Мичио Каку Физика будущего

Скачать 5.65 Mb.

Название	Мичио Каку Физика будущего
страница	23/54
Дата публикации	03.09.2013
Размер	5.65 Mb.
Тип	Документы

100-bal.ru > Физика > Документы

1 ... 19 20 21 22 23 24 25 26 ... 54

Надежда все же есть

Однако проблески надежды все же остаются. Контроль рождаемости, принадлежавший когда-то к запретным темам, прочно утвердился в развитом мире и уверенно прокладывает дорожки в мир развивающийся.

В Европе и Японии мы наблюдаем сокращение, а вовсе не рост населения. В некоторых европейских странах уровень^¹¹рождаемости в настоящее время составляет всего лишь 1, 2–1, 4 ребенка на семью, что намного ниже необходимых для простого воспроизводства 2, 1. В Японии же целых три напасти. Во-первых, ее население стареет быстрее всех на Земле. Ожидаемая продолжительность жизни японок, к примеру, уже двадцать лет держится на рекордном уровне. Во-вторых, падает уровень рождаемости. И в-третьих, правительство удерживает иммиграцию на чрезвычайно низком уровне. В совокупности три перечисленных демографических фактора порождают замедленную катастрофу. Европа, кстати говоря, отстает ненамного.

Один из уроков, которые можно извлечь из этой ситуации, состоит в том, что процветание — лучший контрацептив. В прошлом крестьяне, не имевшие ни пенсионного плана, ни социальных гарантий, старались завести как можно больше детей, которые могли бы работать в поле и заботиться о них в старости. Тогда действовала простая арифметика: каждый новый ребенок в семье означает дополнительные рабочие руки, дополнительный доход и дополнительную уверенность в завтрашнем дне. Но когда крестьянин становится представителем среднего класса и получает все связанные с этим блага — пенсионные гарантии и комфортабельную жизнь, — семейное уравнение оборачивается другой стороной: каждый ребенок уменьшает семейный доход и снижает качество жизни.

В странах третьего мира проблема обратная — население стремительно растет и значительную его часть составляют дети и подростки. Но даже там, где ожидается самый большой демографический взрыв — в Азии и в Африке южнее Сахары, — рождаемость уже начала падать по нескольким причинам.

Во-первых, происходит стремительная урбанизация сельского населения; крестьяне оставляют наследственные земли и уходят в мегаполисы искать счастья. В 1800 г. в крупных городах жило лишь 3 % населения. К концу XX в. эта цифра увеличилась до 47 %, и, как ожидается, в ближайшие десятилетия рост доли городского населения продолжится. В городе ребенок обходится гораздо дороже, и это резко уменьшает среднее число детей в семье. Жилье, питание и прочие необходимые расходы в городе очень высоки, так что рабочие в трущобах мегаполисов ориентируются на ту же простую арифметику: каждый ребенок снижает уровень благосостояния семьи.

Во-вторых, по мере индустриализации стран, которая происходит в Китае и Индии, растет потребность в среднем классе — а средний класс, в точности как на развитом Западе, стремится иметь меньше детей. И в-третьих, растет уровень образования женщин, что даже в бедных странах, таких как Бангладеш, порождает класс женщин, которые стремятся ограничить число детей. Благодаря масштабной образовательной программе уровень рождаемости в Бангладеш уменьшился с 7 до 2, 7, хотя в этой стране пока не набрали ход ни урбанизация, ни индустриализация.

С учетом всех этих факторов ООН постоянно пересматривает свои прогнозы, связанные с ростом населения. Оценки по-прежнему различаются, но к 2040 г. население Земли может достичь 9 млрд человек. Оно и дальше будет расти, но скорость роста постепенно замедлится и сойдет на нет. По оптимистичным прогнозам, население Земли стабилизируется к 2100 г. на уровне примерно 11 млрд.

Может показаться, что такая численность населения превышает потенциальную емкость экосистемы планеты. Но многое зависит от того, как определить эту самую потенциальную емкость, — ведь не исключено, что нас ожидает еще одна зеленая революция.

Биотехнологии — одно из возможных решений проблемы. В Европе генномодифицированные продукты питания обрели дурную славу, которая может продержаться целое поколение. Биотехнологическая промышленность одновременно выпускала на рынок гербициды и новые сорта, устойчивые к действию этих гербицидов. Понятно, что для биотехнологической отрасли такой порядок вещей означал дополнительные продажи и дополнительные доходы, но для потребителя все это означает лишь большее количество вредных веществ в пище, и этот рынок вскоре рухнул.

В будущем, однако, на рынок уверенно выйдут новые сорта зерновых, такие как «суперрис», т. е. сорта, специально полученные методами генной инженерии и приспособленные давать высокий урожай в засушливых и неплодородных районах. Трудно будет возразить с моральных позиций против безопасных культур, способных накормить сотни миллионов человек.

Возрождение вымерших форм жизни

Некоторые ученые стремятся не только продлить человеческую жизнь и обмануть смерть. Их интересует и воскрешение из мертвых.

В фильме «Парк Юрского периода» ученые выделили ДНК из останков динозавров, ввели ее в яйца пресмыкающихся и таким образом вернули динозавров к жизни. Хотя никому до сих пор не удалось извлечь из динозавровых останков хоть что-нибудь пригодное к использованию, некоторые данные все же позволяют надеяться на то, что исполнение этой мечты все же возможно. К концу XXI в. в зоопарках вполне могут появиться существа, исчезнувшие с поверхности Земли тысячи лет назад.

Как мы уже упоминали, Роберт Ланца сделал первый серьезный шаг в этом направлении, клонировав бантенга — существо вымирающего вида. Стыдно, если этот редкий дикий бык все-таки вымрет, считает Ланца. Сейчас ученый работает над другим проектом: создать еще одно клонированное животное, на этот раз противоположного пола. У млекопитающих пол организма определяется X- и Y-хромосомами. Ланца считает, что, поиграв с этими хромосомами, он сможет из той же замороженной туши клонировать еще одно животное, но другого пола. Если так, то зоопарки смогут наблюдать, как животные давно вымерших видов заводят детенышей.

Однажды мне довелось обедать с Ричардом Докинзом из Оксфордского университета, автором книги «Эгоистичный ген». Так вот, Докинз заходит еще дальше. Он рассуждает о том, что когда-нибудь человек сможет воскресить множество форм жизни, которые не просто находятся в опасности, а давно вымерли. Для начала он отмечает, что каждые 27 месяцев общее число секвенированных генов удваивается. Затем подсчитывает, что в ближайшие десятилетия стоимость секвенирования любого генома упадет до 160 долларов. Он предвидит время, когда биологи будут носить с собой портативные аппараты, способные за несколько минут считать полный геном любой встреченной формы жизни.

Докинз идет еще дальше и говорит о том, что к 2050 г. человек сможет выстроить организм просто по записи генома. Он пишет в своей книге: «Я считаю, что к 2050 г. мы научимся читать на языке [жизни]. Мы будем загружать геном неизвестного животного в компьютер, который восстановит по генной записи не только внешний облик животного, но и — в подробностях — мир, в котором его предки… жили, включая тех, кто на них охотился или на кого охотились они, тех, кто на них паразитировал или на ком паразитировали они сами, места, где они устраивали логова, даже их надежды и страхи». Цитируя работу Сидни Бреннера (Sydney Brenner), Докинз выражает надежду, что когда-нибудь нам удастся реконструировать геном «недостающего звена» между обезьяной и человеком.

Это стало бы поистине замечательным достижением. Судя по ископаемым останкам и ДНК, мы отделились от других высших приматов около 6 млн лет назад.

ДНК человека отличает от ДНК шимпанзе всего лишь 1, 5 % генов. В будущем компьютерная программа сможет, вероятно, проанализировать ДНК человека и шимпанзе и восстановить методами математической аппроксимации состав ДНК общего предка, давшего начало обоим видам. Как только гипотетический геном нашего с обезьянами общего предка будет реконструирован методами математики, компьютерная программа сможет провести визуальную реконструкцию облика этого существа и его характеристик. Докинз называет этот проект «Геном Люси» в честь знаменитых останков самки вида Australopithecus.

Он даже говорит о том, что, как только компьютер воссоздаст математически геном недостающего звена, можно будет по кирпичику сложить молекулы ДНК этого существа, внедрить их в человеческую яйцеклетку и подсадить в матку женщины, которая затем родит нашего предка.

Всего несколько лет назад подобный сценарий был бы отвергнут как совершенно абсурдный, но уже сегодня существуют некоторые факты, указывающие на то, что его реализация вполне возможна.

Во-первых, немногие гены, что отделяют нас от шимпанзе, сегодня подвергаются тщательному и очень подробному изучению. Один из интереснейших примеров — ген ASPM, отвечающий за размеры мозга. Несколько миллионов лет назад человеческий мозг по непонятным причинам резко увеличился в размерах. Мутация этого гена вызывает микроцефалию — генетическое нарушение, при котором человек рождается с маленьким черепом и мозгом на 70 % меньше среднего — примерно таким, каким обладали наши предки миллионы лет назад. Компьютерный анализ истории этого гена показывает, что за последние 5 или 6 миллионов лет — с момента разделения человека и шимпанзе — он мутировал 15 раз, что совпадает с историей увеличения размеров мозга в этот период. Интересно также, что по сравнению с родственниками среди высших приматов у человека этот ключевой ген менялся быстрее всех.

Еще интереснее так называемая область HAR, генома, содержащая всего 118 «букв» генетического алфавита. В 2004 г. ученые обнаружили, что важнейшее различие между человеком и шимпанзе в этом сегменте включает всего 18 букв, или нуклеиновых кислот. Шимпанзе и куры разошлись 300 млн лет назад, но состав оснований в сегменте HAR, у них различается всего на две буквы. Это означает, что на протяжении многих миллионов лет эволюции участок HAR, оставался замечательно стабильным, — но лишь до тех пор, пока не появился человек. Так что вполне может оказаться, что гены, делающие нас людьми, находятся именно здесь.

Но существует один наглядный фактор, который делает предложение Докинза еще более реальным. Уже восстановлен полный геном нашего ближайшего генетического соседа, давно вымершего неандертальца. Возможно, компьютерный анализ этих трех геномов — человека, шимпанзе и неандертальца — позволит при помощи чистой математики реконструировать геном недостающего звена.

Стоит ли возвращать неандертальца?

Вероятно, современный человек и неандерталец разошлись около 300 000 лет назад. В Европе эти существа вымерли около 30 000 лет назад, и долгое время считалось, что извлечь пригодную к использованию ДНК неандертальца из таких древних останков невозможно.

Однако в 2009 г. было объявлено, что команде ученых под руководством Сванте Пяябо (Svante Paabo) из лейпцигского Института эволюционной антропологии общества Макса Планка удалось, анализируя ДНК шести неандертальцев, получить первый набросок полного генома этого вида. Это громадное достижение. Геном неандертальца, как и ожидалось, очень похож на человеческий (в том и другом по 3 млрд пар оснований), но отличается от него в некоторых ключевых моментах.

Антрополог Ричард Клейн из Стэнфордского университета, комментируя работу Пяябо и его коллег, сказал, что эта реконструкция, возможно, будет полезна при ответе на давний вопрос о поведенческих особенностях неандертальцев и поможет выяснить наконец, могли ли они говорить. У человека по сравнению с шимпанзе в гене FOXP2 имеется два конкретных изменения, которые, в частности, позволяют нам произносить тысячи различных слов. Тщательный анализ показывает, что у неандертальца в гене FOXP2 присутствуют эти же два генетических изменения. Можно предположить, что неандерталец, как и человек, способен был произносить слова.

Поскольку неандертальцы были нашими ближайшими генетическими родственниками, интерес к ним в научной среде очень велик. Некоторые ученые даже говорят о возможности воссоздать когда-нибудь ДНК неандертальца и вживить в человеческую яйцеклетку, которая в один прекрасный день вырастет в живого неандертальца. Если так, то однажды вымерший тысячи лет назад неандерталец вновь пройдет по земле.

Джордж Чёрч (George Church) из Медицинской школы Гарварда подсчитал даже, что возвращение неандертальца к жизни стоило бы всего лишь 30 млн долларов, и даже составил план работ по соответствующему проекту. Сначала следовало бы поделить геном человека на отдельные отрезки по 100 000 пар оснований в каждом. Затем каждый из них необходимо было вживить в бактерию, после чего изменить генетически таким образом, чтобы этот участок соответствовал геному неандертальца. Из измененного отрезка предполагалось собрать фрагмент полной молекулы ДНК неандертальца, — и так необходимое число раз. Полученную неандертальскую клетку следовало «перепрограммировать», т. е. вернуть в зародышевое состояние, а затем подсадить в матку самке шимпанзе.

Однако Клейн из Стэнфорда выразил в связи с этим проектом вполне обоснованную тревогу, задав вопрос: «И куда вы его собираетесь девать после этого? В Гарвард или в зоопарк?»

Докинз предупреждает, что все эти разговоры о возвращении к жизни давно вымерших видов, таких как неандерталец, «несомненно, породят этические проблемы». Будут ли неандертальцы обладать человеческими правами? Что произойдет, если он или она захочет найти себе пару? Кто будет отвечать, если это существо пострадает или нанесет кому-нибудь вред?

Но если существует техническая возможность вернуть к жизни неандертальца, то, может быть, ученые смогут создать зоопарк вымерших животных, таких как мамонты?

Верните мамонта!

Вообще, эта идея не настолько безумна, как кажется. Ученые уже сумели в значительной степени секвенировать геном вымершего сибирского мамонта. Если прежде удавалось извлекать из замороженных десятки тысяч лет назад в Сибири трупов мамонтов лишь крошечные кусочки ДНК, то Вебб Миллер (Webb Miller) и Стивен Шустер (Stephan С. Schuster) из Университета штата Пенсильвания совершили невозможное: они извлекли из этих замороженных туш 3 млрд пар оснований. До этого рекордный размер ДНК-последовательности, полученной из вымерших видов, составлял лишь 13 млн пар оснований, или менее 1 % полного генома животного. (Прорыв стал возможен благодаря новому секвенсеру, известному как секвенирующее устройство высокой пропускной способности. Этот новый прибор позволяет считывать не по одному гену, а по несколько тысяч генов за раз.) Еще одна хитрость Миллера и Шустера — надо знать, где искать древнюю ДНК. Ученые выяснили, что лучше всего молекулы ДНК сохранились не в теле древнего шерстистого мамонта, а в волосяных луковичках.

Не исключено, что теперь идея воскрешения вымерших видов станет биологически возможной. «Год назад я назвал бы это фантастикой», — сказал Шустер. Но теперь, когда геном мамонта известен чуть ли не целиком, ничего фантастического в проекте нет. Шустер даже прикинул, как это можно сделать. Согласно его оценке, всего около 400 000 изменений в ДНК азиатского слона будет достаточно, чтобы произвести на свет животное, обладающее основными чертами шерстистого мамонта. Не исключено, что ученым удастся генетически изменить ДНК слона соответствующим образом, внедрив молекулы ДНК в ядро оплодотворенной слоновьей яйцеклетки и подсадив ее слонихе.

Другая группа ученых в настоящий момент работает над секвенированием генома еще одного вымершего животного — австралийского сумчатого волка, близкого родственника тасманийского дьявола, окончательно исчезнувшего в 1936 г. Идут разговоры о секвенировании птицы додо. В английском языке выражение «мертв, как додо» вошло в поговорку, но однажды эта поговорка может оказаться устаревшей. Для этого надо, чтобы ученые сумели извлечь пригодную для использования ДНК из мягких тканей и костей тушек додо, сохранившихся в Оксфорде и других местах.

Парк Юрского периода?

Все это естественным образом возвращает нас к первоначальному вопросу: сможем ли мы воскресить динозавров? Если ответить коротко — скорее всего нет. Создание парка Юрского периода зависит от того, удастся ли ученым получить рабочую молекулу ДНК формы жизни, вымершей более 65 млн лет назад. Не исключено, что это попросту невозможно. Несмотря на то что внутри ископаемых бедренных костей динозавров были обнаружены мягкие ткани, до сих пор из них не удалось получить даже кусочка ДНК, только белки. Эти белки химически доказали близкое родство вида Tyrannosaurus Rex с лягушкой и курицей, но до восстановления генома динозавра чрезвычайно далеко.

Докинз, однако, не исключает возможности математической реконструкции генерализованного генома «динозавра вообще» на основе сравнительного анализа геномов разных видов птиц и пресмыкающихся. Он отмечает, что можно побудить куриный клюв вырастить зачатки зубов (так же как можно заставить змею вырастить ноги). Получается, что древние черты, давно сгинувшие в песках времени, продолжают существовать в неактивном виде внутри современных геномов.

Дело в том, что биологи в последнее время поняли: гены можно «включать» и, соответственно, «выключать». Это означает, что гены, отвечающие за древние черты, возможно, все еще существуют; они просто спят. Может быть, включив эти спящие гены, можно вернуть и соответствующие древние свойства.

К примеру, лапа курицы в древности имела перепонки. Ген, отвечающий за них, никуда не делся, он просто выключился. Вновь задействовав этот ген, в принципе можно получить курицу с перепончатыми лапами. Точно так же люди когда-то были покрыты шерстью. Однако, начав потеть (а это весьма эффективный способ терморегуляции), мы потеряли шерстяной покров. (У собак нет потовых желез, поэтому им приходится для охлаждения высовывать язык и часто дышать.) Очевидно, ген шерсти у человека по-прежнему существует, но выключен. Включив этот ген, можно получить человека, полностью заросшего шерстью. (Существуют предположения о том, что именно этим объясняются легенды об оборотнях.)

Если предположить, что некоторые гены динозавров уже миллионы лет существуют в выключенном состоянии в геноме птиц, то когда-нибудь ученые, возможно, сумеют включить эти спящие гены и получить птиц с некоторыми характеристиками динозавров. Так что предложение Докинза хотя и умозрительно, но не фантастично.

Создание новых форм жизни

В связи со всем вышесказанным возникает окончательный вопрос: сможем ли мы создавать жизнь по собственному желанию? Можно ли создать не вымершее животное, а такое животное, каких никогда на Земле не было? К примеру, можно ли создать свинью с крыльями или одно из животных, описанных в древней мифологии? Даже в конце века наука еще не сможет создавать зверей по заказу, однако модифицировать животное царство уже научится.

На данный момент ограничивающим фактором является перестановка генов. Исследователи пока научились надежно модифицировать только единичные гены. К примеру, можно отыскать ген, вызывающий свечение в темноте каких-то животных. Этот ген можно выделить, а затем внедрить в генотип другого животного, так что оно тоже начнет светиться в темноте. Более того, в настоящее время ученые исследуют возможность модифицировать домашних животных при помощи добавления единичных генов.

Но создание совершенно нового животного, такого как химера греческой мифологии (которая представляет собой комбинацию из трех различных животных), требует перестановки тысяч генов. Чтобы создать свинью с крыльями, вам придется вживить ей сотни генов, отвечающих за крыло, и при этом убедиться, что все мышцы и сосуды окажутся на месте. Это намного превосходит любые возможности сегодняшнего дня.

Однако уже сегодня есть кое-какие наработки, которые помогут ученым приблизить эту футуристическую возможность. Биологи с огромным удивлением узнали, что гены, описывающие общий план тела (от головы до кончиков задних лап), располагаются в хромосоме в том же порядке, в каком соответствующие органы располагаются в теле. Эти так называемые НОХ-гены определяют общую структуру тела. Природа, судя по всему, идет по пути наименьшего сопротивления и старается в максимальной степени использовать прежние «наработки». Это, в свою очередь, очень облегчает для ученых восстановление эволюционной истории этих генов.

Более того, существуют регуляторные гены, которые, судя по всему, влияют на свойства и работу многих других генов. Управляя несколькими такими генами, можно манипулировать свойствами десятков других генов.

Вглядываясь в историю эволюции, мы видим, что природа создавала общий план тела примерно так же, как архитектор создает чертежи здания. Геометрически части здания и детали располагаются на чертеже в том же порядке, что и реальное их воплощение на местности. Кроме того, чертежи обычно строятся по модульному принципу: общий вид объединяет сразу несколько более крупных и подробных чертежей.

Воспользовавшись модульностью генома, человек способен научиться создавать совершенно новые гибриды животных. Мало того, может идти речь и о применении генной инженерии к человеку, и об использовании биотехнологий для возрождения известных исторических личностей. Ланца считает, что до тех пор, пока из тела давно умершего человека можно извлечь неразрушенную клетку, сохраняется и возможность вернуть этого человека к жизни. В Вестминстерском аббатстве у нас тщательно сохраняются тела давно умерших королей и королев, а также поэтов, религиозных деятелей, политиков и даже ученых, таких как Исаак Ньютон. Однажды, доверительно поведал мне Ланца, нам, может быть, удастся найти в их телах нетронутую ДНК и вернуть их всех к жизни.

В фильме «Мальчики из Бразилии» сюжет развивается вокруг клонирования Гитлера. Не стоит думать, однако, что можно вернуть к жизни гений или личность любой из этих исторических фигур. Как заметил один биолог, если вы клонируете Гитлера, то скорее всего получите художника средней руки (кем, собственно, и был Гитлер, прежде чем возглавил нацистское движение).

Изгоним все болезни?

Пророческий фильм «Облик грядущего» по сценарию Герберта Уэллса предсказывал печальное будущее цивилизации, где Вторая мировая война породила нескончаемую цепочку страданий и бед. Со временем все достижения человеческой цивилизации гибнут, а власть над сломленным обнищавшим народом захватывают шайки под предводительством воинственных главарей. Но затем появляется группа предусмотрительных ученых, вооруженных мощным сверхоружием, которая начинает постепенно восстанавливать порядок. В конце концов цивилизация поднимается из руин.

В одной из сцен девочке будущего, изучающей жестокую историю XX в., рассказывают о так называемой простуде. Что такое простуда, спрашивает она. Ей говорят, что простуда — это такая штука, которую давно вылечили.

А может быть, и нет.

Вылечить все болезни испокон веков было золотой мечтой человечества. Но даже к 2100 г. ученые не смогут этого сделать, поскольку возбудители болезней мутируют быстрее, чем мы учимся с ними бороться, к тому же их слишком много. Мы иногда забываем, что живем в океане бактерий и вирусов, которые существовали за миллиарды лет до появления на Земле человека и будут существовать миллиарды лет после того, как исчезнет вид Homo sapiens.

Многие болезни человек получил от животных. Это часть платы за одомашнивание животных, начавшееся примерно 10 000 лет назад. Множество болезней, распространяемых животными, вероятно, переживет род человеческий. В обычных условиях от животных заражается всего несколько человек. Но с возникновением крупных городов заразные болезни такого рода начинают стремительно распространяться среди людей. Когда число заболевших достигает критической массы, возникают эпидемии.

К примеру, изучая генетическую последовательность вируса гриппа, ученые, к немалому удивлению, выяснили, что человек получил его от птиц. Многие птицы могут быть носителями вируса гриппа без всякого вреда для себя и окружающих. Но затем вмешиваются свиньи. Они съедают птичий помет и служат своеобразным генетическим котлом, в котором все перемешивается. Кроме того, земледельцы часто живут рядом и с теми, и с другими. Некоторые считают, что именно поэтому вирус гриппа часто приходит из Азии, где крестьяне занимаются разными видами деятельности одновременно и потому живут в тесном соседстве одновременно с утками и со свиньями.

Недавняя эпидемия гриппа HiNi — всего лишь последняя волна мутаций птичьего и свиного гриппа.

Одна из проблем человека состоит в том, что он постоянно что-то вокруг себя меняет: расселяется в новые места, вырубает леса, строит громадные пригороды и заводы — и сталкивается при этом с древними болезнями, распространенными среди животных. Человеческое население продолжает расти; это значит, что нам следует ждать из леса новых сюрпризов.

К примеру, есть серьезные генетические данные в пользу того, что вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) начинался как вирус иммунодефицита обезьян (ВИО), который первоначально заражал африканских обезьян и лишь потом перепрыгнул на человека. Аналогично хантавирус поражает людей на юго-западе США, когда они вторгаются на территории степных грызунов. Болезнь Лайма, которую распространяют в основном клещи, вторглась в пригороды на северо-востоке страны, потому что люди теперь строят дома вплотную к лесу, где обитают клещи. Вирус Эбола, вероятно, поражал племена людей еще в древности, но только с появлением самолетов он распространился достаточно широко и попал в заголовки газет. Даже болезнь легионеров, вероятно, существует давно и всегда распространялась рядом с застойными водами, но именно системы кондиционирования воздуха стали идеальным местом для ее распространения и обеспечили этой болезни известность.

Все это означает, что в будущем нас ждет множество новых сюрпризов и в заголовки газет будут попадать названия новых экзотических болезней.

К несчастью, лекарства от этих болезней часто запаздывают.

К примеру, у нас нет лекарства даже от обычной простуды. И это при том, что в любой аптеке можно увидеть целую витрину лекарств от простуды. Выбор богатейший, но все это симптоматические средства, они не убивают вирус, а просто облегчают течение болезни. Проблема в том, что у риновируса, вызывающего обычную простуду, не меньше 300 разновидностей, и создавать вакцину против каждой из них попросту слишком дорого.

Ситуация с ВИЧ намного хуже, поскольку у этого вируса могут быть тысячи различных штаммов. Более того, ВИЧ мутирует так быстро, что, даже создав вакцину против одной из его разновидностей, вы ничего не добьетесь: вирус успеет вновь измениться. Разработка вакцины против ВИЧ напоминает стрельбу по движущейся мишени.

Так что в будущем, хотя человек научится исцелять многие болезни, всегда будут и такие заболевания, которые не поддаются самым современным и продвинутым методам лечения.

Дивный новый мир

К 2100 г., когда человек получит власть над собственной генетической судьбой, ему придется сравнить свою жизнь с той, что была описана в романе Олдоса Хаксли «О дивный новый мир», действие которого происходит в 2540 г.

После публикации в 1932 г. книга вызвала у читателей шок и растерянность. Тем не менее сегодня, когда с момента публикации прошло больше семидесяти пяти лет, многие предсказания писателя уже сбылись. Написав о доступности наркотиков, о детях из пробирки и о том, что секс как наслаждение будет отделен от продолжения рода, Хаксли шокировал британское общество; однако сегодня мы живем в мире, где оплодотворение в пробирке и противозачаточные таблетки воспринимаются как нечто само собой разумеющееся. (Единственное сделанное им серьезное предсказание, которое пока не сбылось, — это клонирование человека.) Он изобразил иерархическое общество, где врачи намеренно клонируют человеческие эмбрионы с поврежденным мозгом, которые затем вырастают и становятся слугами правящей элиты. В зависимости от уровня мозговых нарушений дети из пробирки распределяются по категориям от альфы — идеальных особей, которым предначертано править, до эпсилона — практически это умственно отсталые рабы. У Хаксли технология, вместо того чтобы избавить человечество от нищеты, невежества и болезней, стала кошмаром, насаждающим искусственную и порочную стабильность за счет порабощения всего народа.

Во многих отношениях этот роман-антиутопия удивительно точен, но Хаксли не мог предвидеть генной инженерии. Если бы писателю было известно о подобных технологиях, его, наверное, встревожила бы и другая проблема: не разделится ли род человеческий на отдельные несмешиваемые группы, если подверженные влиянию родители и непорядочные правительства начнут вмешиваться в гены наших детей? Если сейчас родители одевают детей в нелепые наряды и выставляют на всевозможные глупые конкурсы, то где гарантия, что они не захотят изменить гены ребенка по собственной прихоти? Родителям от природы присуще (т. е. закреплено в результате эволюции) стремление обеспечить максимальные преимущества своим чадам — так почему не изменить им гены?

В качестве простейшего примера непредсказуемых последствий рассмотрим обычное ультразвуковое исследование. Врачи всего мира используют ультразвуковое исследование при беременности для упрощения диагностики, но именно эта невинная медицинская технология стала причиной массовой эпидемии абортов зародышей женского пола, особенно в сельских местностях Китая и Индии. Одно из статистических исследований в Бомбее показало, что из 8000 зародышей, от которых избавились родители, 7997 были женского пола. В Южной Корее 65 % третьих детей в семьях мальчики. Поколение детей, появившихся на свет в период этой эпидемии, скоро войдет в брачный возраст, и миллионы юношей обнаружат, что девушек вокруг на всех не хватает. Это, в свою очередь, может вызвать громадный социальный дисбаланс. Крестьяне, которые хотели иметь только сыновей, способных продолжить род и передать имя, обнаружат, что внуков им взять неоткуда.

А в США все шире применяется не по назначению человеческий гормон роста (ГРЧ), в котором многие видят средство от старения. Первоначально ГРЧ предназначался для коррекции гормональных нарушений у детей, связанных с отставанием в росте. Вместо этого на базе сомнительных данных о старении возникла целая подпольная индустрия, которая обеспечивает желающих этим препаратом; Интернет позаботился о том, чтобы огромное количество людей стало подопытными свинками для испытания псевдонаучных методик.

Мы видим, что люди склонны при малейшей возможности использовать технологии не по назначению и создавать самим себе громадные проблемы. Что будет, если генная инженерия станет общедоступной?

В худшем сценарии развития событий мы можем получить кошмарный мир, описанный Гербертом Уэллсом в классическом романе «Машина времени», где род человеческий в 802 701 г. от Рождества Христова разделен на два отдельных вида. Уэллс писал: «Понемногу истина открылась передо мной. Я понял, что человек разделился на два различных вида. Грациозные дети Верхнего Мира не были единственными нашими потомками: это беловатое отвратительное ночное существо, которое промелькнуло передо мной, также было наследником минувших веков».

Чтобы понять, насколько далеко могут зайти различия между людьми, просто посмотрите на свою собаку. Сегодня существуют тысячи пород собак, но все они происходят от вида Canis lupus — серого волка, который был одомашнен около 10 000 лет назад, в конце ледникового периода. Благодаря искусственному отбору, проводимому людьми, собаки сегодня бывают всевозможных форм и размеров. Искусственный отбор радикально изменил форму тела, темперамент, окраска и способности разных пород собак.

Собаки стареют в семь раз быстрее, чем люди, так что можно сказать: с момента расхождения с волком миновало приблизительно 1000 поколений. Если применить те же рассуждения к человеку, получим, что целенаправленный искусственный отбор может превратить человеческую расу в тысячи разных «пород» всего за 70 000 лет, хотя при этом все они будут принадлежать к одному и тому же виду. Генная инженерия, скорее всего, способна многократно ускорить этот процесс и уложить его в срок жизни одного поколения.

К счастью, есть основания считать, что расщепления человеческой расы на отдельные виды не произойдет, по крайней мере в этом столетии. Известно, что вид расщепляется в процессе эволюции, если географически он оказывается разделен на две популяции, не связанные между собой. Так произошло, к примеру, в Австралии, где физическая изоляция местных видов от всей остальной земной фауны привела к возникновению совершенно уникальных животных, таких как кенгуру и другие сумчатые. Человеческие популяции Земли, в противоположность животным, весьма мобильны, не имеют эволюционных узких мест и довольно сильно перемешаны.

Грегори Сток из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе сказал: «Традиционная Дарвинова эволюция в настоящее время практически не действует на человека и вряд ли будет действовать в обозримом будущем. Человеческая популяция слишком велика и перемешана, а факторы эволюционного давления слишком локальны и преходящи».

Есть еще и ограничения со стороны принципа пещерного человека.

Как мы уже говорили, человек часто отвергает технологические новинки (к примеру, безбумажный офис), когда они противоречат его природе, — а природа человека за последние 100 000 лет почти не изменилась. Может быть, люди не захотят заводить особых, генетически измененных детей, которые будут выглядеть как отклонение от нормы и вызывать насмешки со стороны сверстников. Это, надо заметить, снизит их шансы на успех в обществе. Одно дело — наряжать своих детей в нелепые одежды, и совсем другое — навсегда изменить их наследственность. (На свободном рынке, вероятно, найдется место и для необычных генов, но место это будет небольшим, ибо предложение определяется потребительским спросом.) Более чем вероятно, что к концу века супружеским парам будет предлагаться на выбор целая библиотека генов, предназначенных в большинстве своем для исключения генетических заболеваний; будут там и гены для кое-каких генетических улучшений. Однако желающих финансировать исследования необычных генов будет немного, потому что и спрос на них будет невелик.

Настоящая опасность в этом смысле исходит не от потребительских запросов, а от диктаторских правительств, которые могут захотеть использовать генную инженерию в собственных целях, к примеру для выращивания сильных и послушных солдат.

Еще одна проблема возникнет в отдаленном будущем, когда у Земли появятся колонии на других планетах, где сила тяжести и климатические условия будут сильно отличаться от земных. Тогда — возможно, в следующем веке — появится смысл подумать о создании новой породы людей, способных адаптироваться к различным параметрам гравитации и атмосферы. Возможно, эти новые люди смогут потреблять иное количество кислорода, приспособиться к иной продолжительности суток, будут отличаться от нас по массе и обладать иным обменом веществ. Однако космические путешествия надолго останутся дорогим удовольствием. К концу этого века мы — в лучшем случае — получим небольшую базу на Марсе, но подавляющее большинство людей будут по-прежнему жить на родной планете. В ближайшие десятилетия и даже, вероятно, столетия космические путешествия останутся удовольствием для профессионалов, для богачей и, возможно, для горстки безрассудных колонистов.

Так что расщепление человечества на несколько космических видов в родной Солнечной системе и за ее пределами произойдет не в этом столетии, а может быть, и не в следующем. В обозримом будущем, если не произойдет каких-то эпохальных прорывов в космических технологиях, мы в основном останемся прикованными к Земле.

Наконец, существует еще одна угроза, с которой человечество может столкнуться еще до 2100 г.: это опасность того, что технические достижения могут быть намеренно обращены против нас, в форме биологической войны.

Микробная война

Биологическая война стара как мир, по крайней мере, как Библия. Древние воины швыряли тела умерших от заразной болезни через стены осажденных городов или отравляли колодцы телами больных животных. Еще один известный способ борьбы с противником — раздать среди его людей зараженную оспой одежду и одеяла. Но современные технологии позволяют генетически сконструировать микробы, которые способны будут стереть с лица земли миллионы людей.

В 1972 г. США и Советский Союз подписали историческое соглашение, запрещающее использовать биологическое оружие в наступательных целях. Однако на сегодняшний день биоинженерные технологии получили такое развитие, что это соглашение практически потеряло смысл.

Во-первых, невозможно отличить наступательные технологии от оборонительных, когда речь идет об исследовании ДНК. Методы манипулирования генами можно использовать в любых целях.

Во-вторых, генная инженерия позволяет модифицировать микробы и превращать их в настоящее оружие, усиливая смертельный эффект или заразность. Когда-то считалось, что только США и Россия владеют последними пробирками с возбудителем оспы — величайшим убийцей в истории человечества. В 1992 г. один советский перебежчик заявил, что русские разработали на основе оспы боевой штамм и даже произвели его до 20 тонн. С развалом Советского Союза возникла реальная угроза того, что когда-нибудь террористы смогут за деньги получить доступ к этому смертельному оружию.

В 2005 г. биологам удалось реконструировать вирус испанки, который в 1918 г. погубил больше людей, чем Первая мировая война. Что интересно, для этого ученые исследовали тело женщины, умершей тогда и похороненной на Аляске, в вечной мерзлоте, и образцы, взятые у больных солдат американской армии во время эпидемии.

Исследователи опубликовали полный геном вируса испанки в Интернете, сделав его известным всему миру. Многие ученые сомневаются в разумности такого решения, ведь может случиться так, что какой-нибудь студент, имеющий доступ к университетской лаборатории, от нечего делать возродит одного из величайших убийц в истории человечества.

На короткое время геном вируса испанки стал настоящим «золотым дном» для ученых, которые смогли наконец проанализировать его гены и разрешить давнюю загадку: как могла крохотная мутация вируса истребить такое количество людей? Вскоре ответ был найден. Вирус испанки, в отличие от других разновидностей, вызывает излишне резкую реакцию иммунной системы, которая начинает выделять большое количество жидкости. Именно она в конце концов и убивает пациента — человек буквально тонет в собственных выделениях. Как только это выяснилось, появилась возможность сравнить гены, вызывающие этот смертельный эффект, с генами вируса HiNi и других разновидностей вируса гриппа. К счастью, ни в одном из них смертельный ген не обнаружен. Более того, теперь можно определить, как близко подошел тот или иной вирус к обретению такого опасного свойства; выяснилось, что HiNi все еще далек от роковой грани.

Но, если говорить о далекой перспективе, за все придется платить. С каждым годом манипулировать генами в живом организме становится все проще и проще. Цены на оборудование падают, а информация легко доступна в Интернете.

Некоторые ученые считают, что в ближайшие несколько десятилетий будет создана машина, которая позволит создавать любые гены, просто набирая на клавиатуре последовательность пар оснований. Если вы наберете A-T-C-G и нажмете ввод, машина автоматически вырежет из молекулы ДНК названные основания и составит из них ген. Если так, то даже школьники когда-нибудь смогут произвольно манипулировать формами жизни.

В одном из кошмарных сценариев развития событий присутствует вирус СПИДа, получивший возможность передаваться воздушно-капельным путем. К примеру, в геноме вируса простуды присутствуют гены, позволяющие им существовать в микроскопических капельках аэрозоля, поэтому малейший чих больного распространяет заразу. Напротив, вирус СПИДа в настоящее время очень неустойчив по отношению к факторам окружающей среды. Но если гены вируса простуды внедрить в вирус СПИДа, то не исключено, что этот вирус тоже обретет способность существовать вне человеческого тела, хотя бы недолго. Если вирус СПИДа начнет передаваться, как обычная простуда, зараженной окажется значительная часть населения Земли. Известно также, что вирусы и бактерии иногда обмениваются генами, так что существует вероятность того, что передача генов от вируса простуды вирусу СПИДа произойдет естественным путем. Правда, вероятность такой случайной передачи очень мала.

Не исключено, что в будущем какая-нибудь группа террористов или какое-нибудь безответственное государство захочет превратить СПИД в оружие. Единственное, что может помешать им пустить такое оружие в ход, — это понимание того, что стоит выпустить вирус в окружающий мир, и они сами тоже станут его жертвами.

После 11 сентября 2001 г. подобная угроза даже была отчасти реализована. Неизвестное лицо разослало по почте известным политикам США пакеты с белым порошком, содержащим споры сибирской язвы. Тщательное микроскопическое исследование белого порошка показало, что споры сибирской язвы были модифицированы в направлении максимальной смертности и разрушительности. Страну внезапно охватил страх: что, если какая-нибудь террористическая группа получила доступ к продвинутому биологическому оружию? Хотя споры сибирской язвы можно обнаружить в почве и практически всюду в природе, только человек с достаточно высокой подготовкой и маниакальными намерениями мог провести всю операцию: очистить и модифицировать сибирскую язву, а затем и реализовать этот безумный план.

Несмотря на самые интенсивные поиски, злоумышленник так и не был найден (хотя известно, что главный подозреваемый недавно покончил с собой). Из этого случая ясно, что даже одиночка с достаточной биологической подготовкой может запугать целую страну.

Надо сказать, что главным сдерживающим фактором в биологической войне выступает примитивный инстинкт самосохранения. Во время Первой мировой войны отравляющие газы реально применялись на поле боя, и стало ясно, что эффективность их применения невелика. Атмосферные условия (сила и направление ветра) нередко меняются самым непредсказуемым образом, так что газ вместо позиций противника вполне может накрыть ваши собственные позиции. Вообще, военный эффект отравляющих веществ заключается в основном в запугивании противника, а не в нанесении реального ущерба. Ни одно решительное сражение не было выиграно с применением ядовитого газа. И даже в разгар холодной войны обе стороны понимали, что отравляющие вещества и биологическое оружие могут произвести на поле боя непредсказуемый эффект, а война с их применением — легко перерасти в ядерную.

В данной главе речь шла о манипуляции генами, белками и молекулами. В связи с этим возникает следующий логичный вопрос: насколько реально манипулировать отдельными атомами?