В сущности, хранилище «конца света» можно уподобить коллекции эталонов растений — это что-то вроде Парижской палаты мер и весов, в которой хранятся эталон метра и килограмма. Наши внуки и правнуки смогут использовать собранные там семена для выращивания настоящих, вкусных овощей и фруктов. Может быть, вернется и бунинская антоновка.
Для этих семян не наступит конец света, потому что хранилище вырублено в скале на высоте 130 метров над уровнем моря и возможное таяние ледников Гренландии и Антарктиды его не затронет — так высоко уровень моря не поднимется, даже при самом неблагоприятном сценарии. Далее, скала над хранилищем защитит его от ядерного взрыва, падения метеорита или геологических катаклизмов. Впрочем, бомбить Шпицберген вряд ли будут — это холодный, малонаселенный архипелаг, не представляющий стратегического интереса. Архипелаг находится всего в тысяче километров от Северного полюса, и, хотя температура внутри хранилища поддерживается на уровне минус 18 градусов Цельсия с помощью холодильных установок, при выходе их из строя температура все равно будет около минус 4 градусов Цельсия. Под горой находится слой вечной мерзлоты глубиной 200 метров.
В этих условиях семена могут храниться практически вечно — ведь еще не так давно удалось прорастить семена пшеницы из гробниц фараонов, оставленные там три тысячи лет назад в условиях жаркого египетского климата.
Хочется добавить, что история знает героический пример сохранения семян культурных и диких растений в нечеловеческих условиях. Такой подвиг совершили сотрудники Всесоюзного института растениеводства (ВИР), в котором хранилось несколько тонн (!) семян пшеницы, фасоли, ржи и многих других культур, более 300 тысяч образцов. Эти семена собрал великий генетик академик Николай Вавилов во время заграничных экспедиций по поиску центров происхождения культурных растений. И ни одно из семян не было тронуто ботаниками этого института, умиравшими от голода во время ленинградской блокады 1941–1944 годов. В первую же зиму умерло 14 сотрудников ВИР, а за все 900 дней блокады — около 30 человек.
Сам организатор института Николай Вавилов умер в 1943 году и тоже от голода, но не в Ленинграде, а в Саратовской тюрьме, в которой сидел «за контрреволюционную деятельность».
5. Генетика, эволюция и клонирование
В этой главе я расскажу о необычных видах живого, которые стали необычными благодаря вмешательству человека в дела Природы (или, если угодно, дела Господни). Вмешательство происходило по-разному. Человек производил изменения в наследственной молекуле ДНК либо специально, в научных или корыстных целях, либо непреднамеренно, как в случае чернобыльской катастрофы или кораблекрушения около атолла Пальмира. Заодно я расскажу и о животных, совершающих иногда странные, с точки зрения их обычного поведения, поступки, — например, об акуле, которая вдруг начала размножаться без участия самца. Некоторые удивительные аспекты эволюции живого также не пройдут мимо нашего внимания. Все это теснейшим образом связано с генетикой, поэтому напомню читателю, как и когда человечество разобралось в основах наследственности. Вот краткая генетическая хроника.
1. Основатель современной генетики — австрийский монах Грегор Мендель, который впервые доказал, что существует единица наследственности (сейчас ее называют «ген») и что новый организм получает от каждого родителя по одному гену, определяющему тот или иной признак. Это произошло в 1865 году. Далее развитие генетики шло следующим образом.
2. Иоганн Мишер в 1869 году выделил из клеточных ядер (нуклеусов) дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК).
3. В 1922–1925 годах Фибус Левин выяснил, что ДНК состоит из сахара дезоксирибозы (отсюда и название), фосфатной группы и четырех азотистых оснований — тимина, гуанина, цитозина и аденина (Т, Г, Ц, А).
4. В 1948 году Эрвин Чаргафф определил, что в молекуле ДНК количество Т равно количеству А, а количество Г равно количеству Ц.
5. В 1951 году Лайнус Полинг показал, что длинные молекулы могут закручиваться в спирали, а Морис Уилкинс и Розалинда Франклин выяснили, что именно такую структуру имеет ДНК.
6. Алфред Херши и Марта Чейз в 1952 году доказывают, что наследственная информация передается не белками, а именно молекулами ДНК. Остался один шаг — его сделали в 1953 году.
7. Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон, которые сумели построить трехмерную модель ДНК и сразу же поняли, как происходит копирование этой молекулы при делении клетки. Двойная спираль ДНК раскручивается в две линейные молекулы, к которым «прилипают» основания Т, Г, Ц и А, плавающие в жидкой среде клетки. Крик, Уотсон и Уилкинс получили Нобелевскую премию, а Розалинда Франклин к тому времени умерла от рака и премии не получила — Нобелевские премии не даются посмертно.
8. 1958 год. Центральная догма молекулярной биологии: один ген в молекуле ДНК (некая последовательность пар Т — А и Г — Ц) кодирует (определяет состав) одного белка, определяющего одну химическую реакцию в клетке. Эти реакции и есть жизнь.
9. 1961 год. Расшифрован генетический код (как именно Т, А, Г и Ц кодируют белки).
10. 2000 год. Определена полная последовательность оснований Т, Г, Ц и А в ДНК человека — геном человека. Оказалось, что ДНК человека содержит 30–50 тысяч генов.
Ускоренная селекцияИтак, человек уже давно видоизменяет животных с помощью селекции, а теперь и генной инженерии. Если селекция никаких протестов у общественности не вызывает, то генная инженерия подверглась яростной атаке «зеленых» и даже некоторых граждан, облеченных кое-какими учеными степенями. Сейчас методами генной инженерии выведены сотни новых штаммов полезных микроорганизмов, десятки сортов высокоурожайных растений. Достаточно крупных животных генные инженеры пока еще не получали, но это дело ближайшего будущего. Поэтому скажем несколько слов о самой генной инженерии.
Селекцию люди проводят уже тысячи лет, отбирая более вкусные и полезные вершки и корешки, а также более тучных коров и наиболее вкусных овечек. Стихийные селекционеры научились скрещивать растения или животных, отбирая в каждом последующем поколении особей с наиболее выгодными свойствами. Так были получены холмогорская порода молочного скота, бойцовые собаки бультерьеры и пшеница с урожайностью 100 центнеров с гектара.
В XX веке у селекции появилась научная основа — генетика. Выяснилось, что любое свойство организма определяется кусочком длинной наследственной молекулы ДНК. Этот участок, называющийся геном, определяет всхожесть семян, жирность коровьего молока и во многом даже несносный характер поэта Лермонтова. Естественным образом возникла идея, что если гены одного существа как-то вставить в ДНК другого, то можно быстро «привить» ему нужные свойства, как Мичурин прививал китайку к антоновке.
К концу XX века это научились делать почти в автоматическом режиме. Так возникли трансгенные (то есть с перенесенными генами), или генно-модифицированные, растения и животные. И если раньше для выведения нового сорта, скажем, урожайного крыжовника селекционеру требовалось отобрать растения с самыми крупными плодами, высадить их, через год снова отобрать самые урожайные, потом сделать то же самое еще через год и еще через год — и только лет через 20 получить киви (а это и есть селекционно улучшенный азиатский крыжовник), то теперь специалист вставляет в ДНК крыжовника ген плодовитости из какого-нибудь другого растения и через год получает искомый сорт.
Поэтому генная инженерия, или генная модификация, — это всего лишь ускоренная селекция. Современному сельскому хозяйству требуются сорта растений и животных далеко не только с высокой урожайностью или плодовитостью, но и с массой других свойств. Например, какой бы урожайной исходно ни была картошка, что толку, если ее все равно сожрет колорадский жук? Поэтому успешное генно-инженерное выведение картошки, несъедобной для жука, — огромное достижение: в России чуть ли не треть урожая картофеля съедает не россиянин, а вредное насекомое.
На самом деле мы используем результаты генной инженерии уже довольно давно. Еще сорок лет назад появился искусственный генно-инженерный инсулин, к сегодняшнему дню спасший много сотен тысяч жизней больных диабетом. Столько же лет биотехнологи производят новые антибиотики, гормональные средства и другие лекарства, а также прочие необходимые нам вещества. Так что современная генная инженерия просто расширила область этого производства от веществ до существ.
Более того, все читающие эти строки в известном смысле представляют собой генно-модифицированные организмы, потому что получили половину своих генов от папы, а половину — от мамы. В результате иногда получаются неудачные и даже опасные особи — например, Гитлер или Чикатило. Но не перестанет же человечество из-за этого заниматься — как правило, по ночам, — «генной модификацией»?
