Für Haeckel*

Пару лет назад мне пришлось уча­ствовать в дискуссии, развер­нувшейся в «Википедии» вокруг статьи «Биогенетический закон» [1]. В ходе этой дискуссии всплыла та­кая вот цитата из творений креацио­ниста Александра Хоменкова: «Теория эмбриональной рекапитуляции» Геккеля стала… с фантастической ско­ростью распространяться по всему миру, стимулируя при этом распро­странение абортов. Ведь если челове­ческий зародыш еще не человек в соб­ственном смысле этого слова, а некое неведомое существо с чем-то вроде рыбьих жабр и собачьего хвоста, ко­торый Геккель также смог «увидеть» на своих препаратах, то его не жал­ко и убить.

Я тогда утверждал, что эта цитата искажает мнение ученых и припи­сывает им какие-то дикие воззрения. И вдруг в газете «Троицкий вариант» №111 я увидел статью Льва Клейна «О правах эмбрионов». В целом статья, на мой взгляд, очень разумная. По крайней мере, ее последняя часть. Но в этой статье автор пишет: В этом пла­не наиболее основательным является основной биогенетический закон рекапитуляции…: каждый животный орга­низм (и человек) в своем индивидуаль­ном развитии (онтогенезе) повторя­ет фазы пройденного в прошлом ви­дового и родового развития (филоге­неза) — в частности видового разви­тия человечества. И действительно, наблюдая за стадиями развития эм­бриона, эмбриологи отмечают снача­ла фазы, в которых зародыш по обли­ку неотличим от зародышей пресмы­кающихся, потом рыб и птиц… (вы­делено мною. — С. Г.)

Почему зародыш человека проходит стадии развития сначала пресмыка­ющихся, а потом рыб и птиц? У меня объяснение только одно — так «шла эволюция» в Ветхом завете, и Лев Самуилович на подсознательном уров­не этот вариант запомнил:

И сказал Бог: да произведет вода пресмыкающихся, душу живую; и пти­цы да полетят над землею, по твер­ди небесной.

И сотворил Бог рыб больших и вся­кую душу животных пресмыкающих­ся, которых произвела вода, по роду их, и всякую птицу пернатую по роду ее. И увидел Бог, что это хорошо.

Всё сходится — сначала пресмы­кающиеся, потом птицы и рыбы; ам­фибии же вовсе не упоминаются. Теперь уже не надеюсь, что читателям ТрВ-Наука не надо напоминать, как на самом деле шла эволюция позвоночных. Сначала появились рыбы, от кистеперых рыб произошли амфибии, от примитивных амфибий – рептилии, а от примитивных рептилий – млеко­питающие. Птицы же вообще в чис­ло предков млекопитающих не вхо­дят — они произошли от динозавров заметно позже, чем появились пер­вые млекопитающие!

В цитированном фрагменте есть и другие неточности (почему филоге­нез — это видовое и родовое разви­тие? Как человеческий зародыш по­вторяет видовое развитие человека?), но речь не о них.

Такая интерпретация взглядов био­логов не могла не привлечь внима­ния. И в следующем, 112-м номере ТрВ-Наука появилась статья Михаи­ла Гельфанда «Песочные часы в био­логии развития». Автор так аттестует биогенетический закон и Геккеля: К сожалению, этот закон не просто неверен, но и является одним из тем­ных пятен в истории эволюционного учения; неспроста его так любят упо­минать креационисты. Геккель, иску­сный рисовальщик, изображал в своих книгах не то, что он видел, а то, что он хотел увидеть, исходя из идеи про­гресса органического мира.

Далее «плохому» биогенетическо­му закону Геккеля противопоставля­ется «хороший» закон зародышево­го сходства Бэра: Эта стадия назы­вается филотипической, поскольку в это время появляются признаки, ха­рактерные для типа «позвоночные», и она вовсе не самая ранняя. В эмбри­ологии это явление получило назва­ние «модели песочных часов» — ши­роких по краям и узких в середине. Но, как показывает история Геккеля, мор­фологическое сходство — вещь обман­чивая, его трудно строго определить. Зато современные методы молекуляр­ной биологии… (выделения мои. — С. Г).

Час от часу не легче! С системати­кой тут тоже не всё в порядке — все-таки зоологи выделяют тип хордо­вые, а позвоночные — это подтип. Но главное — весьма далека от реально­сти точка зрения Михаила Гельфан­да на роль биогенетического закона в развитии эволюционного учения и на роль Геккеля как «фальсификатора».

В формулировке Геккеля биогене­тический закон, конечно, неверен (не­даром многие современные эмбриологи высказываются о нем доста­точно резко: см. дискуссию на сай­те ТрВ-Наука [2] — я же сам и встав­лял приведенные там цитаты в «Википедию»!). Однако лежащий в осно­ве «закона Геккеля» принцип рекапитуляции — повторение признаков предков в эмбриональном развитии потомков — абсолютно правилен и никем не опровергнут. Никем вроде бы не отрицается и реальность эво­люции онтогенеза путем надставки стадий. А в этом случае биогенетиче­ский закон не может не выполняться. Каждое лето рыбы «на глазах у изу­мленной публики» выходят на сушу и превращаются в наземных позво­ночных: ведь по всем своим главным признакам головастик — это настоя­щая рыба! Нет ни малейшего сомне­ния, что ход онтогенеза тут во многом повторяет ход филогенеза.

Сам Геккель понимал ограниченную применимость своего закона и делал множество оговорок. Например, он сформулировал понятие ценогене-зов (эмбриональных приспособле­ний), «затемняющих» рекапитуляции. Академик Алексей Северцов поставил биогенетический закон «с головы на ноги», осознав, что изменения онтоге­неза первичны по отношению к ходу филогенеза (см. обзор проблемы со­отношения онто- и филогенеза [3]). Он же четко сформулировал возмож­ность изменения онтогенеза на лю­бой стадии развития — в том числе и на начальной. Но, кажется, Северцо-ву и в голову не приходило считать биогенетический закон «темным пят­ном» в истории эволюционизма. Это всё равно, что считать гелиоцентри­ческую систему Коперника «темным пятном в истории астрономии» из-за того, что орбиты планет в ней круго­вые, а не эллиптические…

Особо надо сказать про «фаль­сифицированные» рисунки Геккеля. Во-первых, биогенетический закон не имеет к ним прямого отношения. До Геккеля этот закон (в виде более частного наблюдения) сформулиро­вал Фриц Мюллер, которого никто в фальсификациях не обвинял. Геккеля же уже при жизни обвиняли многие — уж больно он был на виду и больно много было у него врагов и конкурен­тов. Однако обвинения часто были явно неосновательны. Геккель спра­ведливо указывал, что его рисунки не «сфальсифицированы», а просто схе­матизированы. Это вполне допустимо в научно-популярной книге (каковой и была его «Антропогения»). От изда­ния к изданию Геккель старался улуч­шать рисунки, приближая их к реаль­ности (приводят обычно самые схема­тичные рисунки из первого издания).

Повторялись эти обвинения и много лет спустя, в том числе в авторитетных изданиях (см., например, [4]). Но един­ственный случай, где фальсификация вроде бы была доказана — на одном из чужих рисунков зародыша ехидны Геккель удалил конечности, чтобы его можно было сравнить с более ранни­ми стадиями зародышей других мле­копитающих. Гора родила мышь! За­метим, что и в конце ХХ века ученые, пытающиеся доказать недобросовест­ность Геккеля, сами использовали не вполне добросовестные приемы (см., например, [5]).

В общем, критиковать биогенети­ческий закон (и тех, кто принимает его за чистую монету), конечно, сле­дует. Но, как говорил Коровьев, «это поак­куратнее надо делать». Я представляю, как бу­дут аплодировать креационисты очередным «разоблачениям» Геккеля: «Вот видите, вид­ные ученые-биологи сами признали, что его рисунки, воспроизво­димые во всех учебни­ках, — обман! Запретим обманывать наших де­тей!» И как будут брыз­гать слюной «православ­ные активисты»: «Мы же говорили, что эти био­логи считают зародыш человека рыбой, а рыбу и убить не жалко!»

По-моему, не стоило бы «лить воду на мель­ницу врага». Избежать этого довольно легко.

Когда пишешь про малознакомую тебе тему, надо просто проконсуль­тироваться с коллегами или хотя бы заглянуть в источники — для начала хоть в «Википедию»…

Не стоило бы так пренебрежительно отзываться и о морфологии, противо­поставляя ее «объективной» геномике. Во-первых, есть совершенно объектив­ные методы определения морфологи­ческого сходства — например, метод геометрической морфометрии [6]. Во-вторых, не надо забывать, что в целом подтверждение построенной по мор­фологическим признакам родослов­ной животных и растений независи­мыми методами геномики настолько полное, что его заслуженно считают одним из главных доказательств эво­люции [7]. И, в-третьих, методам био­информатики тоже еще далеко до на­стоящей объективности. Чтобы в этом убедиться, достаточно сравнить резуль­таты, получаемые с их помощью раз­ными авторами. Например, большин­ство ученых считают архей одной из древнейших групп организмов; а вот Томас Кавалье-Смит — один из веду­щих макросистематиков — считает, что они возникли одновременно с эукариотами всего 0,9 млрд лет назад [8]. Он тоже обосновывает свою точку зрения сравнениями генов, и статьи его печатают в нормальных рецензи­руемых журналах. До объективности и консенсуса тут еще далеко.

Вызывает вопросы и «объектив­ность» второй из цитируемых Миха­илом Гельфандом статей в Nature. Не знаю, как авторы определяли «древ­ность» генов, — допустим, корректно. Однако в статье приводятся четыре рисунка — профили транскриптомов для четырех разных животных (рыб­ки данио, дрозофилы, комара и нема­тоды). Невооруженным глазом вид­но, что между ними нет ничего об­щего (кроме снижения доли экспрес­сии «новых» генов у старых особей). И единственный профиль, где на «филотипической» стадии новые гены экспрессируются слабее, а в целом их экспрессия носит явно выражен­ный бимодальный характер, — про­филь для рыбки. У комара — моно­тонное нарастание изучаемого ин­декса до взрослой стадии, у немато­ды — минимумы на стадии зиготы и личинки, у дрозофилы минимумы на стадии зиготы и зародышевой поло­ски. При этом от значений индекса для «филотипической» стадии едва отли­чается у рыбки значение для взросло­го самца, а у дрозофилы — для взрос­лой самки. И авторы ничтоже сумняшеся пишут, что все эти тренды оди­наковые! Куда там Геккелю с его не­дорисованными ножками эмбрио­на… В современной статье в Nature гораздо более вольная и субъектив­ная трактовка, чем у Геккеля.

Консенсуса в том, что такое «филотипическая стадия» с точки зрения молекулярной биологии, среди молекулярных биологов нет. К тому же представление о стадии удлинения зародышевой полоски как «филотипической» у насекомых, на которое опираются авторы статьи в Nature, слабо обосновано. Вероят­но, основываясь на этом представ­лении, Михаил Гельфанд утверждает, что именно на средних стадиях раз­вития закладываются основы плана строения тела и у позвоночных, и у насекомых. На самом же деле план строения тела насекомых заклады­вается в ходе развития яйца и дета­лизируется на стадии синцитиальной бластодермы — очень ранней, когда нет еще даже разделения цитоплаз­мы зиготы на отдельные клетки (см., например [9]).

А когда дело доходит до нема­тод — авторы статьи в Nature вооб­ще «забывают» о филотипической стадии. И немудрено: пожалуй, наи­более сходная стадия эмбриональ­ного развития у всех нематод — это стадия «боба» — ранняя гаструла, око­ло 30 клеток (хотя и личинки неродственных нематод довольно похожи). У таких «песочных часов» окажет­ся слишком коротенькая верхняя во­ронка. А по данным еще одного геномного исследования, молекуляр­ная «филотипическая стадия» нема­тод рода Caenorhabditis — это стадия поздней гаструлы [10])…

Нужно заметить, что ранние стадии развития внутри многих групп живот­ных разительно различаются у видов с разным количеством желтка в яйце. А само количество желтка сильно за­висит от экологических условий и, как можно предполагать, определяется очень небольшим числом генов. Если это действительно так, то «песочные часы» на молекулярном уровне вряд ли окажутся характерной чертой жи­вотных [11].

Получить данные по экспрессии большого числа генов в ходе эмбри­онального развития, конечно, важно. Но, может быть, не менее важно эти данные все-таки осмыслить и как-то связать с другими данными — о мор­фологии, физиологии и экологии ви­дов? С этим, как мне кажется, во мно­гих работах по биоинформатике не всё гладко.

Автор благодарит В. В. Алешина за обсуждение рукописи и ценные замечания

* Für Darwin — сокращенное название книги Фрица Мюллера, одного из создателей «основного биогенетического закона» Дарвина — Мюллера — Геккеля.