5. В ЭПИГЕНЕЗЕ «НИЧТО НЕ ВОЗНИКАЕТ ИЗ НИЧЕГО»

5. В ЭПИГЕНЕЗЕ «НИЧТО НЕ ВОЗНИКАЕТ ИЗ НИЧЕГО»

Как я уже заметил, эпигенез относится к эволюции, как разработка тавтологии к творческой мысли. В эмбриологии живого организма не только нет надобности в новой информации или в изменении плана, но большей частью эпигенез должен быть защищен от вторжения новой информации. Путь к этому — тот же, каким был всегда. Развитие зародыша должно следовать аксиомам и постулатам, изложенным в ДНК, или где-нибудь еще. На языке Главы 2, эволюция и обучение неизбежно дивергентны и непредсказуемы, а эпигенез должен быть конвергентным.

Отсюда следует, что в области эпигенеза случаи, когда требуется новая информация, редки и бросаются в глаза. Напротив, должны быть случаи, хотя и патологические, где недостаток или потеря информации приводит к серьезным расстройствам развития. В этом контексте, явления симметрии и асимметрии оказываются богатым источником примеров. Правила, которыми должен руководствоваться ранний эмбрион в этих отношениях, просты и формальны, так что их присутствие или отсутствие нельзя не заметить.

Наиболее известные примеры происходят из экспериментального изучения эмбриологии амфибий, и я рассмотрю здесь некоторые явления, связанные с симметрией яйца лягушки. То, что известно о лягушке, вероятно, справедливо для всех позвоночных.

Кажется, без информации из внешнего мира неоплодотворенное яйцо лягушки не имеет необходимой информации (т. е. необходимого различия) для достижения двусторонней симметрии. В яйце есть два дифференцированных полюса: животный полюс, где протоплазма преобладает над желтком, и растительный полюс, где преобладает желток. Но в нем нет дифференциации меридианов, или линий долготы. В этом смысле яйцо радиально симметрично.

Несомненно, дифференциация животного и растительного полюсов определяется положением яйца в фолликулярной [Фолликула (здесь): мешочек, содержащий яйцеклетку. — Прим. перев.] ткани, или плоскостью последнего клеточного делении при образовании гаметы [Половая клетка животного или растения. — Прим. перев.]; эта плоскость, в свою очередь, вероятно, определяется положением материнской клетки в фолликуле. Но это еще не все, что требуется.

Без некоторой дифференциации сторон или меридианов неоплодотворенного яйца оно не может «знать» или «решить», какова должна быть будущая средняя плоскость симметрии двусторонне симметричной лягушки. Эпигенез не может начаться, пока один из меридианов не будет выделен по сравнению с другими. К счастью, в этом случае мы знаем, как доставляется эта решающая информация. Она неизбежно приходит из внешнего мира: это точка входа сперматозоида. Как правило, сперматозоид входит в яйцо несколько ниже экватора, и меридиан, содержащий оба полюса и точку входа, определяет среднюю плоскость двусторонней симметрии лягушки. Первая сегментация яйца следует этому меридиану, и та сторона яйца, где входит сперматозоид, становится брюшной стороной лягушки.

Далее, известно, что необходимое сообщение об этом не содержится в ДНК или в других структурах сперматозоида. Той же цели достигает укол щетинки верблюжьего волоса. Вслед за таким уколом, яйцо будет сегментировать и продолжит свое развитие, превратившись во взрослую лягушку, которая будет прыгать и ловить мух. Конечно, она будет гаплоидной (т. е. у нее будет недоставать половины нормального комплекта хромосом). Она не будет размножаться, но в остальном будет во всех отношениях совершенна.

Для этого не нужен сперматозоид. Все, что нужно, — это указатель различия, и организм не особенно разборчив в отношении характера этого указателя. Без какого-нибудь указателя — не будет эмбриона. «Ничто не возникает из ничего».

Но это еще не все. Будущая лягушка — а в действительности уже очень молодой головастик — заметным образом асимметричен в анатомии своей эндодермы [Внутренний слой зародыша на ранних стадиях его развития. — Прим. перев.]. Подобно большинству позвоночных, лягушка довольно точно симметрична в своей эктодерме (кожа, мозг и глаза) и мезодерме (скелет и скелетные мускулы), но резко асимметрична в эндодермных структурах (кишки, печень, поджелудочная железа, и так далее). (В действительности, любое животное, у которого кишки складываются не в меридиональной плоскости, должно быть асимметрично в этом отношении. Если вы посмотрите на живот головастика, то вы отчетливо увидите, что кишки, ясно видимые через кожу, у него сложены в большую спираль).

Как можно ожидать, situs inversus (обращенная симметрия) у лягушек встречается, но крайне редко. Это явление известно у людей, и встречается в одном случае на миллион. Такие индивиды выглядят в точности, как все другие, но внутренне они обращены, так что правая сторона сердца связана с аортой, а левая с легкими, и так далее. Причины такого обращения неизвестны, но тот факт, что оно вообще случается, указывает, что нормальная асимметрия не определяется асимметрией молекул. Обращение какой-либо части такой химической асимметрии потребовало бы обращения всех ее частей, поскольку молекулы надлежащим образом подходят друг к другу. Обращение всей химии немыслимо, такой организм не мог бы выжить иначе как в обращенном мире.

Таким образом, остается проблема об источнике информации, определяющем асимметрию. Конечно, должна быть информация, указывающая яйцу правильную (статистически нормальную) асимметрию.

Насколько нам известно, после оплодотворения нет момента, когда могла бы быть доставлена такая информация. События следуют таким образом: сначала отделение от матери, затем оплодотворение; а после этого, в течение периода сегментации и раннего эмбрионального развития, яйцо защищено студенистой массой. Иными словами, яйцо несомненно должно содержать информацию, необходимую для определения асимметрии, уже до оплодотворения. В какой же форме эта информация должна существовать?

В Главе 3, при обсуждении природы объяснения, я заметил, что никакой словарь не может определить слова левое и правое. Это значит, что проблему не может решить никакая, как угодно устроенная цифровая система; информация должна быть прямо введена. Теперь у нас есть шанс обнаружить, как эта же проблема решается яйцом.

Как я полагаю, в принципе здесь может быть лишь решение одного рода (и я надеюсь, что кто-нибудь со сканирующим электронным микроскопом найдет подтверждение). Дело должно быть в том, что ответ заключен в яйце уже до оплодотворения, и следовательно в такой форме, что он определяет одну и ту же асимметрию независимо от того, какой меридиан отмечен входом сперматозоида. Отсюда следует, что любой меридиан, где бы он ни был проведен, должен быть асимметричен, и что все они должны быть асимметричны в одном и том же смысле.

Это требование проще всего удовлетворяется некоторой спиралью неколичественных или векторных отношений. Такая спираль должна пересекать все меридианы наискось, отмечая для каждого из них одну и ту же разницу между востоком и западом.

Подобная же проблема возникает при дифференциации двусторонних конечностей. Моя правая рука — асимметричный объект и формально зеркальное отражение моей левой руки. Но на свете встречаются редкие индивиды с чудовищным уродством — парой рук или разветвленной рукой с одной стороны тела. В таких случаях пара будет двусторонне симметричной системой. Одна из компонент будет правой, а другая левой, и обе будут расположены таким образом, что составляют зеркальное отражение друг друга. [Я несколько упростил правило в этом изложении. Более полное объяснение см. в Steps to an Ecology of Mind, в очерке под названием «Новое рассмотрение правила Бейтсона».] Это обобщение было впервые опубликовано моим отцом в 1890-х годах и долго называлось «правилом Бейтсона». Он сумел доказать справедливость этого правила почти для всех подразделений животных, посредством исследований во всех музеях и многих частных коллекциях Европы и Америки. В частности, он собрал свыше ста случаев таких аберраций в ногах жуков.

Я заново рассмотрел эту историю и, опираясь на его исходные данные, пришел к выводу, что он ошибался в своей постановке вопроса. Он спрашивал: Что определяет эту добавочную симметрию? Между тем, надо было спрашивать: Что определяет потерю асимметрии?

Я предложил гипотезу, по которой уродливые формы производятся вследствие потери или забвения информации. Двусторонняя симметрия требует больше информации, чем радиальная симметрия, асимметрия же требует больше информации, чем двусторонняя симметрия. Асимметрия боковой конечности, такой, как рука, требует соответствующей ориентации в трехмерном пространстве. Направление к оборотной стороне руки должно быть отлично от направления к ладони; направление к большому пальцу должно быть отлично от направления к мизинцу, и направление к локтю должно быть отлично от направления к пальцам. Чтобы образовать правую руку — в отличие от левой — эти три направления должны быть надлежащим образом соединены. Если эти направления обращаются, как это происходит при отражении руки в зеркале, то получается обращенное изображение (см. Главу 3, раздел 9). Но если одна из дифференциаций потеряна или забыта, то конечность будет в состоянии достигнуть лишь двусторонней симметрии.

В этом случае постулат «ничто не происходит из ничего» принимает несколько более сложный вид: При потере одного различения из трех из асимметрии возникает двусторонняя симметрия.