Текст книги "Почему сердце находится слева, а стрелки часов движутся вправо. Тайны асимметричности мира"

Дик Джеффрис смог соединить их в замечательную и удивительную теорию, которая, прямо сказать, все еще вызывает споры, хотя объясняет множество чрезвычайно сложных феноменов. Главная идея Джеффриса состоит в предположении глубокой и очень древней связи между ныне живущим полухордовым существом Cephalodiscus и хрупким ископаемым Cothurnocystis, принадлежащим к группе древних иглокожих, известной как cornutes (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Схема тела современных Cephalodiscus и давно вымерших Cothurnocystis

Но если Cephalodiscus симметричен, то Cothurnocystis асимметричен в самой высокой степени. На одном конце его тела рот и два шипа – это голова, хотя похоже, что животное передвигается хвостом вперед. Джеффрис долго пытался реконструировать, как двигался Cothurnocystis, и в итоге предположил, что он вытягивал свой жесткий, но мускулистый длинный хвост, ударяя им, словно кнутом, что позволяло ему зарыться в ил и удерживаться на месте, а затем вытащить себя из ила и переместиться.

Первоначально всего лишь элегантная догадка, основанная на изящной реконструкции хвоста, выполненной из картона и резиновой ленты, была основательно подкреплена, когда в 1995 году Вутер Зюдкамп обнаружил в одном из карьеров Германии замечательный кусок сланца. В камне возрастом 390 миллионов лет и площадью всего в треть квадратного метра сохранилось не менее четырех окаменевших митратов Rhenocystis, родственных Cothurnocystis. Два из них оставили ясные следы, видимые на камне, и следы эти подтверждали идею Джеффриса, что двигались эти животные задом наперед, как это показано на рис. 5.5[137]137
  Gee, H. (1996) op. cit., pp. 201–86; Jefferies, R. P. S. (1986) The Ancestry of the Vertebrates, London: British Museum (Natural History); Sutcliffe, O. E. et al. (2000) Lethaia 33: 1–12. См. веб-сайт.


[Закрыть].

Самое поразительное в Cothurnocystis – это асимметрия. Откуда она могла взяться, если эти существа развились из двусторонне-симметричных? Идея Джеффриса поражает своей простотой и одновременно совершенной эксцентричностью. Он называет этот процесс дексиотетизмом. Предположительно, предок Cothurnocystis просто свалился на правый бок и стал ползать по-другому. Иначе говоря, то, что изначально было левым и правым, стало дорсальным и вентральным, а прежние дорсальное и вентральное сделались левой и правой сторонами. Рис. 5.6 – объясняющая процесс схема, нарисованная самим Джеффрисом, а рис. 5.7 демонстрирует, как правое, левое, дорсальное и вентральное поменялись местами[138]138
  См. веб-сайт.


[Закрыть].

Рис. 5.5. Реконструкция способа передвижения животного Rhenocystis, родственного Cothurnocystis

Рис. 5.6. Процесс, который Джеффрис называет «дексотетизмом» и в ходе которого двусторонне-симметричный организм, предок Cephalodiscus, становится асимметричным организмом, таким как вымерший Cothurnocystis и современные иглокожие и хордовые, к числу которых принадлежат и позвоночные

Пребывание на правом боку должно было быть, мягко говоря, неудобным. Все отверстия тела с правой стороны открывались в ил, и лучше было бы держать их постоянно закрытыми. Так же и все щупальца с правой стороны оказывались погруженными в ил, и лучше было бы обойтись без них. Для любого ползающего, плавающего, бегающего или летающего организма асимметрия конечностей также вызывала бы проблемы, так как неизбежно заставляла бы его двигаться кругами. Поэтому за миллионы лет потомки Cothurnocystis утратили характерную «сапогообразную» форму и сделались стройнее, симметричнее и более гладкими. Или, по крайней мере, приобрели такой облик, потому что внешняя симметрия важна для выживания. Другое дело – внутренняя асимметрия, не столь практически важная для организма, сохранявшаяся в потомках Cothurnocystis. Двусторонняя внешняя симметрия поэтому наложилась на внутреннюю асимметрию. Мы сами – потомки организмов, подобных Cothurnocystis, и теория Джеффриса состоит в том, что в этих врожденных асимметриях и заключается причина того, что сердце у нас слева, печень справа и так далее[139]139
  Jefferies, R. P. S. (1991) op. cit., p. 116; Dawkins, R. (1997) Climbing Mount Improbable, London: Penguin Books, pp. 204–10. См. веб-сайт.


[Закрыть].

Теория Джеффриса объясняет существующее многообразие ископаемых и показывает, как одна форма тела может перейти в другую. Чего в ней недостает, так это убедительного объяснения, почему способность сваливаться на правый бок оказалась для Cothurnocystis преимуществом, а какое-то преимущество в этом должно было быть, поскольку сопутствующие неудобства довольно очевидны. Полагаю, нужно признать, что в настоящее время никто не может предложить хоть какое-то решение этой загадки. На самом деле, может показаться сомнительным, что живые организмы действительно способны столь радикально изменять план своего тела. К счастью, у нас есть очень хороший пример именно такого изменения, включающего в себя формирование левой и правой сторон заново, и это говорит о том, что нет никакой причины считать, что Джеффрис не может быть прав. И такое изменение происходит не у какого-то малоизвестного существа: очень многим доводилось встречаться с ним за обеденным столом. Это камбала, плоская, как подошва.

Рис. 5.7. Схема, показывающая, как согласно теории Джеффриса правое и левое становятся вентральным и дорсальным

Живые существа постоянно ищут новые экологические ниши – те, что были свободны, и те, в которых им легче жить. Для камбалы лежать на дне моря, маскируясь под песок, оказалось очень выгодно. Однако довести себя до совершенно плоского состояния не так легко, особенно если ты, как и большинство рыб, вытянут и строен. Можно медленно менять гены рыбы так, что она сожмется и станет очень плоской – именно это удалось проделать скатам. Но камбала пошла другим путем, применив, так сказать, «латеральный подход»: она просто легла на бок и опустилась на дно. Ей, конечно, пришлось переместить глаза, чтобы оба смотрели вверх, потому что от глаза, погруженного в ил, никакой пользы нет, а проблем может быть немало. Так что один глаз у камбалы переместился на другой бок, и оба оказались на одной стороне тела. Еще более примечательно, что с камбалой это произошло не в ходе давней эволюции: каждая особь проделывает это на ранней стадии своего развития.

Только что вылупившегося малька камбалы не отличить от мальков большинства других рыб (рис. 5.8). В частности, глаза у них, как и у других рыб, расположены по обеим сторонам головы. Когда малек достигает примерно сантиметровой длины, хрящевая перегородка над одним глазом растворяется, позволяя глазу смещаться через верхнюю часть головы на противоположную сторону, и в это время поворачивается весь череп. Меняются и другие черты: наиболее примечательно то, что окрас на боках рыбы полностью преображается – так что рыба теперь совершенно замаскирована, если смотреть на нее сверху и снизу. Пример камбалы показывает, что организация тела животного может подвергнуться полной перестройке, в ходе которой правое и левое становятся дорсальным и вентральным. Если это может произойти за несколько дней в ходе развития организма, то уж тем более это могло случиться за миллионы лет эволюции[140]140
  Norman, J. R. (1934) A Systematic Monograph of the Flatfishes (Heterosomata), Volume 1: Psettodidae, Bothidae, Pleuronectidae, London: British Museum (Natural History); Norman, J. R. and Greenwood, P. H. (1963) A History of Fishes, 2nd edn, London: Ernest Benn. См. веб-сайт.


[Закрыть].

Рис. 5.8. Пять стадий развития камбалы. На первом рисунке глаза на противоположных сторонах головы, но, по мере того как рыба растет, один глаз смещается, пока оба не окажутся с одной стороны тела. Стоит заметить, что рыба на верхнем рисунке плавает в нормальном положении, а та, что на нижнем, лежит на морском дне и плавает в таком положении

Таким образом, выстраивание тела животного проходит три различных стадии. На первом этапе, самом простом, в нем представлена только радиальная симметрия. На втором этапе появляется двусторонняя симметрия, органы начинают выстраиваться симметрично слева и справа от срединной линии. Третий этап, характерный для позвоночных, включает внешнюю симметрию в сочетании со значительной внутренней асимметрией. Вероятно, здесь стоит ненадолго вернуться к вопросу Зигфрида о том, где находится сердце дракона. Окажется ли оно слева? Кажется, можно без особого риска сказать «да». Любое животное такого размера, как дракон, должно иметь внутренний скелет и почти наверняка быть позвоночным, то есть у него должны быть кости, череп, четыре конечности и так далее. А поскольку все позвоночные внутренне асимметричны, то и дракон Фафнир – тоже, и поэтому его сердце находится слева.

Величественная картина эволюции от радиальной симметрии к двусторонней, а затем – к внутренней асимметрии, возможно, совершенно ясна, но очень мало говорит о механизмах, с помощью которых развивающийся организм достигает двусторонней симметрии (формируя конечности – руки и ноги) в сочетании с внутренней асимметрией, которая заметна в сердце, легких, печени и других органах. Что-то позволяет эмбрионам одновременно формировать руки, которые ничем не отличаются, и легкие, которые не походят друг на друга. Достижение двусторонней симметрии, например формирование правой и левой рук, которые в некоторой степени зеркальны по отношению к друг другу, – более простая задача.

С точки зрения генетики развития значительно проще создать нечто зеркальное – скажем, левую и правую руки, – чем не зеркальные органы – допустим, левую и правую руку, но обе с правой кистью. Важно осознать, что один и тот же набор правил ведет к развитию и левой, и правой рук. Представьте двух человек, стоящих спиной друг к другу в старой Королевской обсерватории в Гринвиче на линии меридиана, один смотрит на восток, другой – на запад. Полдень по Гринвичу, солнце точно на юге. У каждого в руках по пакету с мукой, которая высыпается на землю, когда они делают шаг, оставляя за ними белый след. Представьте, что им отдают команды:

Отойдите на два шага от меридиана, не просыпая муки.

Повернитесь и пройдите два шага на север, просыпая муку

Повернитесь и отойдите на два шага от меридиана, просыпая муку.

Поверните обратно и сделайте два шага на юг, не просыпая муку.

Пройдите еще на два шага к югу, просыпая муку.

Повернитесь и сделайте два шага к меридиану, просыпая муку.

Сделайте два последних шага к меридиану, не просыпая муку.

В итоге два человека снова окажутся вместе, лицом друг к другу. За тем, что восточнее, на земле останется след в виде большой буквы d, а за тем, что западнее, – след в виде буквы b. Один набор команд привел к зеркальным результатам. Теперь подумайте, какие нужно дать команды, чтобы оба нарисовали таким образом букву b – и к западу, и к востоку от Гринвича. Потребуется либо два набора команд для каждого человека, либо команды должны соотноситься не с гринвичским меридианом, а носить абсолютный характер («сделайте шаг на восток»). Любой вариант оказывается сложнее первого. Зеркальное отображение проще, поскольку никому из этих двоих не нужно ничего знать о правом и левом (или о востоке и западе, которые эквивалентны правому и левому); им нужно знать только свое положение относительно солнца (юга) и направление стартовой линии – меридиана.

Данные эмбриологии говорят о том, что правила, позволяющие формироваться правой и левой рукам, работают в точности так, как рассказано выше. Для трех измерений эти правила несколько сложнее, но поскольку эмбриону известны антериально-постериальная и дорсально-вентральная оси (перед-зад и верх-низ) – эквивалентные северу и югу в примере с Гринвичем – а также срединная линия – эквивалент меридиана – то формирование зеркальных по отношению друг к другу рук и ног представляет собой довольно простую задачу. Самые надежные доказательства того, что система работает именно таким образом, дали эксперименты, обычно проводимые на куриных эмбрионах, на которых под воздействием лекарств и других манипуляций можно получить все варианты дефектов, в том числе сильно деформированные конечности. При этом ни разу не сформировался организм с двумя правыми конечностями, одной слева, другой справа. Равным образом, хотя люди иногда рождаются с самыми разными и подчас ужасными искажениями конечностей, у них никогда не встречалось двух левых или двух правых рук. Может быть, «У него обе руки левые» – удачная метафора, но это ни в коей мере не эмбриологическая реальность[141]141
  См. веб-сайт.


[Закрыть].

Пример с Гринвичем – полезная аналогия для ряда аспектов биологии правой и левой сторон тела, потому что в системе правил есть определенные слабости. Старая Королевская Обсерватория взята как пример, потому что меридиан отмечен в ней прямой линией из меди, на которой туристы часто фотографируются, стоя одной ногой в Восточном, а другой в Западном полушарии. Но проделайте то же самое в нескольких сотнях метров оттуда, в Гринвичском парке. Там нет никакой прямой линии на земле. Вообразите также, что этих двух человек просят сделать не пару шагов, а пятьдесят. При повороте в сторону меридиана или от него у них нет никакой очевидной точки отсчета, никакой видимой линии. И направление на север или на юг они определяют, ориентируясь по солнцу. Наконец, поверхность земли менее ровная, и все это вместе увеличивает вероятность ошибки. Есть даже риск, что один или другой случайно окажется не со своей стороны меридиана. Задача легко выполнима в обсерватории именно потому, что линия на земле четко видна, позволяя обоим участникам перемещаться без ошибок. Медная отметка меридиана работает как срединная линия, разделяя мир на две половины. Эмбрионам также необходимо знать точное положение срединной линии. Она не так важна, если органы развиваются далеко от нее, так как мало что из важных процессов может пойти не так. Но близ срединной линии, где происходят точно скоординированные процессы, точное знание границы между правым и левым становится жизненно важным для правильного развития эмбриона. Это нечто вроде границы между Западной и Восточной Германией во времена холодной войны – отклониться на несколько сот метров не слишком важно, если ты в глубине страны, но та же ошибка на границе могла быть опасной и, возможно, даже фатальной.

Лишь в последние несколько лет контролирующая роль срединной линии в ходе развития организма стала изучаться на молекулярном уровне. Давно высказывались предположения, что срединная линия должна быть каким-то образом задана, потому что случайные, редкие, ужасающие пороки развития поражали или расположенные прямо на ней органы, такие как нос, или находящиеся близко к ней парные органы, например глаза. Циклопия, серьезнейший дефект, названный по имени одноглазого великана из гомеровской «Одиссеи», ведет к тому, что в середине головы формируется единственный глаз, иногда на стебле или хоботке. Часто это связано с другими угрожающими жизни аномалиями. Менее серьезный дефект – цебоцефалия, при которой в носу формируется лишь одна небольшая округлая ноздря, тогда как голопрозэнцефальное развитие лица и мозга столь катастрофично, что удается распознать лишь отдельные нормальные черты. Понимание этих пороков развития существенно продвинулось в 1996 году, когда выяснилось, что белок, получивший в науке странное название Sonic Hedgehog («Сверхзвуковой ежик», по имени персонажа одноименной игры), играет ключевую роль в определении срединной линии. У мышей с «выбитым» геном, кодирующим «Ежика», возникает много проблем, а деформированные эмбрионы погибают еще в период вынашивания плода. Самые ранние отклонения проявляются в переднем мозге, в котором два полушария сливаются в единый орган, так же как и глаза, которые образуют в центре лба зачаток единственного глаза. Хотя изучение того, как именно взаимодействуют Sonic Hedgehog с другими веществами, только в начале пути, ключевой принцип уже понятен: левое и правое должны определяться относительно чего-то даже в случае парных органов, и это «что-то» – срединная линия, которая должна быть ясно отмечена, чтобы клетки точно знали, где они должны, а где не должны находиться и что именно им следует делать. Не знать, где кончается левое и начинается правое, – настоящая катастрофа для развивающегося организма[142]142
  Larsen, W. J. (1998) Essentials of Human Embryology, New York: Churchill Livingstone; Chiang, C. et al. (1996) Nature 383: 407–13. См. веб-сайт.


[Закрыть].

Четко определенная срединная линия нужна для формирования самого асимметричного из органов, сердца. Вначале сердце выглядит как одна прямолинейная трубочка, проходящая посередине эмбриона, затем трубочка загибается вбок и формирует асимметричное сердце. Клетки, составляющие эту единственную срединную трубочку, возникают по левую и правую стороны от срединной линии и поэтому должны сначала отыскать друг друга, чтобы соединиться в один срединный орган. Сделать это позволяет белок, получивший название miles apart («за много миль»), изученный на примере любимого биологами-эмбриологами морского организма данио-рерио, поскольку он почти прозрачен, что позволяет наглядно видеть этапы его развития. Если белок miles apart не работает, тогда вместо одной проходящей посередине сердечной трубочки у рыбы формируются два отдельных сердца, патология, известная как cardia bifida, неизбежно ведущая к гибели организма[143]143
  Driever, W. (2000) Nature 406: 141–2; Srivastava, D. and Olson, E. N. (2000) Nature 407: 221–.


[Закрыть].

Симметрия хороша для того, чему предназначено быть парным и симметричным, но разрушительна для того, что должно быть асимметричным. Проблемы с излишней симметрией проявляются в такой патологии, как «изомерический дефект». При нормальном строении тела сердце, селезенка и желудок смещены влево, а печень и желчный пузырь – вправо. У некоторых людей, подобных Джону Риду или Сьюзан Райт, о которых мы знаем по описаниям сэра Томаса Уотсона (см. главу 1), все устроено противоположным образом – сердце, селезенка и желудок смещены вправо, а печень и желчный пузырь – влево, и такое строение тела называется situs inversus. В большинстве случаев люди с подобным строением тела не испытывают проблем – как раз потому, что в таких случаях в теле буквально все находится на противоположном месте, и организм остается асимметричным и функционирует нормально. Куда реже встречаются люди с изомерическими дефектами (рис. 5.9). Они намного симметричнее обычного, и это может привести к серьезным проблемам с сердцем и легкими. Вместо ярко выраженных правой и левой сторон тела у людей с изомеризмом присутствуют как бы две правых или две левых стороны. При правом изомеризме и правое, и левое легкое трехдольны (как нормальное правое легкое), у предсердия два правых ушка, нет селезенки, которая обычно расположена слева, печень находится на срединной линии, а у мужчин тестикулы расположены на одной высоте (а не так, как обычно, когда правая несколько выше). Левый изомеризм представляет собой противоположность правому: легкие двудольны (как нормальное левое легкое), у предсердия два левых ушка, печень расположена в центре, но, в отличие от правого изомеризма, селезенок может быть несколько. У людей и с правым, и с левым изомеризмом могут возникать серьезные проблемы с работой сердца. Можно привести такую аналогию: нет особых проблем в конструировании автомобиля с левым или правым управлением, но вообразите автомобиль, состоящий из двух правых половинок леворульной машины: нет ни руля, ни педалей, ни приборной панели. Не лучше был бы и противоположный вариант – тогда руль, педали и приборы были бы с двух сторон[144]144
  Ivemark, B. L. (1955) Acta Paediatrica 44 (Suppl 104): 1–110; Burn, J. (1991), in Biological Asymmetry and Handedness, pp. 282–99; Capdevila, J. et al. (2000) Cell 101: 9–21. См. веб-сайт.


[Закрыть].

Рис. 5.9. Нормальное расположение сердца, легких и органов брюшной полости (situs solitus), полностью обратное расположение (situs inversus), левый изомеризм и правый изомеризм

Давайте вернемся в Гринвичский парк и еще раз задумаемся, почему попытка нарисовать буквы b и d могла оказаться неудачной. Представьте, что эти огромные буквы, нарисованные на земле, сфотографированы с вертолета, затем фото сканируют, вырезают из скана букву b, переворачивают ее и переносят слева направо и накладывают сверху на букву d. Совпадут ли они? Наверняка нет или, по крайней мере, совмещение не будет точным. Хотя в правилах может быть заложено, что b и d должны быть полностью зеркальны (и они были бы такими, если бы все происходило на экране компьютера с помощью соответствующей программы), реальный мир функционирует не как формула или алгоритм. Держат мешки с мукой люди из плоти и крови, ноги у них немного разной длины, шаги тоже, время реакции отличается, мешки с мукой они открывают не синхронно и так далее. Вот почему b и d будут лишь приблизительно зеркальны. Есть способы, с помощью которых можно добиться максимального сходства между буквами, например за счет участия близнецов, у которых одинаковы и рост и походка и которых можно научить открывать свои мешки строго одновременно. Противоположность им – два человека разного роста, невнимательных и торопливых, один из которых слушает плеер, а чтобы уж совсем усугубить положение, добавьте порывы ветра, развевающие муку как придется, так, что она почти не попадает на нужное место. Буквы в этом случае будут мало походить друг на друга. Правила останутся прежними, но, как заметил Роберт Бернс в стихотворении «К полевой мыши», «неверен здесь ничей расчет»[145]145
  Перевод М. Михайлова.


[Закрыть].

Наши зубы, глаза, руки и ноги – да почти все парные части тела, расположенные с левой или правой его сторон – несколько отличаются, они не зеркальны. Посмотрите в зеркало на два своих верхних резца, два крупных зуба в самом центре рта. Одинаковой ли они ширины? На первый взгляд они могут показаться одинаковыми, но измерьте их или, лучше, их оттиск кронциркулем – и окажется, что один немного больше другого. У кого-то правый резец может оказаться на миллиметр шире левого, у кого-то другого – наоборот. Если взять несколько сот человек и отобразить разницу размеров на графике, то обнаружатся два обстоятельства. Во-первых, колоколовидное распределение, часто встречающееся в биологии: в большинстве случаев отличия почти незаметны, иногда различия заметнее, и совсем редко встречаются значительные отличия. Самое важное здесь то, что в большой популяции примерно у половины населения чуть больше окажется правый зуб, а у другой половины – левый. Правый и левый резцы развиваются по одному и тому же плану, у них одна и та же ДНК – так почему же они не зеркальны?[146]146
  См. веб-сайт.


[Закрыть]

Причины – те же, из-за которых буквы b и d в Гринвичском парке оказались неодинаковыми. Правила, в соответствии с которыми формируется рука, нога или зуб, закодированы в генах, и клетки на обеих сторонах тела содержат один и тот набор команд. Но гладко бывает только на бумаге, и одни и те же команды не ведут к совершенно одинаковым результатам. Клетки, формирующиеся по обеим сторонам тела, испытывают удары внешней среды, жестокая судьба выступает в виде тепла, холода, вирусов, ядовитых веществ, радиации – от рентгеновских лучей до фонового облучения, вплоть до случайных ударов космических лучей, – тысячи естественных ударов, которым подвержена плоть. Ни один формирующийся организм не застрахован от этого. Деление клеток хотя и достаточно надежно, но не обходится без ошибок, а это значит, что количество клеток по обеим сторонам тела не может быть одинаковым. Как только по обеим сторонам тела возникают различия, формирующийся организм уже никак не может их устранить, поскольку одна сторона тела никак не может повлиять на другую. Вопрос не в том, окажутся ли две стороны тела различными, а в том, велики ли будут эти отличия. Такие различия между правым и левым называются флуктуирующей асимметрией. Термин этот связан с тем, что если, например, у обоих родителей крупнее левый резец, то у ребенка с равной вероятностью окажется больше либо левый, либо правый резец. Направление асимметрии меняется случайным образом (флуктуирует) от поколения к поколению[147]147
  См. веб-сайт.


[Закрыть].

Флуктуирующая асимметрия возникает из-за вариаций среды, в которой развиваются клетки – это называют «биологическим шумом». Частично эта среда связана с внешним миром, но в основном состоит из других клеток, а внутри любой конкретной клетки среда любого гена состоит из множества химических веществ, омывающих его под влиянием других генов. Гены влияют на процесс развития последовательнее и надежнее, если функционируют в предсказуемой клеточной среде – в условиях так называемой устойчивости индивидуального развития. Если внутренняя среда организма надежно защищена, то работа одного и того же гена в разных местах, например на двух сторонах тела, приведет к одинаковому результату. Другими словами, чем более устойчиво развитие, тем симметричнее руки, ноги, глаза, зубы и т. д. Представьте еще один вариант эксперимента в Гринвичском парке, только в этот раз муку рассыпают два тощих хиляка и два боксера-тяжеловеса. Если кто-то попытается помешать их действиям, то хилых и слабосильных гораздо легче сбить с курса, чем тяжеловесов, куда более устойчивых и способных противостоять внешним влияниям – проще говоря, они в значительной степени непробиваемы[148]148
  См. веб-сайт.


[Закрыть].

Поэтому флуктуирующая асимметрия есть показатель устойчивости индивидуального развития. Особи, испытавшие не столь значительное воздействие среды, или те, что были лучше защищены от такого воздействия, окажутся более симметричными. Малая флуктуирующая асимметрия, особенно лица и конечностей, может быть мерой общего биологического качества, и похоже, что это и в самом деле так. У более симметричных людей уровень интеллекта выше, у них лучше память, и они легче переносят действие лекарств. Известно, что породистые скаковые лошади с наименьшей флуктуирующей асимметрией показывают на скачках лучшие результаты. Высокосимметричные особи обязаны своей симметрией низкому уровню давления среды, а потому процесс их развития почти не нарушается, и их дети, вероятно, унаследуют это качество. И если их сексуальные партнеры будут столь же привлекательны, у них будут более биологически приспособленные дети. Поскольку симметричность очевидна, она вполне может лежать в основе сексуальной привлекательности и полового отбора[149]149
  Furlow, F. B. et al. (1997) Proceedings of the Royal Society of London, Series B 264: 823–9; Jung, R. E. et al. (2000) Neuropsychiatry, Neuropsychology and Behavioural Neurology, 13: 195–198; Yeo, R. A. et al. (2000) Developmental Neuropsychology, 17: 143–159.


[Закрыть].

Сексуальная привлекательность в значительной мере зависит от внешности и такого неопределенного качества, как красота. Дать ей точное определение всегда было нелегко, но одно из них повторяется наиболее часто. В книге «Рука левая, рука правая!» Осберт Ситвелл пишет о своей бабушке, Луизе Хили-Хатчинсон: «В юности она считалась красавицей, отличаясь орлиным профилем и симметричным обликом» (курсив наш). Красивые лица могут быть очень разными, как признает Осберт, упоминая, например, об отличавшем Ситвеллов орлином носе, который придал Эдит своеобразную, довольно драматичную красоту. Доказать, что красота определяется симметрией лица, нелегко, поскольку нужно принимать во внимание такие черты, как форма носа, которая очень изменчива и также определяется генетически. Отчасти трудность можно преодолеть, изучая однояйцевых близнецов, которые, хотя и генетически идентичны, редко обладают в точности одинаковой внешностью, не в последнюю очередь из-за флуктуирующей асимметрии. Предпочтение одного близнеца другому никак не может быть связано с генетическими отличиями. Когда в ходе экспериментов спрашивали, какой из близнецов более привлекателен, явное предпочтение оказывалось тому, чьи черты были более симметричными.

Важность симметрии может быть также продемонстрирована с помощью компьютерной обработки фотографий лиц. Какое из двух лиц на рис. 5.10 кажется вам более привлекательным? Хотя это фото одного человека, на снимке слева запечатлена небольшая асимметрия лица, а на правом снимке оно слегка подправлено и сделано совершенно симметричным. Большинство людей находят более привлекательным лицо справа, потому что симметричное лицо кажется красивее. Но влияет ли симметрия на сексуальный успех? Несомненно, если взглянуть на животных, обладающих рогами, кажется, что есть связь между симметрией и репродуктивным успехом. Однако это лишь корреляция. Возможно, более убедительны экспериментальные работы Андерса Папе Мёллера с ласточками-касатками. С помощью клея и ножниц он увеличивал или уменьшал длину их хвостовых перьев, делая их более симметричными или менее симметричными. Ласточки, чьи хвосты стали длиннее и симметричнее, тратили меньше времени на поиск партнера и были успешнее в размножении. Похоже, что симметрия и в самом деле хороший показатель устойчивости индивидуального развития, а также прямо связана с сексуальным успехом[150]150
  Sitwell, O. (1945) Left Hand, Right Hand! London: Macmillan; Mealey, L. et al. (1999) Journal of Personality and Social Psychology 76: 157–65; Thornhill, R. and Gangestad, S. W. (1999) Trends in Cognitive Sciences 3: 452–60; Bruce, V. and Young, A. (1998) In the Eye of the Beholder: The Science of Face Perception, Oxford: Oxford University Press, p. 140; Møller, A. P. et al. (1996) Behav. Ecol. 7: 247 53; Roldan, E. R. S. et al. (1998) Proceedings of the Royal Society of London, Series B 265: 243–8; Arcese, P. (1994) Animal Behaviour 48: 1485–8; Møller, A. P. and Swaddle, J. P. (1997) Asymmetry, Developmental Instability and Evolution, Oxford: Oxford University Press; Møller, A. P. (1992) Nature 357: 238–40. См. веб-сайт.


[Закрыть].

Рис. 5.10. Слева – обычная фотография, справа – ее вариация, ставшая более симметричной после компьютерной обработки

Пример с Гринвичем показывает, что формирование правой и левой рук как зеркально симметричных органов – довольно простая задача, хотя добиться зеркальной точности нелегко. Но как быть с проблемой, о которой речь шла в начале этой главы – почему сердце находится только с одной стороны и как формируются другие асимметричные внутренние органы? Единственный способ достичь этого, действуя по гринвичской модели, – задать четкие правила для левой и правой сторон (или, что то же самое, для восточной и западной). Представим себе серию указаний человеку, рисующему букву b к востоку от Гринвича: «Сделать два шага от меридиана, не высыпая муку, повернуться и сделать два шага на север, оставляя за собой след» и так далее. Это позволит успешно выполнить задачу. Или, скорее, это получится в том случае, если человек знает, к востоку или к западу от Гринвича он находится. Но как он может это знать? Мы возвращаемся к сложностям, с которыми столкнулись в главе 3, оказавшись в итоге перед проблемой Озма. До тех пор, пока нет какой-то договоренности, общего согласия, точки отсчета, чего-то видимого, невозможно сказать, какая сторона левая, а какая – правая (или восточная или западная). Удивительно, но на протяжении большей части XX века эмбриологов, похоже, не слишком занимала эта проблема. Тем не менее два определяющих эксперимента классической эмбриологии из тех, что были осуществлены в конце XIX – начале XX века, касались сердца и сторон тела.

Жизнь организма начинается с единственной клетки, возникающей в момент, когда сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку, формируя эмбрион. Клетка делится снова и снова, и в итоге возникают миллионы клеток, составляющих животное. Человеческая оплодотворенная яйцеклетка – крошечная, в диаметре около десятой доли миллиметра, она спрятана глубоко в теле матери, поэтому изучать ее затруднительно. Проще сделать это на других животных. После того как курица снесет яйцо, изучать развитие цыпленка очень просто. Одним из первых это сделал в XVII веке сэр Томас Браун, который, сняв скорлупу, увидел, «как в крошечном cicatricula – крошечном белом кольце – начинается формирование новой жизни». В конце XIX века у эмбриологов, изучавших ранние стадии развития, наибольшей популярностью пользовались амфибии – лягушки, жабы и тритоны, мечущие оплодотворенную икру в воду. Маленькая черная точка в каждой икринке – это эмбрион, а прозрачная жидкость, окружающая его, – питательные вещества, поддерживающие его жизнь до тех пор, пока он не вырастет до стадии головастика. Под микроскопом легко увидеть, как одна клетка делится надвое, потом на четыре, и наконец, на третьем этапе, делится под прямыми углами к первым двум клеткам еще на восемь и так далее (рис. 5.11). Через день-другой проступают черты головастика, с бьющимся асимметричным сердцем и витком кишечника, повернутым против часовой стрелки (рис. 5.12)[151]151
  Wilkin, S. (1852) The Works of Sir Thomas Browne (revised version of 1836 edition), London: Henry Bohn, vol. 1: p. 374. См. веб-сайт.


[Закрыть].