«Знаете, Конклин, – сказал он громко, чтобы и другие аспиранты и студенты в лаборатории его услышали, – этот университет иногда присуждает докторские степени за подсчет слов, так что, мне кажется, он может дать одну и за подсчет клеток».
Присутствующие покатились со смеху. «Я почувствовал себя полным ничтожеством», – вспоминал Конклин.
Следующим летом молодой человек вернулся в Вудс-Хол и продолжил собирать морских блюдечек. Однажды к его лабораторному столу подошел профессор Эдмунд Бичер Уилсон и сказал, что проводит аналогичное исследование – но на личинках пиявок. Конклин и Уилсон сели рядом и сравнили свои рисунки. Они были потрясены тем, насколько похожими оказались эмбрионы, начиная с самых ранних стадий развития. Уилсон стал наставником молодого коллеги, познакомил его с другими учеными и помог с публикациями в научных журналах. Конклин продолжил создавать подробнейшие изображения эмбрионов других видов, прослеживая линии клеток дальше, чем удавалось сделать кому-либо до него.
Обнаружив эти клеточные линии, молодой ученый нашел новый способ решить многовековой спор о том, как одна яйцеклетка превращается в целый организм. Он мог наблюдать деление клеток, когда те создавали ткани и органы. Он видел, как поколения клеток постепенно расходятся по своим путям, давая начало мышцам, нервам или другим тканям. Иногда судьба клеток была предопределена с самого начала, но в иных случаях казалось, что клетки сохраняли способность принимать в итоге разные формы.
Благодаря Конклину составление клеточных родословных стало важнейшей частью эмбриологии[768]. Последующие поколения исследователей изучали эти родословные, чтобы понять,
Хотя в то время генетика процветала, эмбриологи вовсе не думали, что она поможет разгадать эти тайны. Они опасались, что генетики, которые еще даже не выяснили, из чего сделаны гены, высокомерно сочтут, что им под силу решить проблемы, поставленные еще Аристотелем. Заклятый враг Конклина крабовешатель Росс Гаррисон, выступая перед эмбриологами, предупреждал, что «страсть генетиков к перемене мест начинает подталкивать их в нашу сторону»[769]. Гаррисон полагал, что это, как он его называл, «угрожающее вторжение» приведет только к неразберихе. Считалось, что упрощенные объяснения с помощью генов и их мутаций бессмысленны для величественного процесса развития. Гаррисон говорил, что генетики могут заняться поиском мутаций, меняющих цвет глаз. Он же с коллегами предпочитает играть по-крупному: выяснять, как появляется сам глаз.
Гаррисон, несомненно, был прав – в 1937 г. генетики знали еще слишком мало, чтобы помочь разобраться с эмбрионами. Но, пока он готовился к обороне, один британский эмбриолог уже задумался, как бы запустить противника внутрь крепости. Конрад Уоддингтон проводил свои эксперименты в Кембриджском университете[770]. Он перемещал кусочки разных тканей вокруг куриного эмбриона, чтобы посмотреть, нарушится ли его развитие. Но при этом он был по-философски беспристрастен. Ему удавалось абстрагироваться от мелких деталей эктодермы и энтодермы и отвлеченно размышлять, как гены могут направлять развитие.
Уоддингтон предполагал, что каждая клетка эмбриона работает как маленькая фабрика. Она использует свои гены, чтобы синтезировать много белков, часть из которых может распространяться по другим клеткам[771]. В разных клетках синтезируются разные белки, обеспечивая многокомпонентную химическую смесь, которая будет различаться в разных участках эмбриона. Та конкретная смесь, что окружает клетку, может заставить ее в процессе развития принять новый облик.
Кембриджский исследователь разделял нежную любовь Вейсмана к рисункам. Чтобы проиллюстрировать развитие эмбриона, Уоддингтон нарисовал склон холма, прорезанный развилистыми канавками. Он представлял себе развитие клеток как движение шарика по этому ландшафту. Рельеф поверхности может привести к тому, что шарик скатится в ту или иную канавку – тогда образуется клетка определенного типа. У Уоддингтона был друг-художник, который изобразил этот пейзаж на двух рисунках: один показывал вид сверху, а другой – как бы изнутри снизу. Поверхность изнутри была закреплена с помощью системы проволочек, натянутых таким образом, чтобы создавать канавки, ведущие клетки к их конечному облику.
Уоддингтону нравилось называть эту странную местность эпигенетическим ландшафтом, используя старомодный язык Гарвея и Аристотеля. В своем учебнике 1956 г. исследователь объяснял: он пользуется этим термином, «чтобы показать, что развитие осуществляется в результате целого ряда взаимодействий между различными частями».
Ученый легко признавал, что его эпигенетический ландшафт – всего лишь идея, помогающая определенным образом направлять мысли. Он писал: «Хотя эпигенетический ландшафт может дать лишь очень приблизительную схему развития эмбриона и его не следует воспринимать строго научно, он имеет определенные достоинства для тех, кому, как и мне, удобно иметь некоторый мысленный, пусть и расплывчатый, образ того, о чем они пытаются думать»[772].
Иллюстрации, которые делали Вейсман, Конклин и Уоддингтон, были сродни видениям из будущего[773]. Эти ученые уловили некоторые общие принципы нашего развития, но им не хватило конкретики. Все трое биологов допустили ошибки – простительные, впрочем. Вейсман, как оказалось, был неправ в своем утверждении, что наследственные свойства разделяются между дочерними клетками. ДНК, которая несет генетическую информацию, копируется полностью каждый раз, когда клетка делится. Клетка потовой железы от клетки вкусового сосочка языка отличается тем, какие гены в ней активны, а какие молчат. И такие различия могут передаваться от материнских клеток дочерним.
Это – наследование, но не каких-то определенных мутаций, а настройки генетической сети в клетке. И первое знакомство с тем, как эта сеть настраивается, произошло благодаря женщине, чья основная работа заключалась в подготовке к концу света.
В 1950-х гг. мир освещали вспышки от взрывов водородных бомб, испытания шли одно за другим. Казалось, не за горами ядерная война. Кинопромышленность конденсировала эту тревогу и проецировала ее на экраны кинотеатров. В «Годзилле» монстр, проснувшийся под влиянием радиации, разрушал Токио. Гигантские муравьи из фильма «Они!»[774] убивали людей муравьиной же кислотой. Создатели ленты «День, когда загорелась Земля» предлагали вообразить, что будет, если атомные бомбы столкнут Землю с ее орбиты вокруг Солнца.
Для ядерных кошмаров характерны не только превращение всего в пепел, но и ужасающие изменения в наследственной информации. Люди, не испарившиеся и оставшиеся живыми при взрыве, получают радиационные поражения. Радиация способна повреждать клетки глубоко внутри тела, вызывая лучевую болезнь и рак. Попадание альфа-частиц в яйцеклетку или сперматозоид приводит к изменению ДНК внутри них; именно так разрушительные последствия ядерного взрыва распространяются на следующие поколения. Выжившие могут передать своим потомкам полученные мутации вместе с вызываемыми ими болезнями.
Британское правительство решило, что стране нужны лаборатория по изучению радиационных повреждений и такие ученые, как Мэри Лайон[775]. 36-летняя Мэри, генетик по профессии, была невозмутимой и сосредоточенной. В 1955 г. ее приняли на работу в Радиобиологический центр Совета медицинских исследований Великобритании.
В то время женщине редко удавалось занять подобную должность. Лайон изучала зоологию в Кембриджском университете, но смогла получить только номинальную степень[776], хотя работала так же усердно, как и ее коллеги-мужчины. Тем не менее она произвела столь сильное впечатление на своих руководителей, что они помогли ей получить место в аспирантуре у генетика Рональда Фишера, который в 1920-х гг. соединил идеи о наследственности Менделя и Гальтона, создав новое направление.
Фишер оказался вспыльчивым и крикливым, он регулярно выгонял аспирантов из своей лаборатории. Однако Мэри заслужила его уважение, и он поручил ей работать с мутантными мышами, которых изучал сам. Лайон провела изящные эксперименты, чтобы показать, что одна мутация может влиять на различные признаки, скажем, вызывая одновременно пятнистость шерсти и нарушение поддержания равновесия[777]. Но все же Мэри пришла к выводу, что лаборатория Фишера наполнена злобой и эта нездоровая атмосфера опасна для ее научного роста. Лайон была воодушевлена идеями Конрада Уоддингтона об эпигенетике и отправилась заканчивать работу над своей диссертацией в Эдинбургский университет, где он возглавлял биологический факультет.
Работая в Эдинбурге, Мэри успешно развивалась в научном направлении. Она продолжила там свои исследования и после защиты диссертации. Уоддингтон обеспечивал своих сотрудников новейшими методиками и обсуждал с ними свежие идеи, касающиеся наследственности и развития. Несмотря на задумчивость и скромность, Лайон приобрела в Эдинбурге репутацию человека, который видит научные проблемы насквозь. Она могла вежливо возразить даже мужчинам более старшего возраста, если считала их рассуждения ошибочными. Появившиеся у Мэри в Эдинбурге друзья привыкли, что она надолго замолкала, конструируя фразу, которую собиралась сказать в продолжение разговора. Хотя она стала успешным ученым, ее родители все еще не могли понять, зачем женщине тратить свое время на возню с какими-то странными мышами.
Позднее она вспоминала в одном интервью: «Однажды они решили выдать меня замуж»[778].