Данио рерио

Danio rerio

Тип: хордовые

Класс: лучеперые

Семейство: карповые

Охранный статус: вызывающий наименьшие опасения

Да возрадуется… с рыбой Бокой, умеющей говорить.

Кристофер Смарт

Вольтер восхищался англичанами, но при этом предупреждал: «Находясь в их стране, не выказывайте своего удивления, что у них красивые дети». Если бы Вольтер был биологом в XXI в., он мог бы сказать то же самое о данио рерио (брахиданео рерио, дамский чулок), мелкой рыбешке, обитающей в реке Ганг. Взрослая особь выглядит довольно симпатично — с синими и белыми горизонтальными полосками, но ничего особенного. Ее очень легко разводить в искусственной среде, так что она уже более ста лет является стандартным обитателем аквариумов, но это обычная пресноводная рыбка. А вот ее мальки могут похвастаться особой красотой.

Красота эта открывается, когда наблюдаешь развитие эмбриона. Общее представление можно получить, посмотрев ускоренную видеозапись в Интернете. Но я бы очень советовал вам понаблюдать за процессом в реальном времени, как это посчастливилось сделать мне. Микроскоп предлагает гиперстереоскопическое зрение: вы одновременно как бы смотрите с огромной высоты и находитесь вплотную к рассматриваемому объекту. Икринка, малюсенький полупрозрачный пузырек, крохотная луна, через которую просвечивает вода, постепенно исчезает по мере того, как формируется малек. Начинается все с темной полоски на краю икринки, которая пульсирует и постепенно образует скелет, сердце и глаза, превращаясь в узнаваемый зародыш. Процесс занимает около двух дней.

В наш век, когда ученые исследуют сложные процессы внутри отдельной клетки или работают над компьютерным секвенированием генома, есть что-то притягательное в том, чтобы собственными глазами наблюдать за развитием эмбриона данио рерио. Наблюдение за появлением и группировкой отдельных клеток, из которых формируются органы, дает возможность почувствовать себя практикующим биологом и поверить, что обо многих процессах можно узнать, просто отслеживая их развитие.

То, что так поражает новичка вроде меня, — привычное зрелище для тысяч ученых, которые используют данио рерио для самых разнообразных исследований: от аномального развития мозга до восстановления сердца. Ученые часто вмешиваются в процесс развития эмбриона (например, внося изменения в индивидуальные геномы, так что флуоресцентные белки заставляют некоторые органы светиться как что-то инопланетное), но, как мне кажется, большинство из них по-прежнему в восторге от этого процесса, как бы часто ни приходилось его наблюдать. И всех вдохновляют возможности, которые эта рыба и некоторые другие животные, например аксолотль или плодовая мушка, открывают для пусть небольших, но совершенно реальных шагов для облегчения человеческих страданий и продления жизни. Как странно и удивительно обнаружить нечто столь прекрасное в унылой обстановке лабораторий с их искусственным освещением и химическими запахами. Научный прогресс опирается не только на плечи гигантов, как принято считать, но и на малюсенькую бластулу данио рерио.

«Работайте так, как будто живете в начальный период истории более совершенной нации», — писал Аласдар Грэй. Одобряю такие настроения, и, если подумать, на что способны серьезная наука и неутомимая мысль, если они руководствуются состраданием, можно даже с оптимизмом смотреть в будущее. Но куда может нас завести наша возросшая способность управлять жизнью? Палеонтолог Мартин Бразье, обычно осторожный в своих заявлениях, предупреждает, что, хотим мы этого или нет, но, возможно, мы живем в начале самых великих трансформаций со времен кембрийского взрыва, когда многоклеточная жизнь расцвела огромным разнообразием новых, самых удивительных форм. Физик Фримен Дайсон предположил, что развитие науки приведет нас к концу «дарвинской интерлюдии» — антракта в несколько сотен миллионов лет, во время которого виды имели свойственные только им характеристики. Если представить, что его предположение верно, становится если не страшно, то как минимум не по себе. Но даже те, кто его оспаривает (подчеркивая, что биология всегда была более открытым источником, чем считает Дайсон), согласны, что научные достижения, вероятно, радикально изменят ситуацию и поставят нас перед новыми выборами.

Некоторые открытия, ставшие темой новостей, могут оказаться не столь важными, как это утверждалось. Например, когда группа ученых, возглавляемая Хамилтоном Смитом и Крейгом Вентером, сообщила в 2010 г., что «создала жизнь с нуля», их заявление оказалось немного не тем, что подразумевает буквальное понимание слов. На самом деле они сделали копию генома уже существующего микроба и поместили в другой. При этом какие-то исследования не привлекли к себе такого внимания, а между тем были не менее важными. Так, например, некоторые ученые, похоже, вплотную приблизились к «перепрограммированию жизненного кода», чтобы создать формы жизни, использующие аминокислоты, которые неизвестны даже для архейских форм. Как объясняет исследователь Джейсон Чин, идея заключается в том, чтобы не ограничиваться 20 аминокислотами, которые присутствуют во всех формах жизни, и создать «первый параллельный и независимый генетический код в клетке», новую транслирующую систему для биосинтеза полимеров, неизвестных в живых клетках на сегодняшний день.

Подобные научные достижения, как переоцененные, так и недооцененные, могут оказаться первыми пробными шагами к синтетической биологии — созданию новых организмов «из идеи, а не от предка» (если воспользоваться формулировкой редакционной статьи журнала Nature). И будущее в первую очередь зависит от людей (или тех существ, которые придут им на смену) разумных, хотя необязательно мудрых, — творцов.

Пока предвестники изменений могут показаться обыденными и даже забавными. В 2000 г., например, одна американская компания, воспользовавшись результатами исследований, проведенных в Сингапуре, начала продавать в качестве аквариумных рыбок GloFish ® — данио рерио, которые после вмешательства ученых могли светиться несколькими цветами: Starfire Red®, Electric Green® или Sunburst Orange®. Другие новости (как мне кажется) несут в себе нечто зловещее, хотя в них присутствует большая доля фарса. Летом 2008 г. южнокорейская фирма впервые клонировала щенка для коммерческих целей. Заявление о клонировании щенков, сделанное через три года после того, как ведущий корейский ученый был уличен в фальсификации доказательств успешного клонирования человеческого эмбриона и стволовых клеток, было встречено с подозрением. Но щенки были вполне настоящими — и слово стало плотью — и потомством (если это понятие здесь уместно) питбуля Бугера. Владелец Бугера, американка Джойс Маккинни (о чьей сенсационной жизни рассказывает фильм «Таблоид»), назвала своих новых питомцев Бугер Маккинни, Бугер Ли, Бугер Ра, Бугер Хонг и Бугер Парк — в честь самой себя и ученых, ставших их отцами.

Но методы южнокорейских ученых в 2008 г. уже давно не новость. Исследователи начинают создавать животных с абсолютно новыми свойствами. Есть сведения о супермыши, способной на настоящие атлетические подвиги, сопоставимые с покорением человеком высокой горы с разбегу. По непонятным пока причинам супермышь живет дольше обычной, больше занимается сексом и очень агрессивна.

Некоторые будущие творцы жизни и те, кто спонсирует их исследования, наверняка окажутся мудрыми и добрыми людьми. Многие будут работать на государственной службе, на военных, на крупные корпорации, на преступные группы или нескольких заказчиков сразу. Последствия можно вообразить, в том числе и по-настоящему катастрофические, как это делает в своих книгах Маргарет Этвуд или Бог у Дэвида Иглмана, когда обнаруживает, что Мэри Шелли точно разгадала его задумку. Ранние попытки использовать биологические системы в качестве оружия, такие как секретная советская программа 1970–1980 гг., могут оказаться детской игрушкой по сравнению с проектами, которые разрабатываются или планируются в наши дни.

Конечно, достижения биологии будут только частью научного и технологического прогресса. Рей Курцвейл, талантливый инженер и изобретатель, считает, что к 2040 г. искусственный разум и нанотехнологии получат такое развитие, что, если бы ему удалось дожить до этого времени, содержимое его мозга можно было бы превратить в нечто новое: в сверхмощный компьютер, в сделанное на заказ реальное или виртуальное тело или в стайку нанороботов. «Наша небиологическая составляющая (например, компьютерный разум) станет достаточно мощной, чтобы моделировать нашу биологическую часть, — утверждает он. — Это будет континуум, постоянное воспроизведение паттерна».

Высказывание Курцвейла напоминает слова Максима Горького о будущем советской науки, написанные им почти 100 лет назад. «Все превратится в чистую мысль, — мечтал Горький, — и только она будет существовать, воплощая в себе весь разум человечества». Но даже если технология, воображаемая Курцвейлом, когда-нибудь будет получена, его мечты о вечной жизни все-таки основываются на иллюзии или по крайней мере парадоксе. Философ Джон Грей так его сформулировал: «Сценарий бессмертия предполагает, что человечество программирует собственное уничтожение».

Момент, о котором говорит Курцвейл, когда различные технологии объединятся, превратятся в независимый сверхразум и начнут развиваться так быстро, что оставят далеко позади в пыли «человека 1.0», может оказаться всего лишь мечтой. Вполне возможно, что Курцвейл заблуждается относительно технических возможностей в ближайшие десятилетия. Но, несомненно, нас ждут, как говорит популяризатор науки Оливер Мортон, «огромные перемены». Можно с большой долей вероятности предположить, что достижения синтетической биологии и других быстро развивающихся технологий будут по-настоящему революционными. Некоторые инновации станут «инструментами, которые сделают человека человечным». Возможно, ученым удастся синтезировать водоросли, которые можно будет использовать в качестве топлива, или бактерии, которые смогут перерабатывать токсичные отходы. Они могут значительно увеличить продолжительность жизни человека, создать виды животных, лучше приспособленных к изменению климата, а также воссоздать вымершие виды. Ну и, ради развлечения, возможно, удастся воссоздать динозавров с помощью ДНК курицы.

Как бы то ни было, необходимо, чтобы инновации осуществлялись под мудрым руководством, если под мудростью понимать способность признавать ограничения. Развитие данио рерио при всей его сложности следует биологическим, химическим и физическим законам, которые ограничивают рост и жизнедеятельность. Люди как биологические организмы также живут в рамках четко определенных границ. Но технология, экономика и культура вывели нас на новые рубежи бытия. Уровень и скорость потребления человечеством природных ресурсов толкают нас за пределы возможностей планеты.

Более эффективное использование энергии представляет собой не столько техническую проблему (например, Каллен и другие ученые в 2011 г. заявили о возможности повышения ее выработки на 73% при нынешних технологиях), сколько политическую, экономическую и организационную. Скорее, как считает Умар Хак, дело в том, что глобальная экономика функционирует неправильно и «тупой рост отражает не создание благ, а их передачу: от бедных — богатым, от молодых — старым, от завтрашнего дня — сегодняшнему, от людей — корпорациям». См. также Тим Джексон (2009)

Философ Ник Бостром сформулировал четыре возможных сценария для будущего человечества: вымирание, повторяющиеся кризисы, плато и постчеловечество. Его варианты имеет смысл рассматривать, подумав о том, какое будущее понравилось бы нам самим. Если, как предупреждает зоолог Уилсон, антропоцен (эра, когда человечество оказывало значительное влияние на экосистемы и геологию Земли) сменяется эпохой эремозоя (веком одиночества, когда в результате человеческой деятельности жизнь на Земле оскудевает), то как можно представлять более успешный сценарий? Можно ли вообразить наступления периода экозоя, который теолог и эколог Томас Берри охарактеризовал как существование человека на Земле без нанесения планете вреда? Или как насчет нооцена — эпохи, в которой человек с помощью технологий станет мудрее, но не будет их рабом, а достигнет «постоянного роста сознания»? Что ж, возможно, однако, правы скептики, утверждающие, что наша беда не в недостатке ума, а в непоколебимой силе глупости, и ни машина, ни разум с этим не справятся.

Какими мы видим в будущем себя, а также других людей или существ, которые придут нам на смену? Дэвид Юм доказывал, что, хотя есть веские основания для пессимизма по поводу глупости и порочности людей, все-таки более великодушный взгляд на природу человека в конечном счете разумнее. Он предупреждал об опасностях, которые таят в себе поверхностные сравнения людей с животными или воображаемыми высшими существами. Оба этих пункта сохраняют силу и сейчас, но в то же время дальнейшие исследования человека и животных в течение 250 лет после смерти Юма позволяют нам делать более обоснованные выводы о том, что общего у нас с другими животными и чем мы отличаемся.

Давайте для примера возьмем уникальное животное, по крайней мере одним своим свойством очень похожее на нас, — галапагосского пингвина. Этот удивительный вид обитает в жарком климате архипелага островов, расположенных почти непосредственно на экваторе. Так уж случилось, что прохладные воды течения Гумбольдта занесли сюда предков этого пингвина с холодного южного края Земли в поисках рыбы. И пингвины обосновались здесь и прекрасно себя чувствовали, пока не появились люди и не поставили их на грань вымирания. Понаблюдайте за этими пингвинами в воде — пока еще есть такая возможность, — и станет очевидно, что им доставляет удовольствие нырять и плавать на мелководье у скал. Они плавают ради развлечения и чтобы стать более искусными рыболовами. И признать это — не значит проявить глупый антропоморфизм, это значит — признать реальность.

Итак, в этом мы с ними похожи: игра необходима для хорошего самочувствия как пингвина, так и человека, и для обоих справедливо уравнение: игра = радость + познание. (Для человека игра становится первым шагом на пути к практической мудрости, которую Аристотель считал основой добродетели.) Эмбрионы данио рерио, безусловно, слишком юны для того, чтобы играть. И, конечно, они не обладают таким разумом, как пингвины или люди. Но мы можем наблюдать за ними и изучать их, пребывая в игривом настроении в полном смысле этого слова: получая удовольствие от узнавания наших общих черт (на генетическом уровне у нас очень много общего) и наших отличий.

Многие ученые, занимающиеся исследованием клетки, с радостью делятся своим волнением. Обладатель Нобелевской премии за работы в области генетики и биологии клетки Пол Нерс с восторгом пишет о возможностях каждой клетки: «В клетке в пределах нескольких микрометров происходит одновременно множество химических реакций. Это совершенно невероятно и удивительно!» Гюнтер Блобел, еще один нобелевский лауреат, говорит: «Объем того, что мы еще не знаем о клетке, просто поражает». Чем больше мы узнаем, тем более уместно применить к клетке слова Карла Сагана о космосе: в ней есть «великолепие и сложный красивый порядок, выходящий за пределы фантазий наших предков».

Описываемые Нерсом процессы довольно сложно представить, не имея представления о биологии клетки. Но ситуация начинает меняться: новые технологии, например анимация молекулярной биологии, сделали эти процессы наглядными и более понятными для неспециалистов. Конечно, такая анимация — всего лишь схема. Пока мы не можем непосредственно наблюдать за тем, что происходит в клетке из-за ее микроскопических размеров. А вот сложный процесс взаимодействия клеток при формировании эмбриона данио рерио мы наблюдать можем.

«Можно найти веские доказательства того, что мы не существуем, — писал Льюис Томас в 1974 г. в своем эссе «Жизни клетки» (The Lives of a Cell). — Нами пользуются все, кто захочет, нас арендуют, в нас поселяются». Мы не существуем независимо, а являемся частью более сложной сети. Но в той мере, в какой мы все-таки есть, нужно признать, что данио рерио пусть и находится на гораздо более низкой ступени умственного развития, но это наш товарищ по земному бытию и товарищ вполне добронравный. Наблюдая совершенный процесс развития эмбриона, неизбежность и надежность каждого последующего этапа этого развития, мы можем поразмышлять о происходящем чуде и задуматься о том, каким это чудо может быть еще. Как и данио рерио, мы находимся посередине: между маленькой клеткой (и ее частями) и бескрайним миром вокруг; между началом жизни и ее будущим.

Льюис Томас писал об аналогичной роли человека в экологии Земли:

Возможно, это особый этап морфогенеза Земли, на котором необходимы организмы вроде нас с вами, способные быть на подхвате, искать новые возможности для симбиоза, хранить информацию для использования в будущем, что-то украсить, возможно, даже нести семена Солнечной системы. Что-то в этом духе. Разнорабочие Земли.

Если бы у меня было право голоса, я, конечно, предпочел бы эту полезную роль, чем быть тем абсурдным существом, в каких мы в противном случае превращаемся. Если бы мы считали себя неотъемлемой и необходимой частью природы, это бы коренным образом изменило и наше отношение друг к другу.

Карл Вёзе тоже советует, чтобы по мере того, как совершенствуется наша способность понимать природу, мы стремились прежде всего не конструировать природу, а прислушиваться к ее гармонии. Мы должны научиться, по словам вольтеровского Кандида, возделывать свой сад. Внимание к природе бытия и существам вокруг нас, постоянная готовность к открытиям помогут нам найти новую форму молитвы для тех, кто освободился от старых заблуждений.