок и у других птиц, есть он и у голубей, но у них более размыт, а иногда и вовсе незаметен.
Я шёл, занятый своими мыслями, невольно посматривая на эту весёлую картину, и вдруг подумал – как точно повторяются у птиц эти ободки! Для меня такая точность деталей в очень сложном организме была бы понятна, только если бы организм развивался под управлением оптической системы. Но как могла бы выглядеть подобная оптика? Трудно представить себе ...
Конечно, на такие раздумья повлияли не только проблемы биологии. Сказалась моя работа над оптическими приборами, над методами препарирования изображений.
Мысль на том и оборвалась. Но она уже не уходила из памяти. Полоска на шейках горлиц строго передаётся по наследству. Если здесь действует оптика, то речь должна идти о проекционной связи между генами клеток и всем организмом птицы. Масштаб проекции – далеко не один к одному! Значит, должно существовать некое подобие объектива, нужно искать (как минимум – одну) сферическую фокусирующую поверхность. Она может быть отражающей или преломляющей, но для зеркального объектива характерен небольшой угол поля зрения, тогда как организм, похоже, связан с генами по многим, если не по всем направлениям. Нет, нужно искать не зеркало, а именно преломляющую сферическую поверхность, искать что-то похожее на линзу.
Где искать? Как раз направление поисков не вызывало сомнений – искомая сферическая поверхность должна быть стабильно расположена по отношению к генам. На протяжении жизни клетки линза и гены не должны нарушать взаимной ориентации, расстояние между ними не должно изменяться. В таком случае есть лишь один вариант – на роль линзы способна претендовать только ядерная оболочка!
Вот здесь я словно наткнулся на стену. Как же оболочка ядра может играть роль линзы? Для этого какие-то волны должны при пересечении ядерной оболочки изменять свою скорость распространения. Какие волны? Вообще, какие волны могут существовать внутри организма и воздействовать на гены?
Сколько недель и месяцев прошло, сколько мыслимых и немыслимых вариантов было рассмотрено и отброшено! Все клетки организма имеют одинаковый набор генов. Но в одной клетке включается одна группа генов, а в другой – другая, и именно это определяет разницу в свойствах разных клеток организма. Известно, что ген активен только тогда, когда он находится в разрыхлённом хроматине. Можно было предположить, что выборочное разрыхление хроматина (отрыв нити ДНК от „прилипших” к ней белков) в зонах отдельных генов производят какие-то сфокусированные волны.
Постепенно стало ясно, что волны, действующие на гены, не могут иметь электромагнитную природу. Размер упакованного гена – несколько десятков нанометров. Чтобы „прицельно” воздействовать на него, колебания должны иметь сопоставимую длину волны. Но кванты электромагнитных излучений с такими малыми длинами волн обладают огромной энергией. Они разрушают ДНК. Малая длина волн не вела бы к повреждению ДНК только если бы уменьшились скорость распространения и энергия волн. Тогда, может быть, на гены действуют акустические волны, скорость которых в сотни тысяч раз ниже? Не они ли разрыхляют хроматин в зонах отдельных генов, и позволяют подойти к гену ферментам, прочитывающим генетическую информацию?
Но тогда, где же множество источников акустических волн, обрисовывающих, по этой идее, всю анатомию? Кроме того, ядерная оболочка – совсем не линза для акустических волн. И ещё, такие высокочастотные акустические колебания в биологических тканях очень быстро затухают. Им не пройти по длине даже небольшого организма. Вот это противоречие было самым непробиваемым, самым трудным во всей проблеме.
Но загадка не уходила из головы. Подумалось – а нет ли в организме каких-то волн, которые превращались бы в акустические колебания уже на ядерной оболочке?
Штурм крепости продолжался. И вот, настал день, когда стена рухнула, загадка открылась. Единственную возможность примирить все противоречия давало предположение, что акустические волны генерируются оболочкой ядра в моменты её пересечения волнами химических колебательных реакций, возникающими в протоплазме. Химической волне сопутствует скачок окислительно-восстановительного потенциала, а он должен вызывать электрострикционное сжатие мембраны, порождающее акустические колебания окружающей жидкости. Изучение свойств мембран, расчёты электрострикции и преломления волн полностью подтвердили такое предположение!
Из-за различия тканей организма, его химическое автоволновое поле не может иметь всюду одинаковую интенсивность. Неизбежно существование зон сильных и слабых химических колебаний. Как раз зоны повышенной интенсивности (активные зоны) могут проецироваться на гены и активировать их. Расчёты подтверждали такое предположение. Имея разную природу, химические и акустические волны неминуемо обладают и разными скоростями распространения, из-за чего на границе между ними – на сферической оболочке ядра – должно происходить преломление волнового поля по законам оптики. В таком случае, оболочка ядра приобретала свойства линзы!
Принятие подобной картины требовало смелости. Известные волны химических автоколебательных реакций (волны Белоусова – Жаботинского) имели совсем иные параметры и, прежде всего, в тысячи раз меньшую, чем вытекало из оптических расчётов, скорость распространения. Отсюда следовало, что предполагаемые химические волны в протоплазме имели не такой, как у волн Белоусова – Жаботинского, а другой, неизвестный ранее механизм распространения. Возможно ли это? Перевесить сомнения мог только ряд сильных подтверждений.
С особенностями механизма распространения химических волн в клетке согласовывалось давнишнее открытие Александра Гавриловича Гурвича – слабое ультрафиолетовое излучение клеток, которое он назвал митогенетическим, поскольку оно возрастало при делении клеток (при митозах). Излучение оказалось характерным для любых клеток с ядрами и проявило несомненную связь с процессами развития. Можно было понять, что если волны Белоусова – Жаботинского распространяются за счёт диффузии молекул, то химические волны в протоплазме, вероятнее всего, продвигаются вперёд квантами ультрафиолета. Отсюда и скорость их распространения должна была оказаться на несколько порядков выше – ведь кванты имеют скорость света. Правда, часть времени они теряют на взаимодействия с молекулами (поглощение – излучение).
Нашлись и другие подтверждения. Например, если ядро клетки – оптическая система, проецирующая активные зоны организма на гены, то гены должны располагаться в пространстве ядра стабильно и закономерно. Действительно – внутри ядер гены строго закреплены, и в их расположении виден ряд закономерностей, тогда как в безъядерных клетках кольцевая нить ДНК беспорядочно плавает в протоплазме. Законы оптики непосредственно сказались на распределении и свойствах генов. Например, если бы в центральной части ядра находились структурные гены, то их, согласно оптическим расчётам, не удалось бы активировать. Однако их там никогда и не бывает!
По расчётам, в центральной части ядра невозможна фокусировка акустических волн, здесь на гены могут действовать лишь расфокусированные колебания. Поэтому хроматин центральной области должен разрыхляться легче, чем периферийный хроматин, иметь ослабленные внутренние связи. Действительно, в центре ядра расположилось ядрышко, выделяющееся интенсивным окрашиванием, а это вызвано тем, что в хроматине ядрышка места белков со щелочной реакцией заняли более кислые белки, слабее связывающиеся с ДНК, но сильнее удерживающие оснόвные красители.
Подтверждения сыпались как из рога изобилия. Волновой механизм управления генами проявил яркую специфику – его свойства резко отличались от следствий других гипотез. Нашли законное место пустые участки ДНК, не содержащие кодов белков – оказалось, что без них невозможно обеспечить нужное для оптики пространственное расположение информативных участков. Выяснилась таинственная природа злокачественных опухолей и трисомий (например, болезни Дауна) – в них проявилось нарушение согласования между пространственным расположением генов и проекций активных зон. Буквально ошеломило удивительно точное совпадение особенностей найденного механизма со свойствами деликатного процесса дифференцировки клеток. Потом обнаружилось такое же подробное, детальное совпадение с закономерностями старения клеток, сформулированными Л. Хейфликом по итогам долгих исследований.
Объяснилось, почему всплеск активирования генов приходится на одну из фаз сна, и почему в клетках жидкостей внутренней среды никогда не включаются структурные гены. Причина в том, что оптическому способу управления генами (как легко догадаться) серьёзно мешает подвижность организма, а тем более – беспорядочные повороты клеток. Потому-то все красные клетки крови млекопитающих лишены ядер. Потому-то молодые эритроциты демонстративно выбрасывают ядра при прохождении через стенку капилляра – как раз в момент перехода от „оседлого” существования в костном мозге к непрерывному кувырканию в кровеносных сосудах. Потому-то перед выходом в кровоток деградируют ядра лейкоцитов. Все они словно хотят показать своим поведением, что кувыркание и работа оптики несовместимы.
Кульминацией подтверждений стал феномен чёткого появления злокачественной опухоли при имплантации зеркальной пластины в брюшную полость крысы. Подробности многочисленных опытов такого рода буквально кричали о волновом управлении генами.
Когда я впервые изложил эти взгляды в виде статьи, то прежде всего, дал почитать заведующему кафедрой генетики и молекулярной биологии университета, где тогда учился на заочном отделении биофака. После двух недель чтения, показавшихся мне вечностью, профессор В.Н.Т. вернул рукопись с таким вердиктом. "Ваша беда не в том, что вы решаете задачу неправильно. Вы решаете задачу, которой не существует!" В советские времена Артур Шопенгауэр был не в чести, и я тогда не знал его слов о стрелке, попадающем в цель, невидимую другим. Поэтому воспринял слова В.Н.Т. не как величайший комплимент, а с большим огорчением. Я видел, что масса точных, детальных соответствий между концепцией и реальностью исключает возможность случайных совпадений. Соответствие обнаруживалось не в отдельных точках, а буквально во всех закономерностях и явлениях, где только можно было сопоставить теорию с реальностью. Принципы теории, без сомнений, совпали с истиной!
Так возникла стереогенетика, описывающая наследование структур многоклеточных организмов. Оказалось, что именно волновой, оптический способ активирования генов стал принципиальным отличием организмов с клеточными ядрами (эукариот) от клеток без ядер. Вся видимая нами Жизнь построена из клеток с ядрами (безъядерных микроорганизмов мы не видим), и стереогенетика впервые дала теоретический фундамент науке об этой части живой Природы!
Нашёл объяснение ряд патологий, возникли новые идеи в медицине. Например, у различных организмов – у тритона, осьминога, таракана и др. – происходит регенерация (выращивание заново) утраченных конечностей. У млекопитающих (в том числе, у человека) такого свойства, к сожалению, нет. Но стереогенетика выявила ответственное за этот факт анатомическое отличие млекопитающих, что позволило предложить путь обхода препятствия. Иначе говоря, стереогенетика наметила новый метод излечения инвалидов, лишённых конечностей – метод выращивания конечностей заново. К сожалению, пока никто не взялся за разработку метода, хотя в мире много людей (в том числе, детей), утративших конечность – особенно от противопехотных мин.
Первая работа (депонированная рукопись) по стереогенетике была опубликована в 1983 г. Затем последовало много других рукописей, статей, докладов, выступлений. Усилиями многих сотрудников, переживавших за судьбу новой науки (среди них, особенно – Василия Андреевича и Ольги Антоновны Буцко), издана книга: Барбараш А.Н. Волновые процессы в живом: основы стереогенетики и физиологии мышления. - Одесса: ОМ, ПОЛИС, 1998. О стереогенетике сообщает сайт Интернета:
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5653.html, а также электронная книга
„Код. Жизнь. Вселенная.” на сайте: http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6018.html
Но ни один научный журнал (кроме короткого сообщения в Acta Biotheoretica) информации о моих работах не поместил. Официальная наука упорно не хочет видеть стереогенетику, словно по академическим коридорам всё ещё бродит, пугая людей, зловещий призрак Трофима Лысенко. Биологам трудно принять, что клетки узнают своё положение в организме по окружающим активным зонам химического волнового поля, как моряки определяют координаты по звёздам. Трудно поверить, что тело человека содержит миллиарды оптических систем, эквивалентных миллиардам электронных микроскопов. В условиях узкой специализации учёных, всё это ново, непривычно, непонятно …
И всё же, стереогенетике суждена большая жизнь. Возможно, и её столетний юбилей отметят всемирным научным конгрессом. И пройдёт он в Одессе ...
* * *
Я не раз задумывался – почему толчком к раскрытию такого сложного, интимного механизма, как наследование анатомии, стал фиолетовый переливающийся ободок на шейке горлицы? Чем он лучше множества других нюансов формы или окраски организмов? Нельзя оставаться равнодушным, глядя в умные глаза животных ... Поразительны по красоте многие цветы ... Но всё это годами проплывало мимо, не затрагивая нужной струны. И только изысканно-скромное украшение горлицы вдруг приковало внимание, зажгло мысль. Может, для того и заложена в нас Природой восприимчивость к красоте, чтобы ею можно было хоть изредка поднять человека над обыденностью, поманить сквозь туман прекрасным идеалом и увлечь в неведомую даль Нового (куда, собственно, и лежит дорога Человечества). Не случайно Николай Рерих говорил, что красота – одеяние истины.
Анатолий Барбараш
Одесса, октябрь 2003 года