Великие люди, своротившие горы, иногда развлекаются перегибанием палок. Питер Медавар знал, что делает, когда написал в рецензии на книгу Джеймса Уотсона “Двойная спираль”:

Медавар, как и автор рецензируемой книги, мог с лихвой оправдать свою заносчивость, но не обязательно быть бестолковым, чтобы не согласиться с его мнением. Как насчет предшествующего англо-американского набора открытий, известного как неодарвинизм, или синтетическая теория эволюции? Физики имели бы все основания выдвинуть на роль “величайшего достижения” теорию относительности или квантовую механику, а космологи — расширение Вселенной. Окончательно решить, что именно было “величайшим”, невозможно, однако молекулярно-генетическая революция, несомненно, стала одним из величайших научных достижений XX века, а значит, и человеческого вида за все время его существования. Куда мы ее заведем — или куда она нас заведет — в следующие пятьдесят лет? К середине века суд истории может постановить, что Медавар был ближе к истине, чем допускали его современники или даже он сам.

Если бы меня попросили охарактеризовать молекулярную генетику одним словом, я выбрал бы слово “цифровая”. Разумеется, генетика Менделя тоже была “цифровой”: она предполагала дискретность в независимом распределении генов при скрещиваниях. Но что у генов внутри, было неизвестно, и они по-прежнему могли оказаться субстанциями с непрерывно изменчивыми свойствами, силой и оттенками, необъяснимо и запутанно связанными со своими проявлениями. Генетика Уотсона — Крика — “цифровая” от начала до конца, “цифровая” до мозга костей, представленного самой двойной спиралью. Размер генома можно измерять в гигабазах с такой же точностью, как размер жесткого диска измеряют в гигабайтах. Более того, эти две единицы можно переводить одну в другую, умножая на константу. Современная генетика представляет собой чистые информационные технологии. Именно поэтому ген антифриза можно скопировать из тела арктической рыбы и вставить в помидор.

За те полвека, что прошли со дня знаменитой совместной публикации Уотсона и Крика, взрыв, вызванный высеченной ими искрой, экспоненциально расширялся, как и подобает взрыву. Я думаю, что могу употребить слово “экспоненциально” в буквальном его смысле и могу подкрепить это мнение аналогией с более известным взрывом, на сей раз в информационных технологиях в традиционном понимании. Закон Мура гласит, что вычислительная мощность компьютеров увеличивается вдвое за каждые полтора года. Это эмпирически установленный закон без общепринятого теоретического обоснования, хотя Натан Мирволд и предлагает на эту роль остроумную самоотносимую конструкцию, “закон Натана”, который гласит, что программное обеспечение растет быстрее, чем предполагает закон Мура, и именно этим объясняется закон Мура. Какой бы ни была его причина (или комплекс причин), закон Мура выполняется уже почти пятьдесят лет. Многие аналитики ожидают, что он будет выполняться еще столько же, и это будет иметь поразительное влияние на дела людские — но мой очерк посвящен иному.

Давайте вместо этого зададимся вопросом, существует ли в информационных ДНК-технологиях некий эквивалент закона Мура. Лучшей мерой здесь, конечно, будет мера экономического свойства, потому что деньги дают нам хороший сводный индекс человекочасов и стоимости оборудования. Проходят десятки лет, и что происходит со стандартным числом килобаз ДНК, которые можно секвенировать за определенную сумму денег? Возрастает ли оно экспоненциально, и если да, то каково время его удвоения? Заметьте, кстати (это еще одно проявление того, что наука о ДНК — одна из отраслей информационных технологий), что совершенно безразлично, от какого животного или растения получена эта ДНК. Технологии секвенирования и их стоимость примерно одинаковы. Более того, не прочитав записанное в ДНК текстовое сообщение, невозможно сказать, взята ли эта ДНК у человека, гриба или микроба.

Выбрав свой экономический стандарт, я не знал, как на практике узнать стоимость секвенирования. К счастью, я догадался спросить об этом своего коллегу — Джонатана Ходжкина, профессора генетики из Оксфордского университета. И с радостью узнал, что он недавно сделал именно то, что мне нужно, когда готовился к лекции для школы, в которой когда-то учился. Ходжкин любезно прислал мне следующие оценки стоимости в фунтах стерлингов секвенирования одной базы (то есть одной буквы кода ДНК). В 1965 году эта стоимость составила около тысячи фунтов за букву для секвенирования 5$ рибосомной РНК бактерии (не ДНК, но секвенировать РНК стоит примерно столько же). В 1975 году стоимость секвенирования ДНК вируса Х174 составила около десяти фунтов за букву. Ходжкин не нашел подходящего примера для 1985 года, а в 1995 году стоимость составила один фунт для секвенирования ДНК Caenorhabditis elegans — крошечного червя-нематоды, в которого молекулярные биологи настолько влюблены, что называют его просто “нематода” или даже просто “червь”. Около юоо года, к тому времени, когда увенчался успехом проект “Геном человека”, стоимость секвенирования составляла около 0,1 фунта за букву. Чтобы показать положительную тенденцию, я взял обратные этим величинам показатели “соотношения цена — качество”, то есть количество ДНК, которое можно секвенировать за определенную сумму денег (я выбрал тысячу фунтов с поправкой на инфляцию). Я нанес полученные показатели в базах на тысячу фунтов на логарифмическую шкалу, удобную тем, что на ней график экспоненциального роста имеет вид прямой линии.

Я должен вслед за профессором Ходжкином отметить, что данные по этим четырем точкам рассчитаны лишь в первом приближении. Тем не менее их близость к прямой линии достаточно убедительна, что заставляет предположить экспоненциальный рост наших возможностей в области секвенирования ДНК. Время удвоения (или время сокращения стоимости вдвое) составляет два года и три месяца, что сопоставимо с полутора годами, о которых говорит закон Мура. В той степени, в какой секвенирование ДНК зависит от мощности компьютеров (а эта степень довольно высока), открытый нами новый закон, должно быть, многим обязан самому закону Мура, что оправдывает мое шуточное название — “сын” закона Мура.

Вообще-то у нас нет никаких оснований ожидать экспоненциального роста технического прогресса. Я не пытался строить графики, но удивился бы, если бы оказалось, что, скажем, скорость летательных аппаратов, расход топлива автомобилей или высота небоскребов меняются экспоненциально. Я подозреваю, что они меняются не вдвое за постоянные промежутки времени, а ближе к арифметической прогрессии. Действительно, покойный Кристофер Эванс писал еще в 1979 году, когда закон Мура едва вступил в силу:

Космонавтика тоже казалась мне отраслью, где возможен умеренный, поступательный рост, как в автомобилестроении. Но затем я вспомнил интереснейшие рассуждения Артура Кларка, чьим авторитетом пророка нельзя пренебречь. Представьте себе космический корабль будущего, улетающий к далекой звезде. Даже если он будет лететь с самой высокой скоростью, возможной на нынешнем этапе развития космонавтики, ему все равно потребуется не одно столетие, чтобы достигнуть цели. И прежде чем он проделает половину своего пути, его перегонит более быстрый корабль — продукт технологий одного из следующих столетий. Кто-то мог бы сказать, что первый корабль вообще не стоило труда запускать. Из тех же соображений и второй корабль тоже не стоило труда запускать, потому что члены его команды обречены помахать руками своим правнукам, проносящимся мимо на третьем корабле, и так далее. Одним из способов разрешить этот парадокс будет указание на то, что технологии, необходимые для создания последующих кораблей, не стали бы доступны без исследований и разработок, которые пошли на создание их более медленных предшественников. Я дал бы тот же ответ любому, кто предположил бы, что поскольку весь проект “Геном человека” теперь можно было бы начать с нуля и завершить гораздо быстрее, значит, и само это предприятие следовало отложить на соответствующий срок.

Если четыре точки, по которым построен наш график, следует признать грубыми оценками, то экстраполяция прямой линии до 2050 года тем более неточна. Но по аналогии с законом Мура, и особенно если “сын” закона Мура действительно чем-то обязан отцу, эта прямая линия, вероятно, представляет собой достаточно убедительный прогноз. Давайте по крайней мере проследим, куда она нас приведет. Она заставляет предположить, что в 2050 году у нас будет возможность целиком секвенировать человеческий геном всего за сто фунтов по их текущей стоимости (около ста шестидесяти долларов США). Вместо проекта “Геном человека” каждый сможет себе позволить собственный, персональный геномный проект. Специалисты по популяционной генетике получат

окончательные данные о человеческом разнообразии. Можно будет построить схемы родства, связывающие любого с любым другим. Это будет воплощением самых дерзких мечтаний историков. Они воспользуются данными о географическом распространении генов, чтобы реконструировать великие переселения и нашествия былых веков, прочертить пути морских походов викингов, проследить по генам американских племен их расселение от Аляски до Огненной Земли, а по генам англосаксов — их расселение по Британии, уточнить историю еврейской диаспоры и даже найти современных потомков жестоких завоевателей прошлого, таких как Чингисхан.

В наши дни флюорография грудной клетки позволяет узнать, есть ли у вас туберкулез или рак легких. В 2050 году за стоимость флюорографии можно будет узнать полный текст всех ваших генов до единого. Врач будет выписывать вам не рецепты, рекомендованные для среднего человека с вашим заболеванием, а рецепты, в точности соответствующие вашему геному. Это, несомненно, хорошо, но распечатка ваших личных данных также позволит предсказать с пугающей точностью вашу естественную смерть. Захотим ли мы это знать? Даже если мы сами захотим, захотим ли мы, чтобы данные о нашей ДНК читали актуарии страховых компаний, специалисты по делам об установлении отцовства, государственные чиновники? Даже в очень демократичной стране не всякого обрадует такая перспектива. Стоит подумать и о том, как такими данными мог бы злоупотребить какой-нибудь новый Гитлер.

Как ни вески эти соображения, мой очерк все же посвящен другому. Я отступаю к своей башне из слоновой кости, к своим более отвлеченным научным заботам. Если цена секвенирования генома человека станет равна ста фунтам, за те же деньги можно будет купить геном любого другого млекопитающего: все они примерно одного размера, порядка нескольких гигабаз, что относится и ко всем позвоночным. Даже если мы предположим, что график “сына” закона Мура до 2050 года выйдет на плато, как, по мнению многих, должно произойти с графиком самого закона Мура, мы все же можем уверенно предсказать, что секвенировать геномы сотен видов в год станет экономически оправданным. Получить такую массу информации — это одно. А что можно будет с ней делать? Как ее усваивать, просеивать, анализировать, использовать?

Одной сравнительно скромной целью будут полные и окончательные знания о филогенетическом древе. Ведь на самом деле есть лишь одно истинное древо жизни — уникальная схема реально происходивших эволюционных ветвлений. Оно существует. И есть принципиальная возможность его узнать. Мы пока не знаем его целиком. К 2050 году должны узнать, а если нет, то мы не справимся только с концевыми веточками из-за одного лишь числа видов (числа, которое, как отмечает мой коллега Роберт Мэй, в настоящее время известно лишь с точностью до одного или даже двух порядков).

Мой научный ассистент Вон Янь предположил, что в 2050 году натуралисты и экологи будут носить с собой небольшой полевой таксономический набор, который избавит их от необходимости посылать экземпляры на определение музейным специалистам. Тонкий зонд, присоединенный к компьютеру, можно будет ввести в ствол дерева либо тело только что пойманной полевки или кузнечика. За несколько минут компьютер разберется с немногими ключевыми участками ДНК и выдаст вам название вида и любые подробности, которые найдутся в базе данных.

ДНК-таксономия уже преподнесла нам несколько сюрпризов. Мой рассудок классического зоолога протестует почти непереносимо, когда меня просят поверить, что бегемоты ближе к китам, чем к свиньям. Этот вопрос остается спорным, но к 2050 году этот спор будет разрешен в пользу той или другой стороны, как и бессчетное число подобных споров. Они будет разрешены потому, что уже завершатся проекты “Геном бегемота”, “Геном свиньи” и “Геном кита” (если к тому времени наши японские друзья не съедят их всех). На самом деле не понадобится даже секвенировать целые геномы, чтобы навсегда устранить таксономические неопределенности.

Одна побочная выгода, влияние которой, вероятно, особенно ощутят в Соединенных Штатах, будет состоять в том, что полные знания о древе жизни оставят еще меньше места для сомнений в реальности самого факта эволюции. Ископаемые станут сравнительно маловажным доказательством, потому что сотни отдельных генов и столько существующих сегодня видов, сколько мы смогли секвенировать, подтверждают показания друг друга о единственном истинном древе жизни.

Говорилось уже достаточно часто, чтобы стать банальностью, но все же повторю: узнать геном животного и разобраться в самом животном — не одно и то же. Вслед за Сиднеем Бреннером (уникальным человеком, по поводу которого я чаще, чем по поводу кого-либо другого, слышал, как люди удивляются, что ему до сих пор не дали Нобелевскую премию) я буду рассуждать о том, как “вычислить” животное по его геному, разделив этот процесс на три этапа возрастающей сложности. Первый этап был трудным, но эти трудности уже полностью преодолены. Он состоит в том, чтобы вычислить последовательность аминокислот в белке из последовательности нуклеотидов в гене. Второй этап — вычислить трехмерную структуру, в которую сворачивается белок, состоящий из определенной одномерной последовательности аминокислот. Физики считают, что принципиально это возможно, но трудно, и часто получается, что быстрее сделать белок и посмотреть, что с ним будет. Третий этап — вычислить развивающийся эмбрион из его генов и их взаимодействия со своей средой (которую образуют преимущественно другие гены). Это самый трудный этап, но эмбриология (особенно в исследованиях функций Нох-генов и им подобных) движется с такой скоростью, что к 2050 году эта проблема уже может быть решена. Иными словами, я предполагаю, что в 2050 году эмбриолог сможет ввести геном неизвестного животного в компьютер, и компьютер смоделирует развитие эмбриона, получив в итоге модель взрослого организма. Само по себе это достижение будет не особенно полезным, потому что настоящий эмбрион всегда будет более дешевым “компьютером”, чем электронный. Но оно будет своего рода знаком полноты наших знаний. И конкретные приложения этой технологии окажутся полезными. Например, судмедэксперты, найдя следы крови, смогут выдать компьютерное изображение лица подозреваемого — или, точнее, поскольку гены не стареют, ряда лиц, от младенческого до старческого!

Я также думаю, что к 2050 году моя мечта о “Генетической книге мертвых” станет реальностью. Логика дарвинизма свидетельствует, что гены любого вида должны составлять своего рода описание древних сред, пройдя через которые этим генам удалось выжить. Генофонд вида — это глина, форму которой придает естественный отбор. Я писал в книге “Расплетая радугу”:

Я полагаю, что к 2050 году мы уже научимся читать на этом языке. Мы будем вводить геном неизвестного животного в компьютер, и он будет восстанавливать не только его внешний вид, но и подробности о тех мирах, где жили его предки (породившие его в результате естественного отбора), в том числе об их жертвах или врагах, паразитах или хозяевах, местах гнездовий и даже страхах и надеждах.

А как насчет непосредственного восстановления предков, в стиле “Парка юрского периода”? К сожалению, в янтаре ДНК едва ли может сохраниться неповрежденной и никакие “сыновья” или даже “внуки” закона Мура не позволят вернуть ее к жизни. Но, должно быть, даже раньше, чем к 2050 году, в нашем распоряжении уже окажутся некоторые способы, о многих из которых нам пока сложно даже мечтать, позволяющие использовать обильные банки данных сохранившейся ДНК. Проект “Геном шимпанзе” уже осуществляется и, благодаря “сыну” закона Мура, будет завершен за малую толику того времени, которое заняла работа над геномом человека.

В замечании, брошенном на ходу в конце его собственного гадания о грядущем тысячелетии, Сидней Бреннер высказал следующее поразительное предположение. Когда геном шимпанзе будет полностью известен, у нас должна появиться возможность посредством сложного и биологически осмысленного сравнения с человеческим геномом (который отличается лишь крошечным процентом ДНК-букв) восстановить геном нашего общего предка. Это так называемое “недостающее звено” жило в Африке от пяти до восьми миллионов лет назад. Если признать возможность такого скачка вперед, возникает искушение применить эту логику ко всему на свете, а я не из тех, кто готов побороть такое искушение. Когда будет завершен проект “Геном недостающего звена”, следующим шагом может стать подробное сравнение этого генома с человеческим, нуклеотид за нуклеотидом. Выделив разницу между ними (руководствуясь такими же соображениями об эмбриологическом смысле, как и раньше), мы должны получить в некотором приближении обобщенный геном австралопитеков — рода, культовым представителем которого стала Люси. К тому времени, как будет завершен проект “Геном Люси”, эмбриология должна уже будет дойти до этапа, когда она позволит ввести этот восстановленный геном в человеческую яйцеклетку и имплантировать ее в организм женщины, чтобы в наше время на свет появилась новая Люси. Это несомненно послужит поводом для тревог этического характера.

Хотя меня и заботит счастье этого восстановленного индивида-австралопитека (это, по крайней мере, осмысленная этическая проблема, в отличие от глупых тревог по поводу “игры в Бога”), мне видится также позитивная этическая польза, равно как и научная, которую может принести этот эксперимент. В настоящее время нам сходит с рук наш вопиющий видовой шовинизм, потому что все промежуточные эволюционные звенья между нами и шимпанзе вымерли. В очерке, написанном для проекта “Гоминиды”, я указал на то, что случайности обстоятельства их вымирания должно быть достаточно, чтобы разрушить абсолютистскую оценку человеческой жизни превыше любой другой. Например, лозунг “в защиту жизни” (pro life) в полемике об абортах или об исследованиях стволовых клеток всегда означает “в защиту человеческой жизни”, без каких-либо осмысленно изложенных оснований. Существование среди нас живой, дышащей Люси изменило бы, причем навсегда, наше самодовольное, антропоцентрическое представление о морали и политике. Следует ли считать Люси человеком? Нелепость этого вопроса должна быть очевидна, как и нелепость тех южноафриканских судов, которые пытались решить, следует ли того или иного индивидуума “считать белым”. Восстановление Люси было бы этически оправдано тем, что оно наглядно продемонстрировало бы эту нелепость.

Пока специалисты по этике, моралисты и богословы (боюсь, что в 2050 году еще останутся богословы) будут из кожи вон лезть по поводу проекта “Люси”, биологи смогут, сравнительно безнаказанно, навострить зубы на нечто еще более амбициозное — проект “Динозавр”. И сделают они это, быть может, в том числе за счет того, что помогут птицам навострить зубы, чего они не делали уже шестьдесят миллионов лет.

Современные птицы произошли от динозавров (или, по крайней мере, от предков, которых сегодня мы бы охотно назвали динозаврами, если бы только они вымерли, как подобает динозаврам). Сложный анализ геномов современных птиц и геномов других выживших архозавров, таких как крокодилы, на основе достижений эво-дево (науки об эволюции и развитии, evolution and developement) может позволить нам к 2050 году восстановить геном обобщенного динозавра. Обнадеживает, что экспериментальные методы уже позволяют получать цыплят, у которых на клюве вырастают зачатки зубов (и змей, у которых вырастают зачатки ног), указывая на то, что их древние генетические навыки не утрачены. Если увенчается успехом проект “Геном динозавра”, мы смогли бы, быть может, имплантировать этот геном в страусиное яйцо, чтобы из него вылупился живой, дышащий ужасный ящер. Хоть я и помню “Парк юрского периода”, тревожит меня только то, что я едва ли проживу достаточно долго, чтобы это увидеть. Или чтобы протянуть свою короткую руку навстречу длиной руке новой Люси и пожать ее со слезами на глазах.