Мутанты. О генетической изменчивости и человеческом теле.

терминологии весьма напоминали объяснения Аристотеля: это результат либо слияния, либо разделения. Большинство медицинских учебников придерживалось последней версии. Монозиготные (идентичные) близнецы, согласно этим утверждениям, – это производные одного зародыша, который по воле случая разделился на два. А если эмбрион может разделиться полностью, то он, конечно, может разделиться и частично. Довод привлекает своей простотой. Правда и то, что сросшиеся близнецы почти всегда монозиготны – они происходят из одной яйцеклетки, оплодотворенной одним сперматозоидом. Однако существуют некоторые подозрения, что монозиготные близнецы, родившиеся сросшимися, возникают в результате совершенно иных событий, имеющих место в первые несколько недель после зачатия, чем те, которые родились разделенными.

Одно различие между сросшимися и раздельными близнецами состоит в том, что у первых общая плацента и (как это и должно быть в их случае) общий амниотический мешок. Раздельные близнецы также имеют общую плаценту, однако амниотический мешок у них, как правило, у каждого свой. Поскольку амниотический мешок образуется после плаценты, можно предположить, что разделение – если таковое имеет место – у сросшихся близнецов происходит позже, чем у отдельных.

Еще одно заставляющее задуматься различие заключено в странной статистике половой принадлежности близнецов – пятьдесят процентов раздельных монозиготных близнецов рождаются девочками. Это несколько выше, чем можно было бы ожидать, так как в большинстве популяций чаще рождается чуть больше мальчиков, чем девочек. Но у сросшихся близнецов эта пропорция сильно скошена в сторону женского пола: в подавляющем числе случаев – около 77 процентов – это девочки. Никто не знает, почему так происходит, но этот факт четко объясняет, почему в изображениях сросшихся близнецов – от неолитических святилищ до 'Нью-Йорк пост' – так часто встречаются женщины.[22]

Вероятно, лучший аргумент в пользу предположения, что сросшиеся близнецы не есть результат частичного деления эмбриона, – это геометрия самих близнецов. Они могут быть соединены головами, грудными клетками, животами или бедрами; ориентированы по отношению друг к другу животами, боками или спинами. При этом каждое из подобных соединений может быть либо таким слабым, что у них практически отсутствуют общие органы, либо таким тесным, что все их органы общие. Трудно понять, как такое удивительное разнообразие телесных конфигураций может возникать за счет простого деления эмбриона на два.

Но где же, если не в частичном разделении эмбриона, следует искать причину происхождения сросшихся близнецов? Сэр Томас Браун называл чрево 'непостижимым миром', и это сущая правда, в особенности в том случае, когда мы пытаемся объяснить появление сросшихся близнецов. Новейшие данные, однако, наводят на мысль, что аристотелевская дихотомия – слияние или разделение – обманчива. Чтобы получить сросшихся близнецов, нужно, во-первых, создать двух эмбрионов из одного, а затем прикрепить их друг к другу. Более того, способ, с помощью которого два эмбриона возникают из одного, не имеет ничего общего с грубым механическим делением эмбриона. На самом деле это нечто гораздо более изящное и занимательное. Действительно, хотя мы воспринимаем сросшихся близнецов как самую причудливую из всех форм, которые может принимать человеческое тело (совсем еще недавно, всего-то в 1996 году, 'Таймс', описывая одну пару сросшихся близнецов, назвала ее 'метафизическим оскорблением'), они показывают нам приемы, с помощью которых наш организм получает инструкции, находясь внутри матки.[23]

Сформируйте меня

На седьмой день после зачатия человеческий эмбрион начинает зарываться.[24] Всего-навсего полый шар, состоящий из сотни или около того клеток, он способен внедриться в слизистую оболочку матки материнского чрева, которая размягчается и набухает за счет действия гормонов менструального цикла. Большая часть клеток полого шара занята проблемой закапывания, но есть и такие, которые ведут себя по-другому. Они начинают образовывать собственный шар, так что к девятому дню эмбрион становится похожим на одну из оригинальных китайских игрушек: вырезанные из слоновой кости шарики находятся один внутри другого – сфера внутри сферы внутри сферы и так далее... К тринадцатому дню он исчезает в выстилающем слое слизистой матки, и оставленная им рана обычно легко заживает. Эмбрион приступает к самоустройству.

Первая его задача – создать исходный материал для своих органов. Мы трехмерные существа: кожный чехол окружает слои костей и мышц, которые, в свой черед, служат опорой для лабиринта внутренней сантехники. Но перед эмбрионом встает проблема. Из той сложной структуры, которую он уже построил, лишь небольшая ее часть – крошечный комочек клеток внутренней сферы – действительно предназначена для продуцирования плода. Все остальное послужит только для создания вспомогательного оборудования: плаценты, пупочного канатика и других подобных атрибутов. А для того чтобы из этого конгломерата клеток получился плод, зародыш должен реорганизовать себя.

Процесс, с помощью которого это делается, называется гаструляцией. Примерно на тринадцатый день после зачатия комочек клеток превращается в диск с полостями над (будущая амниотическая полость) и под ним (будущий желточный мешок). Примерно на середине диаметра этого диска появляется желобок, так называемая 'первичная полоска'. Клетки начинают мигрировать в сторону этой полоски и погружаются в нее. Первые из клеток, которые проходят этот путь, образуют выстилку вокруг желточного мешка. Новые клетки, проникающие в полоску, образуют над первым другой слой. В результате эмбрион приобретает три слоя вместо одного и становится гаструлой.

Три слоя гаструлы – это предвестники наших органов. Верхний слой, эктодерма, станет наружными слоями кожи и большей частью нервной системы; ниже расположена мезодерма – будущие мышцы и кости; вокруг желтка находится эндодерма – исходный материал для кишок, поджелудочной железы, селезенки и печени. (Термины происходят от греческих слов ecto-, meso- и endo- – внешняя, средняя и внутренняя; и -derm – соответственно кожа.)

Это разграничение выглядит довольно четким, однако в действительности многие части нашего тела – зубы, молочные железы, руки, ноги, половые органы – представляют собой сложную комбинацию из эктодермы и мезодермы. Но еще важнее материала, из которого в дальнейшем строятся органы, является то, что эмбрион в это время также приобретает геометрическую структуру, которая сохранится на всю оставшуюся жизнь. Через две недели после встречи яйцеклетки и сперматозоида у зародыша появляются голова и хвост, перед и зад, левая и правая стороны. Вопрос состоит в том, откуда они берутся.

Весной 1920 года в немецкий университетский город Фрейбург приехала Хильда Прешельдт. Ей предстояло приступить к работе с Гансом Шпеманом, одной из наиболее значительных фигур в новой, в основном немецкой, науке – Entwicklungsmechanik, механике развития. Стекловидные зародыши морских ежей делились пополам; гидры с зелеными щупальцами теряли головы с тем, чтобы отрастить их вновь; лягушки и тритоны существовали лишь для того, чтобы отложить икру, предназначавшуюся для сложных экспериментов по трансплантации. Шпеман был главой этого научного направления, и Прешельдт предстояло делать в его лаборатории кандидатскую диссертацию. Поначалу она с трудом пыталась понять, чего от нее хотят. Эксперименты, которые предложил ей Шпеман, казались технически невыполнимыми, и, оценивая их в ретроспективе, следует признать, что таковыми они и были. Но Хильда была способной, настойчивой и знающей сотрудницей. Весной 1921 года Шпеман предложил ей новое направление в работе. Его результаты должны были дать первые представления о том, как происходит упорядочивание эмбриона.

Тогда, как и сейчас, скрытая цель большинства исследований в области биологии развития состояла в том, чтобы понять, как строят себя человеческие эмбрионы, или, если это не удавалось, выяснить, что происходит с эмбрионами других млекопитающих. Но с эмбрионами млекопитающих трудно работать. Их нелегко найти и трудно сохранить живыми вне матки. Иначе обстоит дело с эмбрионами тритонов. Тритоны в изобилии откладывают мельчайшие яйцеклетки, которые, при определенной практике, поддаются хирургическим манипуляциям. Можно было даже пересаживать кусочки тканей от одного эмбриона к