В статье рассмотрены молекулярно-генетические/клеточные механизмы и базисные предпосылки формирования расширяющейся «Вселенной генов» : от одноклеточной к многоклеточным формам жизни.

The global molecular-genetic and cellular panorama and basic platform for the formation of expanding "Gene universe" are discussed with the focus on gene transfer between Procaryotes and Eucaryotes.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: эволюция, системная биология, онтогенез, эмбриогенез, гены, эпигенетическая наследственность и память, микроорганизмы, клеточные чипы, биоинформация, семантическая информация, креативная эволюция, агрессивное поведение, варварство/

KEYWORDS: evolution, system biology, ontogenesis, embryogenesis, genes, epigenetic memory and heredity, microorganisms, cell chips, bioinformatics, semantic information, creative evolution, aggressive behavior, barbarism/

Гениальность Дарвина в том, что он нашел два простых правила, действующих миллиарды лет на всех кругах жизни. Во-первых, нарастает биологическое разнообразие внутри видов. Во-вторых, происходит непрерывная селекция этого многообразия в каждом поколении через половой фильтр и смерть индивидов. Половые клетки являются главными переносчиками перемен, а организм - своего рода инкубатором, ковчегом эволюции. Устройство соматических клеток сильно зависит от условий их возникновения. Поэтому природа в каждом поколении избавляется от ненужных «отходов» эволюции - всех клеток организма, кроме половых. В гаметах, попавших на новые круги жизни, фиксируются изменения, а новизна осваивается свежими поколениями организмов. Дарвиновский эволюционизм нашел первые природные мосты, соединившие прошлое, настоящее и будущее в эволюции планеты. Вот почему через 150 лет после смерти Дарвина индекс его цитируемости бьёт все рекорды. Дарвин остается самой легендарной фигурой в биологии. В наше время его идеи так или иначе приложимы ко всему, что живет, дышит и двигается. Без идей Дарвина невозможны современная биология, кибернетика, социология, культура, экономика.

Эволюционизм не только упорядочил многое из того, что относится к прошлому, но и захватил будущее. Каждое новое поколение биологов после Дарвина продолжает находить свежие идеи или способы, чтобы заглянуть в будущее через прошлое. Ретроспектива становления и выживания видов на Земле нужна, чтобы лучше видеть наше будущее. Человек с генами, клетками и прочим проходит новые университеты выживания, где действуют не только законы биологии, но и новые силы и вызовы.

Гениальность Дарвина заключена и в том, что благодаря его теории родились те главные вопросы, на которые трудно получить окончательные ответы и сегодня. Возникли ли все виды по единой цепочке самоусложнения из общих простейших форм жизни? Какие катаклизмы стоят за возникновением многоклеточных организмов в эпоху мезозоя? Почему этот взрыв новых форм жизни не прижился и бесследно исчез? Какие правила или клубок событий направляли и направляют эволюцию головного мозга и нервной системы человека и других видов? Каким образом живые организмы от простых адаптивных форм поведения продвинулись к свободе опережающего творчества? На стыке каких сил и новшеств эволюция создала богатую индивидуальную жизнь внутри лидирующих видов? Какой природный закон сейчас отвечает за наше индивидуальное существование и почему эволюция индивидуумов начинает диктовать новые правила выживания всему виду? Ведь на витках дарвиновской борьбы и селекции рейтинг индивидуальной жизни был ничтожен и осмыслялся лишь переносом ДНК в следующее поколение. Мутации генов, частота новых аллелей, формирование новых сигнальных сетей объясняет возникновение новых деталей адаптивного поведения, но не может объяснить возникновение сознания, свободы абстрактно-символических решений, продиктованных креативностью человека. Высшие функции головного мозга контролируются сложными сигнальными сетями и огромной эпигенетической памятью. Организованное целесообразное поведение многоклеточных построено на постоянном извлечении и освоении новизны в окружающем мире.

В данной статье я ограничусь анализом четырех значимых вопросов: 1) какова глобальная молекулярная подоплёка расширяющегося видового разнообразия на планете; 2) в чем смена адаптивной селекции на креативную эволюцию; 3) как эволюция вида продвигается к индивидам; 4) прекратилась или продолжается эволюция человека на Земле?

Война с хаосом - древнейшая страница эволюции

Пожалуй, только специалисты-биологи знают, что все формы жизни в первую очередь сражаются за место под солнцем не друг с другом, а против хаоса неживой природы. Клетки бактерий, мухи и человека - прежде всего киллеры хаоса и антинакопители энтропии (беспорядка). Их оружие - универсальная химическая и морфологическая организация, а также организованное поведение молекул и органелл, контролируемое софт-программами[1]. Поведение целой клетки - это интегральный итог упорядоченного поведения молекул и клеточных органелл. Создав мощный гомеостатический аппарат, клетки научились прежде всего реагировать на новизну.

Молекулярные сигнальные языки - это то, что позволяет клеткам «учиться». Клетки, как процессоры, имеют свою информационную среду и время. Без молекулярных сетей и универсального молекулярного языка нет матрицы, соединяющей сегодня, вчера и завтра, вход и выход процессора. Если ДНК - это каталог генов, то клетка - это информационная среда (чип). В ходе функционирования клеток гены должны быть собраны в слова, предложения и смысловые тексты. Универсальный каталог генов (букв), слов и смысловых предложений соединяет общим «генетическим синтаксисом» все виды - от бактерий до человека. Общий алфавит, грамматика и синтаксис генома, а также единый код регуляторных взаимодействий бактерий, растений и высших животных превращают любой биоценоз в интегрированную информационную сеть. Генетический и молекулярный цитоплазматический «интернет» является главным базисным языком молекулярной эволюции и молекулярного отбора путем сравнения сигналов в региональных кладовых клеточной ДНК- и эпигеномной памяти. Разные модули клеток накапливают разные «библиотеки» эпигеномной памяти. Внутри микропроцессора работают законы молекулярной генетики. Чип, работающий в режиме постоянного обучения, генерирует на выходе более сложные ответы по сравнению с входными сигналами. С помощью рецепторов (молекулярных антенн - простейших прототипов органов чувств) клетки получают информацию о наиболее важных химических или физических переменах в окружающей среде.

            Клетки как организованные химические структуры подчиняются законам химии и законам старения. В мире живого нельзя отменить законы необратимой порчи информационных молекул. Однако можно наладить поставку новых молекул, клеток в организм за счет дополнительных раундов обновления клеток в органах. Это можно делать с помощью стволовых клеток. Стволовые клетки являются инструментом репарации против многочисленных повреждений органов и тканей. Длительность существования организма во многом определяется количеством и качеством его стволовых клеток [Ариас 2002].

Империя микроорганизмов - «горячий цех» молекулярной эволюции

Бактерии были первыми живыми обитателями Земли, которые монополизировали планету на 3 млрд лет. Сейчас половина живой материи на Земле - это клетки бактерий. 20 - 30% клеток в организме человека - это микробы-симбионты. Общее количество бактерий в мировом океане равно 10³⁰ грамм (90 % живой массы океана). Примерно то же количество бактерий обитает в почве континентов и морского дна. Масса бактерий, обитающих в почве Земного шара, сопоставима по весу с надводной частью Великобритании! Масса углерода, циркулирующего в бактериях, примерно равна массе углерода во всех растениях планеты. На долю микробов приходится более 10¹⁵ кг азота и 10¹² кг фосфора. Круговорот веществ в микробах примерно в 10 - 100 раз больше, чем в клетках растений. В литре пресной воды рек или озер содержится порядка 1 млрд разнообразнейших бактерий. В морских глубинах плотность бактерий падает на 2 - 3 порядка, зато начинают встречаться уникальные виды, приспособленные к жизни в экстремальных условиях. Менее всего бактерий в лесной почве и на поверхности деревьев, поскольку все растения имеют мощные системы химической защиты от микробов. Широко распространены бактерии и в воздушной среде обитания.

Микроорганизмы - это фундамент биосферы и глобальных экосистем. Подсчитано, что без конкуренции поверхность Земли оказалась бы покрыта многометровым слоем бактерий и их отходами. Если позволить бактериям размножаться в экспоненциальном режиме, то новообразованная масса через неделю будет равна половине остальной живой массы клеток на планете. Следовательно, бактерицидные и бактериостатические агенты «снизу» контролируют экологию планеты.

Тотальные войны бактерий с миром растений, животных и человека формируют вертикальную ось динамичной инфраструктуры видов на Земле. Быстро меняющийся и эволюционирующий мир прокариот оказывает мощное влияние на мир многоклеточных. Поразительная изменчивость и разнообразие генотипа и фенотипа бактерий - это передний фронт диалога живой и неживой природы, ворота новой осваиваемой информации в виде сигналов, текстов, структур. В каждой горсти земли находится до 10 000 разных видов бактерий, из которых человеку известны только доли процента. Дело в том, что бактерии «не любят» размножаться в лабораторной «неволе». Об их разнообразии ученые пока знают очень мало. По самым скромным подсчетам, в мире существует порядка 10⁷ видов и подвидов микроорганизмов. 90% генетического разнообразия природа хранит в клетках бактерий. Именно бактерии являются главным «маховиком» нарастающего генетического, молекулярного и морфологического разнообразия видов.

Клетки бактерий приоткрывают завесу прошлого, следов и результатов эволюции одноклеточной жизни на Земле. Бактерии демонстрируют безграничную возможность структурировать потоки энергии и веществ для производства новой смысловой и регуляторной информации в нитях ДНК. В отличие от генома высших многоклеточных, геном бактерий является открытой динамической структурой, постоянно накапливающей внешнюю информацию в новых сиквенсах нити ДНК. Термостабильные белки и ДНК бактерий, живущих в глубоководных скважинах океана под давлением нескольких атмосфер и температуре выше 110^° С, имеют совершенно другую пространственную конфигурацию, чем обычные белки. Природа выискивает множество молекулярных альтернативных воплощений одной функции. Как линейное расположение генов в хромосомах, так и трехмерная конфигурация белков и наследственного вещества является лишь средством выживания. В лабораторных условиях, когда приток информации к клеткам минимизируется, клетки способны длительно воспроизводить один и тот же архитектурный план. Приток новой информации является главным стимулом, открывающим безграничные возможности генов и генома к реорганизации.

Как бактерии сражаются с хаосом

            Знаменитый американский биохимик Дэвид Кошланд, проработавший главным редактором международного журнала «Science» 20 лет, первый заговорил о микробах, как информационных чипах, наделенных целесообразным адаптивным поведением. Богатый репертуар выходных поведенческих ответов подтвердил наличие обучения на уровне одной бактериальной клетки. Микробы для выживания научились маневрировать новизной в устройстве генов. Одновременно бактерии сняли все лимиты на множественную распечатку пробных вариантов ДНК. Эпохи интенсивной радиации, геологических катаклизмов, ледниковые периоды - все глобальные перемены фиксировались в геномных сетях одноклеточной жизни. Мир бактерий превратился в своего рода горячий цех производства новых генов. Только у бактерий треть всей потребляемой энергии и веществ уходит на биоинформатику - библиотеку новых генов. Бактерии побеждают в борьбе с хаосом не уменьем, а числом повторов. Новизна с помощью ретровирусов и мобильных генов быстро растаскивается и множится по геномам многоклеточной жизни, включая человека и млекопитающих. Работа, проделанная бактериями, превращается в новые феномены и качество жизни в мире многоклеточной жизни. Время жизни бактерии - 20 минут. Они не успевают конкурировать, штампуя новые ДНК. Борясь с хаосом, бактерии свели к нулю индивидуальную жизнь во имя процветания вида. Индивидуальная жизнь бактериальной клетки буквально растворилась в текущих синтезах и сигналах информационных сетей бактерий.

Таблица 1. Бактерии - серийные процессоры новых генов

1. Скорость удвоения ДНК бактерий в 100 - 10 000 раз выше, чем у многоклеточных.

2. Среднее время существования бактериальной клетки - 20 - 30 минут.

3. Геном бактериальной клетки - 1 мегабайт.

4. Геном клетки человека - 700 мегабайт.

5. Все тома Британской энциклопедии - 600 мегабайт.

6. 30% энергии и питательных веществ в микробной клетке преобразуется в ДНК и

 новые гены (хроматин в клетках бактерий отсутствует).

7. 10³⁰ новой ДНК в год.

8. Бактерии породили вирусы и систему горизонтального и вертикального

 переноса генов в клетки других видов.

            В наше время империя бактерий удерживает инициативу в стратегической организации жизни (потоков информации) на планете. Расширяющаяся Вселенная генов не только продолжает служить источником постоянного многообразия прокариотов. Бактерии являются донорами новых генов и регуляторной ДНК для всего мира многоклеточных! Все гены возникают в клетках прокариот, но приобретают новые функции в организме многоклеточных [Кунин 2007].

Многоклеточные модули бактерий: происхождение стволовых клеток

В информационно богатой обстановке или в новой среде бактерии формируют многоклеточные колонии с длительным режимом самообновления клеток. Многоклеточные корпорации чаще всего возникают от избытка антагонистических сигналов, стресса, лимита кислорода или пищевых веществ, при кардинальной перестройке условий обитания, при необходимости выработки новых типов организованного клеточного поведения. Внутри длительно живущих колоний появляются клетки с длительным циклом самообновления (прародители стволовых клеток многоклеточных).

Способность бактерий формировать многоклеточные симбиотические колонии была впервые описана в 80-х годах прошлого столетия. Регулятором организованного поведения клеток в колониях являются витальные сигналы и стресс-факторы. Агрегация и компактизация бактериальных колоний с последующим репрограммированием поведения и функциональной специализации весьма напоминает ранний эмбриогенез млекопитающих. Бактериальные многоклеточные модули оказались бесценной технологией для ускоренного появления новых форм многоклеточной жизни. Быстрая эволюция сенсомоторных комплексов миксобактерий oбъясняется на порядки более эффективным латеральным переносом генов, необычно высокой скоростью дупликации генов в многоклеточных модулях. Многоклеточные колонии бактерий открыли дорогу в мир многоклеточной жизни и стволовых клеток [Гудман 2006; Хотопп 2007].

Молекулярные метрономы и эпигенетическая память

Все молекулярные «записывающие машины» клеток бактерий и высших организмов снабжены датчиками биологического времени, отличными от хронометров физического необратимого времени. Клетки весьма оригинально манипулируют с тем, что мы называем внешним физическим временем. Например, непрерывную гамму зрительных импульсов фоточувствительные клетки сетчатки ретранслируют блоками разорванных электрических сигналов, идущих к мозгу. Эффективная передача наиболее важных зрительных импульсов укладывается в 5% времени действия зрительных сигналов на сетчатку. Такое компактное кодирование информации во времени способствует точности и надежности передачи зрительных образов. Аналогичным выборочным механизмом собирается и селектируется внешняя сигнальная информация от молекулярных антенн-рецепторов на поверхности плазматической мембраны по множеству молекулярных кабелей в ядро к ДНК-мишени. Плазматическая мембрана клеток похожа на дисплей компьютера. Мозаика активированных рецепторов и ионных каналов весьма похожа на картинку светящихся пикселей на экране телевизора.

Подобно отлаженной бюрократической машине, клетка работает в режиме часов с автоматическим поэтапным замедлением темпа принятия решений. Если действительность внешних событий кодируется миллисекундными химическими взаимодействиями на уровне рецепторов и градиентами концентрации ионов, то передача информации по сигнальным кабелям в ядро занимает секунды и минуты.

Включение и выключение генов, перестройка хроматина происходит в течение часов - дней. Поэтому события на уровне рецепторов плазматической мембраны можно уподобить миллисекундной стрелке, передачу сигналов от рецепторов в ядро - секундной и минутной стрелкам, экспрессия и супрессия генов кодируется часовой стрелкой, а эпигеномные перестройки - календарной стрелкой дней и недель. Эти ритмы событий тщательно согласованы специальными «хронометрами». Передача избытка сигналов в клеточное ядро фактически происходит в режиме конкуренции. Вот почему геном с медленной стрелкой событий успевает селектировать наиболее важные краткосрочные приоритетные сигналы. Режим «перевернутых часов» позволяет более точно фильтровать сигналы по каналам передачи. Если ДНК является носителем генной и регуляторной информации вида, то 3D домены и 3D конфигурация хроматина накапливает эпигенетическую информацию. Эпигенетическая память индивида вырабатывается одновременно с обучением и выработкой новых форм поведения.

Новые игроки в ХХ веке: креативная эволюция

Дарвин первым почувствовал, что построенная им картина эволюции имеет внутренние дефекты и недоработки. Он записал в своём дневнике: «Мой мозг незаметно превратился в машину дробления и крушения целой жизни на факты и мысли, подходящие для теории. Но какие-то высшие функции наблюдения при этом незаметно оказались утерянными». Важно, что в информационно бедной среде более эффективно работает элиминация наихудшего, тогда как в богатой информационной среде появляется возможность копить и отбирать наилучшее. Информационная техносреда уже создала мощные ловушки памяти, помимо эпигенетической памяти головного мозга. С помощью информации можно не только не делать ошибок, но и развивать таланты к выживанию в самых разных направлениях. Сотрудничество с миром порядка, разума выводит человека на земле на новые круги коллективного выживания и творчества вне режима «клыков и зубов». Наиболее ярко заговорил о роли индивидуумов и креативной эволюции Анри Бергсон, который в 1907 г. выпустил книгу «Креативная эволюция». Через 10 лет Бергсон за эти исследования получил Нобелевскую премию.

В отличие от Дарвина, Бергсон исследовал эволюцию самых сложных феноменов - творческого поведения. В биологии того времени доминировал генетический детерминизм Вейсмана, который утверждал, что вся работа мозга предопределена генами. Вейсман полагал, что воображение, интуиция, креативность также обусловлена специальными генами в мозге. Бергсон же видел в человеке прежде всего творца по ситуации. Любое творчество становится внебиологическим явлением, поскольку перешагивает все инстинкты, адаптивное поведение. Поскольку фундаментальные науки о человеке в начале ХХ в. находились в зачаточном состоянии, взгляды Бергсона на креативность человека далеко обогнали его эпоху. Он первым обратил внимание на то, что в богатых информационных системах силы адаптации и выживания в эконишах приобретают характер симбиоза либо кооперации. По его мнению, возникновение новизны происходит не столько с помощью ног и адаптивного ползания, сколько за счет «креативных крыльев», поднимающих особь над ситуацией.

Любое творчество (выход из стереотипов поведения) поднимает особь над ситуацией и элементарным приспособлением. Такое поведение не может быть продиктовано войной или стрессом, поскольку преследует внутренние, а не внешние цели. Творчество - это особая разновидность поведения, навык, являющийся частью познавательного процесса с акцентом на коды восприятия новизны. Творчество иногда вступает в борьбу с инстинктом выживания и всеми правилами, сформулированными Дарвином.

Эволюция не по Дарвину (секреты эмбриогенеза)

Новые качества у быстро прогрессирующих видов (человек, насекомые) не связаны с созданием нового парка соматических клеток. У человека за время эволюции не возникло ни одной новой дифференцированной клетки с новыми функциями, хотя в головном мозге появились новые центры и гены речи, обучения, смысловой памяти. Компьютерное моделирование показало, что добиться устойчивого функционирования новой клетки с набором активных 10 000 генов - невероятно сложная задача.

Эволюция быстро прогрессирующих видов не реализуется за счет формирования новых клеток органов. Проще создать новую функцию в органе за счет сети прежних клеток, которые в эмбриогенезе можно собрать по-новому. Внутриутробная гибель 40 - 50% зародышей и плодов человека и млекопитающих - плата вида за «эксперименты» с собственными зародышами. Фактически эмбриогенез - это программирование устройства и функции «на вырост» в отдаленное будущее.

Качество жизни и способности не могут оцениваться в момент их закладки. Эволюция напрямую через обратную связь не может контролировать все ключевые этапы эмбриогенеза. Например, когнитивные функции, способность мгновенной ориентации и восприятия новизны могут оказаться более мощным оружием выживания, чем масса тела, когти, зубы или клыки.

Эмбриогенез головного мозга породил абстрактно-символическую познавательную систему, управляющую его поведением. С помощью мысли человек не только эффективно предсказывает обстановку вокруг собственной персоны, но и открывает неизвестные законы живой и неживой материи (как загадки человеческой личности или природный закон, ответственный за наше с вами существование).

Теория эволюции Дарвина не смогла, не может объяснить феномен самого Дарвина - способности гения генерировать новые глобальные идеи и творить новые миры. Появление таких личностей, как Ньютон, Дарвин, Эйнштейн, Моцарт, Чайковский и др. одной селекцией половых гамет никак не объяснить. С помощью информационных технологий и языков человек осваивает новые круги выживания уже в пост- и надбиологическом окружении. На этой территории человек прокладывает дорогу вперед с помощью творчества в глобальных информационных сетях. Это и есть новый раунд эволюции человечества не по Дарвину.

Опережающая эпигеномная память

Интуиция и воображение опираются на так называемую опережающую память. Например, Джеймс Уатт создал на ощупь паровую машину на 150 лет раньше, чем был открыт второй закон термодинамики. Кремонские мастера XVI в. (Страдивари, Гуарниери, Аманти) создали образцы скрипок, качество которых невозможно описать законами современной акустики. В XI в. французский монах Гвидо Аррезо создал систему нотописи, которая сейчас используется во всем мире. Он обучил нотной грамоте музыкантов папской капеллы в Ватикане, но не мог объяснить, в чем источник его знаний. Наконец, Пастер ввел первую вакцину против бешенства в кожу передней брюшной стенки, как это ему привиделось во сне. Только через 120 лет удалось доказать, что ослабленный вирус бешенства мигрирует с максимальной скоростью в мозг по оболочке нервов солнечного сплетения. Вслед за Ламарком, Пастер считал интуицию навыком, который развивается сверхновыми стимулами и упражнением. С помощью воображения, интуиции, творчества мозг человека становится волшебником на фоне мозга животных. На этом пути креативная эволюция человечества перестает жестко зависеть от физического времени, биологии и сменяемости поколений.

Сам Дарвин многократно пытался найти место индивидуальной биологической жизни, которую определял как «комплекс варьирующих признаков над неизменной сутью вида». Однако его теория в его время атомизировала масштаб жизни индивида до простой случайности. Не нужно забывать, что 99,7% времени наша планета существовала как империя бактерий. История гоминидов началась 40 - 50 000 лет назад. История человечества в собственном смысле - это всего лишь последние 10 000 лет. Информационная же цивилизация началась в ХХ в. Эта краткость, мгновенность исторического времени человечества и его цивилизации многое объясняет.

Эффект Болдуина

В начале ХХ в. Болдуин обратил внимание на пластичность врожденных адаптивных программ и разную предрасположенность человека к обучению в постнатальном периоде. Модификация адаптивного поведения (ускорение обучения) выглядит как генетическая адаптация. Болдуин первый заговорил о разном качестве интеллекта и скорости обучения как независимом факторе, влияющим на судьбу популяции.

Например, исходная генетическая вариабельность в популяции по скорости приобретения навыка Х имеет случайный характер. Если навык Х имеет адаптивный характер, через несколько поколений в потомстве останутся особи только с высокой скоростью приобретения навыка Х. Если несколько признаков или типов поведения задействованы в адаптацию, возникает феномен кумулятивной адаптации. Не секрет, что животные-умницы с креативным поведением и инстинктом новизны быстро вытесняют популяцию «чайников». Эффект Болдуина объясняет, каким образом творческие способности и задатки могут эффективно передаваться по вертикали в следующие поколения.

Закончилась ли биологическая эволюция человека

Судя по ископаемым остаткам, кроманьонец, обитавший на Земле 150-200 тысяч лет назад, морфологически мало чем отличался от современных Homo sapiens. Значит ли это, что биологическая эволюция нашего вида вышла на плато? Есть факты, позволяющие как утвердительно, так и отрицательно отвечать на этот вопрос. Отражают ли новые реалии начало биологической деградации человека?

Действительно, в ХХ в. стиль жизни, мораль и медицина отменили селективное давление полового отбора. Пожилые отцы и матери производят больше гамет с молекулярными поломками, дающими уродства и аномалии развития зародышей. В последние годы обострилась дискуссия относительно старых, канонических и новых цивилизационных факторов отбора. Предполагают, что очаги современной цивилизации отменили действие тех первичных сил биосферы, которые привели к возникновению Homo sapiens. Отсутствие репродуктивной конкуренции включило зеленый свет росту и накоплению новых ошибок в геноме без их сортировки. Полиморфизм генов, регуляторных сиквенсов ДНК, как и полиморфизм хроматина, продолжает нарастать. Увеличивается и функциональная пластичность клеток, и поведение особей. В противовес этому селекторные фильтры эмбриогенеза столь же эффективно отбирают несовершенный морфогенез новых особей. На уровне эмбриогенеза селекция ошибок в гаметах полностью сохранилась.

Указанные подвижки приводят к тому, что средняя продолжительность жизни индивидуумов становится ниже одновременно с повышением внутриутробной и детской смертности. В то же время благодаря общим успехам санитарии, асептики, антисептики, гигиены, пищевой и питьевой культуры многие скрытые дефекты в виде предзаболеваний удается купировать в первой половине жизни без медицины. На земле исчезли генетические этносы-изоляты - источник близкородственных браков. Вместо полового отбора гамет на виды начинают действовать вирусы, вызывающие летальные эпидемии. Пример: несколько десятков тысяч лет назад человекообразные обезьяны были поражены вирусом иммунодефицита. В каждом поколении приматов только несколько процентов особей выживало. В течение 20 - 30 поколений происходила выработка нового генома вирусрезистентных обезьян. В настоящее время все особи современных видов обезьян сохраняют 100% резистентность к заболеванию. Вдоль лестницы отбора действует несколько биофакторов, провоцирующих болезнь или защищающих от заболевания.

Не только гены и вирусы палеолита являются мощным прессом эволюции. В нынешних условиях интеллект, в комбинации с воображением и способностью находить новые решения проблем, становится важнейшим позитивным вектором эволюции.

Эволюция сигнальной эпигеномики человека только начинает набирать обороты. В наше время ведущей биологистикой человека является память, опыт, обучение, улавливание новизны. В этих модулях информация передается из поколение в поколение (не только через гаметы или эффект Болдуина, который мы обсуждали раньше). Идеи, память, экспертиза на языке эпигеномики столь же бессмертны, как ДНК и гены! [Станкевич 2010].

Человек сейчас эволюционирует вместе с био- и инфосферой в единых сигнальных сетях. Самые важные перестройки начинаются в верхних этажах био-инфо-сферы. Накапливающийся впрок генетический материал (который сейчас выглядит хламом) может быть задействован в формировании нового качества клеток или их поведения.

Однако рецидивы палеолита проявляются в неспособности людей освоить новую коллективную биосферу, в варварском поведении. Часть людей не в состоянии распорядиться собой в шкале смыслов, ценностей, традиций, устоев. Личности исчезают в потребляющей массе. Сюда добавляется разрыв между богатыми и бедными. В эту черную дыру как бы проваливается количественный прогресс цивилизации. Рецидивы палеолита оборачиваются войной индивидов, языком войн и агрессии, отсутствием толерантности и ответственного поведения. На новом витке спирали человек возвращается к своему виду через созидание и творчество. Однако биоресурсы палеолита и неолита в геноме не исчезли и могут быть реактивированы не только в отдельных людях, но и массах.

Литература

Ариас 2002 - Arias A.M., Stewart A. Molecular Principles of Animal Development. Oxford Univ. Press, 2002.

Гудман 2006 - Goldman B.C., Nierman W.C.,Keiser D. Evolution of sensory complexity recorded in a mixobacterial genome. Proc. Natl. Acad. Sci. US. 2006. 103. 15200 - 05.

Кунин 2007 - Koonin E.V. The biological Big Bang model for the major transitions in evolution // Biology Direct. 2007. 2. 21 - 35.

Станкевич 2010 - Stankiewicz R., Lupsky J.R. Structural variations in the human genome and its role in disease // Ann. Rev.Med. 2010. 61.437 - 55.

Хотопп 2007 - Hotopp J.C., Clark M.E., Oliveire D.C. Widespread lateral gene transfer from intracellular bacteria to multicellular eukaryotes // Science. 2007. 317. 1753- 56.

Примечания

[1] Здесь и далее мы, применительно к биологии, оперируем языком теории информации, правда, адаптированным к биологии. Термин ″биоинформация″ в общем виде является метафорой. Её невозможно подвести под еще более общие понятия и определения. Классические (шенноновские) определения и категории информации не применимы в биологии, поскольку они касаются качества содержания, а не количества информации, передаваемой по каналам связи. В неживой природе информация чаще всего является лишь мерой ″порядка″ и не имеет семантических инфопереносчиков. В биологии информация фиксирует не количество, а качество - различия, ради фиксации и переноса которых организуются информационные сети. Американские биологи чаще всего называют ДНК (наследственную информацию) первой твердой валютой клетки. Второй энергетической валютой являются молекулы АТФ (аденозин-трифосфорной кимлоты). Наконец, третьей семантической валютой является эпигенетическая память, которая записывается 3D белковыми и 3D ДНК-белковыми текстами. Чистая ДНК или РНК не являются переносчиками эпигенетической информации.

Подобно деньгам, информация вездесуща, из нее можно создать новые биологические реальности. Имея в виду определенную условность информационного языка, мы некоторые слова и понятия берем в кавычки.