Иванов-Петров Александр (ivanov_petrov) wrote,
Иванов-Петров Александр
ivanov_petrov

Новая наука: как сделать семиногую лягушку

Книга "Эволюция онтогенеза": Н.Д. Озернюк и В.В. Исаева, 2017. КМК.

В 2000 г. возникла новая наука, новая биологическая дисциплина - эво-дево. Очередная попытка синтеза. Задачу науки можно описать как преодоление пропасти между "старой" биологией, основанной на макроморфологии, и новой редукционной биологией, основанной на генах, вероятностях и биохимии.

Переход к "новому, точному" естествознанию в разных науках происходил в разное время. Скажем, в химии это давно прошедший этап - но можно представить, как выглядит прежняя описательная химия при сопоставлении с современной. То есть можно представить широченное полотно научных знаний, всех наук - от физики до психологии, и по нему движется фронт изменения. Одна наука за другой перекрашивается, переходит на новые методы, приобретает новые черты. Они остаются разными между собой, но приобретают некие черты сходства - опора на точное численное знание.

Сейчас этот фронт изменений проходит по биологии. Эта революция началась в 1900-м, новый ее этап - 50-е, послевоенные. Появилась молекулярная генетика, появились новые слои потрясающих фактов и новые методы. Получаемые результаты частично противоречат тому, что считалось хорошо обоснованным прежними методами. Это - разрыв, пропасть. Есть старая, классическая биология. Ее называют описательной - но там тоже множество вполне точных, количественных разработок. Просто фактическая основа - организм в целом, это биология организмов, что, в общем, естественно. И есть теперь новая биология, биология генов.

Как всегда в месте этого разрыва... Ну, вот другой разрыв: Запад и Незапад. Когда-то этот разрыв был инициирован, примерно в Столетнюю войну, Англия и Франция стали Западом, а все прочие - Незападом. И пошли шутки про неуклюжих варваров-немцев, не способных уклюже повернуться в салоне, связать пару слов, наивных, всерьез отстаивающих свою точку зрения, горячащихся, задерживающих неуместным разговором цивилизованных светских людей... И появилась романтика, за искренность и свежесть чувств, за верность и старинные ценности против растленного света. И сколько копий было сломано между скептическим знанием и традиционными ценностями.

Это совершенно такой же разрыв, только в естественных науках. Очень острый, очень болезненный. Внутри "точного естествознания", что обидно. И можно отыскать все реакции, подобные спору западников и почвенников - как этот разрыв цивилизации поглотил Германию, которая вошла в Запад, поглотил романские страны, расширился на англосаксонский мир, так что фронт к XIX веку проходил уже по России, по Африке с Китаем, и борьба Запада с Незападом прирастала все новыми именами, теперь уже из Индии, с Филиппин, из Египта... Мы на этом деле получили Революцию и все последствия. Такие же по накалу страстей лагеря выстроились по фронту - точное естествознание в виде молекулярной генетики, которое не признает словеса наукой, и классическое естествознание, которое помнит работы классиков, а не только последние три года периодики, которое борется против редукционизма и пытается отыскать в новом мире место старым истинам.



И что тут делать? Собственно, эво-дево (evolutionary developmental biology) пытается построить мост через эту пропасть. Конкретнее - мост между эмбриологией и генетикой, между всем комплексом наук об организме, которые могут быть переведены на язык индивидуального развития, онтогенеза - и редукционистскими исследованиями генов и продуктов их взаимодействия. Пытаются выяснить, как же именно то, что переключается генами, молекулярные взаимосвязи, приводят к видимым формам и реакциям организмов. Вот мышка роет норку, у одного вида с поперечным тупичком, у другого продольная, глубокая. И вот находят ген, который обеспечивает этот самый тупичок, ген убирают - мышка роет длинную прямую норку, ген включают - с тупичком. Видовые особенности поведения можно объяснять генами. Волки сыты, овцы пока есть - гармония.

И все это примерно с 2000 г. и на английском. А значит что? Что не на русском. А сколько? Безумно много. Это не сотни статей и книг и не тысячи. Я не знаю сколько, но там порядок другой - это в самом деле совершенно чудовищный объем информации. Создает новый пласт фактического материала, новый фактографический материал для всей биологии. А старые учебники? Увы, область знания новая, то есть в "советских" книгах не прочитать. А где же? А на английском. Там можно найти пристойные обзоры и безумное множество статей. А на русском? Конечно, есть - и популяризаторы работают, и в специальных журналах. Но этого все равно не хватает - слишком масштабные перемены. Все время приходится ухватывать кусочками, целая картина происходящего строится у каждого читателя в голове. Кто прочел 10 статей, кто 100. А их многие десятки тысяч.

И что делать? Давно известно, что. Надо писать обзор. Книга Озернюка и Исаевой - это обзор этой новейшей биологической дисциплины, эво-дево. На русском. В чем главное достоинство книги. Авторы взяли на себя нелегкий труд все собрать, прочитать и изложить в сравнительно небольшом объеме. Дальше надо говорить о качестве обзора. Тут - условность: мне для выговаривания придется встать на позицию знатока, который отлично все знает и раздает замечания, хвалит и ругает. На деле ситуация совсем не такая, и позиция знатока подкреплена просто тем, что я - читатель этой книги. Кто другой будет читать - может занять ту же позицию. Так что все сказанное далее не более чем мнение.



Обзор можно характеризовать самым разным образом. Скажем - а достаточное ли, к примеру, количество литературы в него включено, а взята ли совсем современная? Ну, мне при чтении разделов обзора регулярно казалось, что многие крайне интересные работы и даже целые пласты и серии работ даже не упомянуты. Но - там уже объем очень приличный, и если бы авторы разливались еще и на все интересные темы - просто книга бы обрушилась, никто не смог бы читать. Это же не перечень, а обзор. И получается разговор как о школьной программе - а чего туда не вставить замечательного NN? Хорошо, тогда какого замечательного YY оттуда убрать? Работы отобраны действительно очень хорошие, авторы в самом деле выбрали лучшее (не все). Очень трудный пункт про современность - эво-дево пухнет на глазах, публикаций каждый год океаны. Но все же по многим темам авторы рассказывают о том, что сделано в 2015, 2016 годах. Претензий нет.

Книга не популярная - научная. То есть она говорит с помощью множества терминов, читателю без биологического образования ее читать трудно. Все термины есть в сети, но глаз, конечно, увязнет. Зато это никак не художественный свист, а научный обзор.

Чем этот обзор отличается от многих обзорных работ этого направления на английском? То есть, что в этой книге сделано не совсем так, как в англоязычных работах на ту же тему и с подобными задачами? Иная роль русской биологии. Поскольку эво-дево по своей задаче призвана сшить расползающиеся берега "двух биологий" и навести мосты, то и в англоязычных обзорах среди предшественников этого направления - имена Северцова, Шмальгаузена, (Уоддингтона). И многих других. Но в этой книге много подробнее сказано о том, что делали биологи в советский период - Беклемишев, Догель, Иванова-Казас и многие другие. Вот этого в такого формата англоязычных обзорах нет. У них в подобных местах стоят иные имена. Можно отыскать, например, Беклемишева охотно цитирует МакШи, но все это много реже, чем может сложиться впечатление по данному обзору. Советская биология взята с гораздо большей подробностью, чем в англоязычных аналогах. В этом некторое искажение. У меня нет уверенности, что весь англоязычный мейнстрим, если бы прочел переводы этих русских исследователей, уверенно бы их принял и включил в классики эво-дево. Авторы создают "правильную" картину: были замечательные, без всяких скидок классические биологи в советское время. Сейчас времена изменились, наука ушла вперед - а где эти исследователи? Конечно, в предшественниках, не забыты, все хорошо. Это картина красивая, но я сомневаюсь, что верная. Сколько мог видеть англоязычные обзоры - нет, не с такой подробностью, многие имена не запомнены, многие идеи не восприняты.

То есть этот обзор не дает верного взгляда на то, как выглядит англоязычный мейнстрим в теоретическом плане. Но у этой позиции есть достоинства: зато русский читатель может встроить то, что легко прочесть по-русски, в рамки современного эво-дево. Читатель с интересами историка науки будет обманут, а читатель с интересами чистого естественника получит нужную ему традицию. На деле - отбрасывая множество деталей, в которых многие и полагают истину, говоря общими словами - между советской биологией и тем, что есть сейчас - разрыв. А в обзоре этот разрыв не заметен, при чтении создается впечатление, что наука аддитивна, целый ХХ век работали, и продолжения этих исследований продолжаются и сейчас. Корректно назвать это качество обзора можно, наверное, как-то так: искажение структуры цитирования. Относить это к недостаткам невозможно: авторы нигде не давали подписку, что у них будет процитировано все именно так, как у кого-то другого. Но для восприятия - важно.

То направление, в котором развивалась советская биология - это очень старое направление германо-российского естествознания, возникшее в XIX в., это направление потеряно для Германии в середине ХХ в., и продолжалось в СССР - это очень интересные традиции и очень интересные методологические подходы к исследованию, совсем не те, что у англоязычной науки. Современная российская биология подстроена под иную программу работы, она пытается стать современной, и себя теперь ценит за исследования, которые оцениваются по совсем другим стандартам. Это разрыв внутри естественнонаучной традиции в России, он проходит по карьерам и судьбам, вокруг него скандалы, обвинения в ненаучности, халтура, разоблачения, пытки высоким рейтингом и прочие вещи. Разумеется, описывать эти дела - задача историков и социологов науки, а вовсе не биологов. Но именно поэтому попытка прикрыть этот разрыв - нехороша. Но можно повторить: возникает картина неправдивая относительно истории, но - "высшая правда" с точки зрения естественника. Авторы показывают, как следует встаривать имена классических советских биологов в новую парадигму. В англоязычной традиции этого нет, но так "должно быть". Истина выше истории.



Это раз. Два: значит, задача эво-дево строить мост между генетикой и эмбриологией. Иначе эта наука не нужна, и без нее есть названия старых наук - эмбриология, экология и т.п., которые занимаются всей этой прблематикой. Новизна эво-дево именно в выстраивании связей между "старыми" организменными знаниями, механизмами онтогенетического развития и генами. Это - нерв этой новой науки. И вот тут тоже в некоторых местах мне показалось - дырки. Детальное обсуждение примеров я опущу - иначе тут будет никому не пройти. Один пример, наскоро, просто чтобы было ясно, о чем речь. Есть старинная идея - насекомые произошли от многоножек. Почему? Многоножки древние, наземные, членистые, а в 50-х годах де Бир показал, что у них бывает шестиногая личинка. Личинки у многоножек бывают короткие, с малым числом сегментов, и шестиногие - ну вот, очень похоже. Наверное, они предки насекомых. Так жили полвека. Современные филогенетические схемы дают свершенно другую картину. Дело не в том, что "были ошибки" - нет. То, что получено в молекулярных исследованиях - в общем, бред с точки зрения классической морфологии. Единый ствол - это ракообразные и насекомые, а многоножки и пауки - в другом стволе. Зная "ответ", можно в морфологии наискать подтверждений, и отыскать авторов середины ХХ в., кто говорил нечто подобное - но важно, что их не слушали. Современная картина очень резко отличается от того, что можно выстроить на данных сравнительной анатомии. Разрыв именно тут. Что сказано в обзоре? Там говорится о взглядах де Бира, о близости многоножек и насекомых. Упоминается педоморфоз, модус эволюции, с помощью которого многоножки могли стать насекомыми - проще говоря, гетерохрония развития, гонады начинают работать на стадии личинки, получается размножающаяся форма на базе личиночной морфологии. А потом в двух строках сказано, что, мол, теперь принята другая система. Насекомые близки к ракообразным. И все.

Но именно тут задача эво-дево. Есть разрыв между точкой зрения сравнительной анатомии и данными молекулярной генетики, тут прыгай - надо показывать, чем обеспечивается становление тех или иных анатомических признаков, рассказав механизмы, описывать, почему возникло "внешнее" сходство, отчего стали возможны сближения вроде сделанных де Биром - это и есть тот пункт, ради которого городили огород. Эво-дево - модное направление, под него охотно дают гранты, множество не очень хороших работ пристраиваются под этот зонтик, достаточно обычному исследованию приписать во введении "эво-дево", сослаться на Гулда с Минелли - и вроде как ничего. И такой зонтик обзирать не интересно - моды приходят и уходят, к чему и силы тратить. Эво-дево не исчерпывается модной фразеологией, это серьезное направление, у него есть важные задачи - и в обзоре желательно увидеть примеры решения этих задач. Ну, к счастью, это не общая характеристика всего обзора - а всего лишь отдельные недостатки. Кое-где порой бывает и так, но многое в самом деле рассказано весьма наглядно. То есть авторы честно уклоняются вместе с генеральной линией, и потому видимый с их точки зрения ландшафт знаний - гладкий. Если целью является не заостряться на зубцах и провалах, а уловить общую тенденцию - это хорошая позиция.



В целом обзор написан "академически", т.е. проблемы не выпячены, не акцентированы, а скрыты. Если читатель хочет добиться четкого понимания дела, ему надо строить собственную проблематизацию. Авторы не взяли на себя труд заострить проблемы, показать несостыковки и пр. Напротив, их видимая цель - написать "гладко", "уравновешенно". И это получилось. Во многих случаях только зная заранее, что вот - место, где ломаются копья и репутации, где спорят, где дырки, где нет серьезных доказательств - только зная об этом, можно расшифровать глухие оговорки, а при поверхностном чтении все очень приличненько.

Кратко крупные блоки содержания: Hox-гены, планы строения и филогенез; эпигенетика; дупликации и альтернативный сплайсинг как основные пути новообразований; морфогенетические поля; гетерохронии, стадийность и смена программ развития; стволовые клетки как ресурс эволюционных преобразований.





Под конец про многострадальную лягушку. Существует морфогенетическое поле, ткани, способные развиться в конечность. Почки конечностей имеют массу регуляторных возможностей, если конечность растет - она способна преобразовать очень разные ткани под себя и организоваться даже в неподходящих условиях. Если морфогенетическое поле расщепить, появятся новые градиенты и конечность возникнет в нехарактерном месте. Это часто происходит при поражении лягушек паразитическими червями (трематодами). Довольно неспецифическое внешнее воздействие (в пределе - ранение) модет привести к очень специальным следствиям - многоногости. Это "внутренняя причинность" - не трематода умеет выращивать ноги у лягушки, а лягушка интерпретирует очень разные воздействия как "сигналы" для развития конечностей.

В целом - обзор получился, "шутка удалась". Это честная, хорошая работа об огромном куске современной биологии. Многое не сказано, но то, что сказано - правда. Кто хочет узнать, как выглядит современная биология и как она решает свои проблемы - имеет смысл взять эту книгу и полистать, вдруг и получится понять что-то, даже если много незнакомых терминов. А для биологов - невозможно прочитать все и как воздух необходимы хорошие обзоры. Каждый занимается чем-то своим, не представляя, где на карте науки место его исследований, что лежит рядом и что делается в отдалении. По это книге можно составить некоторое представление. Только надо поспешить - наука меняется быстро, если книгу не прочитать еще лет 7-8, то уже и поздно будет. Многое будет уже совсем другим.
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 74 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →