Читать онлайн «Библиотека XXI века (сборник)». Страница 51

Но раз так, раз бактерии настолько универсальны, почему бы не использовать их для совершенно новых целей? При объективном взгляде на вещи ясно, что написать пару слов по-английски куда проще, чем разработать несчетные тактики защиты от несчетных отрав и ядов. Ведь за этими ядами стоит громада современной науки, библиотеки, лаборатории, мудрецы со своими компьютерами – и вся эта мощь пасует перед невидимыми «растеньицами»! Итак, дело лишь в том, как принудить бактерии к изучению английского языка, как сделать овладение речью обязательным условием выживания. Следует поставить их в ситуацию с двумя, и только двумя, выходами: либо учитесь писать, либо погибайте.

Р. Гулливер утверждает, что в принципе можно научить золотистый стафилококк или кишечную палочку (Escherichia coli) обычному письму, но этот путь неслыханно кропотлив и связан со множеством трудностей. Гораздо проще научить бактерии азбуке Морзе, состоящей из точек и тире, тем более что точки они уже ставят. Каждая колония – не что иное, как точка. Четыре точки, соприкасающиеся на одной оси, образуют тире. Что может быть проще?

Таковы были посылки и побуждения Р. Гулливера – с виду достаточно безумные, чтобы любой специалист, дочитав до этого места, зашвырнул его книжку в угол. Но мы-то с вами не специалисты и можем опять склониться над текстом. Р. Гулливер сперва решил обусловить выживание появлением на агаре коротких черточек. Вся трудность в том (говорит он во II главе), что не может быть речи о каком-либо обучении бактерий в том смысле слова, который применим к людям или даже к животным, способным вырабатывать условные рефлексы. У обучаемого нет нервной системы, нет конечностей, глаз, ушей, осязания – нет ничего, кроме поразительной скорости химических превращений. Они – его жизненный процесс, вот и все. Значит, именно этот процесс и надо заставить изучать каллиграфию – процесс, а не бактерии, ведь речь идет не об особах и даже не об особях: обучать нужно сам генетический код; за него-то и следует взяться, а вовсе не за отдельные организмы!

Бактерии не способны к разумному поведению, но благодаря коду, своему кормчему, могут приспосабливаться к ситуациям, с которыми сталкиваются впервые в своей миллионнолетней истории. Так что надо создать условия, в которых единственно возможной тактикой будет знаковое письмо, и посмотреть, справится ли код с этой задачей. Вся тяжесть задачи ложится на экспериментатора: он должен создать невиданные до сих пор в эволюции условия бактерийного существования!

Следующие главы «Эрунтики» с описанием экспериментов невероятно скучны – педантичны, растянуты, заполнены фотограммами, таблицами, графиками, – и разобраться в них нелегко.

Эти двести шестьдесят страниц мы изложим вкратце. Начало было простым. На агаре имеется одинокая колония кишечной палочки (Е. coli), в четыре раза меньше буквы «о». За поведением этого серого пятнышка сверху следит оптическая головка, подключенная к компьютеру. Обычно колония разрастается по всем направлениям, в эксперименте же – только по одной оси; при отклонении от нее лазерный проектор ультрафиолетом убивает бактерии с «неправильным» поведением. Налицо ситуация, сходная с описанной выше, когда надпись на агаре появилась потому, что бактерии не могли развиваться на участках, смоченных антибиотиком. Вся разница в том, что теперь они могут жить лишь в пределах тире (тогда как раньше – лишь вне его). Автор повторил эксперимент 45 000 раз, используя две тысячи чашечек Петри и столько же датчиков, подключенных к компьютеру. Расходы были немалые, но времени потребовалось немного, ведь одно поколение бактерий живет каких-нибудь 10—12 минут. В двух чашечках (из двух тысяч) случилась мутация, приведшая к появлению нового штамма кишечной палочки (Е. coli orthogenes[59]), который мог развиваться только черточками; эта новая разновидность покрывала агар пунктиром: – – – – – – – —.

Развитие по одной оси, таким образом, стало наследуемым признаком бактерии-мутанта. Размножив этот штамм, Р. Гулливер получил еще одну тысячу чашечек с колониями, ставших полигоном для следующего этапа бактерийной орфографии. Получив штамм, размножавшийся попеременными точками и тире (.—.—.—.—.—), он достиг предела данной стадии обучения.

Бактерии вели себя в соответствии с навязанными им условиями, но, разумеется, воспроизводили не письмо, а лишь его внешние элементы, лишенные какого бы то ни было смысла. В главах IX, X и XI рассказывается, как автор сделал следующий шаг, вернее, заставил сделать его Е. coli.

Вот ход его рассуждений: следует поставить бактерии в такое положение, чтобы они вели себя неким специфическим образом и чтобы это поведение, на уровне их собственного существования чисто химическое, визуально оказалось знаками, о чем-то сигнализирующими.

В ходе четырех миллионов опытов Р. Гулливер размачивал, высушивал порошок, поджаривал, растворял, вымораживал, душил и истреблял посредством катализа миллиарды бактерий – пока наконец не получил штамм Е. coli, который на угрозу для жизни реагировал выстраиванием своих колоний в три точки: ... ... ...

Буква «s» (три точки означают «s» в азбуке Морзе) символизировала «стресс», или угрозу жизни. Понятно, бактерии по-прежнему ничего не соображали, но спастись могли, только выстраивая свои колонии по этому образцу; тогда и только тогда подключенный к компьютеру датчик устранял смертоносный фактор (например, введенный в агар сильнодействующий яд, ультрафиолетовое излучение и т.д.). Бактерии, которые не выстраивались в три точки, гибли все до единой; на агаровом поле боя – и школьных занятий – остались лишь те, что посредством мутаций овладели необходимыми химическими навыками. Бактерии ничего не понимали... но сигнализировали о своем состоянии – состоянии «смертельной опасности», и теперь три точки действительно стали знаком, обозначающим ситуацию.

Р. Гулливер понимал, что может вывести штамм, передающий сигналы «SOS», но счел этот этап совершенно излишним. Он пошел другим путем и научил бактерии различать сигналы по видам опасности. Так, например, свободный кислород, который для них смертоносен, штаммы Е. coli loquativa 67 и Е. coli philographica 213[60] могли устранить из своего окружения, только передавая сигнал: ... – – – («SO» – то есть «стресс, вызванный кислородом»).

Автор прибегает к эвфемизму, когда говорит, что получение штаммов, сигнализирующих о своих потребностях, оказалось «довольно-таки непростым делом». Выведение Е. coli numerativa[61], которая сообщала, какая концентрация водородных ионов (рН) для нее предпочтительна, потребовало двух лет, a Proteus calculans[62] начал выполнять простейшие арифметические действия еще после трех лет экспериментов. Он сумел сосчитать, что дважды два – четыре.

На следующей стадии Р. Гулливер расширил свою экспериментальную базу, обучив морзянке стрептококки и гонококки, но эти микробы оказались не слишком смышлеными. Тогда он вернулся к кишечной палочке. Штамм 201 выделялся своей мутационной адаптивностью; он передавал все более длинные сообщения, как информирующие, так и постулативные: другими словами, бактерии сообщали не только о том, что их беспокоит, но и о том, какие компоненты питания им хотелось бы получить. По-прежнему следуя правилу сохранять лишь наиболее эффективно мутирующие штаммы, через одиннадцать лет он вывел штамм E. coli eloquentissima[63], который первым начал откликаться сам по себе, а не только под угрозой уничтожения. Как вспоминает автор, прекраснейшим днем его жизни был день, когда Е. coli eloquentissima отреагировал на включение света в лаборатории словами «доброе утро» – составленными путем разрастания агаровых колоний в знаки морзянки...

Английской грамматикой в объеме «бейсик инглиш»[64] первым овладел Proteus orator mirabilis[65], тогда как E. coli eloquentissima даже в 21 000 поколении делал, увы, грамматические ошибки. С той минуты, как генный код усвоил правила грамматики, сигнализация морзянкой стала неотъемлемым проявлением его жизнедеятельности, и наконец микробы начали передавать развернутые сообщения. Поначалу они были не особенно интересны. Р. Гулливер хотел задавать бактериям наводящие вопросы, но двусторонняя связь оказалась невозможной. Причину фиаско он объясняет так: артикулируют не бактерии, но генетический код – ими, а код не наследует признаков, приобретаемых индивидуально. Код высказывается, но, передавая сообщения, сам никаких сообщений не в состоянии принять непосредственно. Это унаследованное поведение, закрепившееся в борьбе за существование; сообщения, которые передает генетический код, группируя колонии coli в виде знаков морзянки, правда, осмысленны, но вместе с тем без-разумны; для иллюстрации можно сослаться на хорошо известный способ реагирования бактерий: вырабатывая пенициллиназу, защищающую от воздействия пенициллина, они ведут себя осмысленно, но вместе с тем бессознательно. Так что разговорчивые штаммы Р. Гулливера не перестали быть «обычными бактериями», а заслугой экспериментатора было создание условий, наделивших красноречием наследственность штаммов-мутантов.