Природа проявила себя искуснейшим химиком, какого только можно себе представить. Великим Химиком… Созданные ею биокатализаторы — ферменты — оставляют искусственные далеко позади. Не имеет себе равных природная химическая лаборатория — клетка. Мозг все же превосходит самую лучшую современную кибернетическую машину, — в нем почти пятнадцать миллиардов нервных клеток выполняют тончайшую, идеально слаженную работу. А всюду здесь химия, всюду белок и нуклеиновые кислоты — основа основ всего живого.
В шифре жизни закодирован химический план и клетки, и всего организма в целом. План — это не только контуры постройки, это ведь и очередность строительства: в каком порядке и когда создаются новые клетки, когда и как растет организм. Но ведь кто-то здесь — конечно, надо сказать не кто-то, а что-то — руководит постройкой, прекращает синтез белковых молекул именно тогда, когда нужно, не раньше, не позже! Если почему-либо это «что-то», этот регулятор роста выпадает, клетки растут бесконтрольно, возникает злокачественная опухоль.
Конечно, такова лишь самая общая картина. По поводу рака спорят давно, и полной ясности еще нет. Но, впрочем, уже удалось отыскать в клетках животных регуляторы их роста — один его замедляет, другой ускоряет. И интересно, что ускоритель встречается у более старых животных. Не потому ли рак чаще встречается у пожилых?
Не надо думать, что все так просто. Иначе со страшным бичом человечества уже покончили бы, и навсегда. Пока идут поиски, пока возникают и рушатся новые и новые гипотезы.
Все же предположим, что и в клетках человеческого тела найдутся те таинственные «ключики», от которых зависит нормальный или злокачественный рост, Вот тогда-то наступит очередь настоящей химиотерапии рака. Тогда искусственно созданные вещества, способные задержать болезнь, упорядочить, ввести в норму белковый синтез, примутся за дело.
Не нож хирурга, к которому прибегают и до сих пор, а химия победит рак. Она создает препараты, которые наведут порядок в строительстве новых клеток, И вирус, который способен был бы бороться против раковой опухоли, — это ведь тоже будущее синтетической химии.
Да и с одним ли раком будет покончено навсегда? Есть ведь много недугов, получивших даже особое название — молекулярные болезни. Каких только бед они не творят! На свет рождаются уроды, обреченные на жалкое прозябание или недолгую мучительную жизнь. Какой-то один атом оказывается не на своем месте, и человек заболевает неизлечимой болезнью крови, болезнью, к тому же передающейся по наследству. «Молекулярных» больных не единицы, во всем мире их сотни тысяч. Эти жертвы надо спасти. Слово — за биохимией.
Одновременно идет наступление и на другие болезни, в первую очередь — на болезни мозга.
Лекарство от безумия? Кое-что есть и сейчас, но сделано далеко не все. Надо, чтобы все душевнобольные вернулись в строй, а этого-то как раз сделать пока не удается. Между тем химической подкладке во многом обязаны и душевные расстройства. Нарушается ход химических реакций в мозгу. Если знать, каких и как, то и здесь удастся восстановить порядок.
И не открывается ли перед психофармакологией возможность лечения тяжелых психических недугов, возможность создания синтетических лекарств от безумия и других болезней? К тому же стоило бы порой полечить и тех, кого считают вполне здоровыми.
Не только у больных портится настроение иной раз от совершенно необъяснимых причин. Волнение, усталость, бессонница — спутники слишком нервной жизни нашего века. Отдых, курорты — все это хорошо. Но, может быть, попытаться и как-то иначе помочь сохранить ровное настроение, бодрость, способность работать? Возникает химия настроений. Для чего? Чтобы специальными препаратами снять возбуждение, подавить усталость, вернуть работоспособность. Космонавт или гидронавт, путешественник в иные миры либо в неизведанное подводное царство на нашей планете, геонавт — разведчик земных глубин… Да и мало ли еще кому из участников необычных экспедиций придут они на помощь!
Возникнет химия защиты от опасностей космического полета, от тех угроз, с которыми столкнутся исследователи Неведомого.
Химики усиленно изучают, какие и в каких отделах мозга находятся химические вещества. Задача огромной сложности: приходится иметь дело с ультрамикроскопическими весовыми единицами. Обнаружить их в живом мозге можно только по тем реакциям, в которые они вступают. Конечная цель не только в том, чтобы понять роль этих почти невесомых количеств, — цель еще и в том, чтобы создать новые препараты, которые избавили бы человека от заболеваний мозга и нервной системы.
Но надо ли лечить здорового человека? Разумеется, нет, ответит всякий. Здоровому человеку нужны, пожалуй, только режим, только физкультура. А химия… лекарственная химия — для больных.
Неверно! Человек иногда попадает в необычную обстановку. Тогда от него требуется напряжение всех физических и духовных сил. Он может оказаться в таких условиях, которые подействуют на его настроение, на его работоспособность. Ему может угрожать внезапная опасность.
Самый яркий пример — космонавт. Самая необычная обстановка, в какую попадал когда-либо человек, — обстановка космического полета, И особенно необычной будет она для космонавтов завтрашнего дня, когда наши корабли отправятся в дальние рейсы. Недели, месяцы, а может быть, и годы придется им провести в тесном, изолированном от всего окружающего мирке. Однообразие, монотонность, отсутствие впечатлений, а может быть, и полное одиночество — как повлияют они на человека?
К этому надо добавить еще и какие-то неожиданности, и встречу с неизвестным, что невозможно ни предугадать, ни предусмотреть. Какой бы могущественной техникой ни был вооружен человек, он все же остается человеком. И химия придет ему на помощь.
Она даст ему препараты, снимающие усталость, возбуждение, угнетенность, поднимающие настроение, жизненный тонус и, значит, работоспособность. Она даст ему средства, которые защитят от радиации во время солнечных вспышек. Химия настроений со временем перерастет в химию защиты. Она создаст такие вещества, которые помогут переносить опасности полета: излучения, холод, перегрузки, вибрации, укачивание, невесомость.
Радиация рушит удивительно слаженный клеточный механизм. Клетки перестают нормально делиться. Они остаются живыми, но заключенные в них молекулы, передающие наследственные свойства, меняют свою структуру. И в лучшую ли сторону? Нет, потомство может получиться неполноценным. Радиоактивная зараза может проявить себя много лет спустя — не только на родителях, но и на детях. Это коварный враг, что-то вроде биологической мины замедленного действия.
А человечеству доведется в будущем все дальше и дальше совершать вылазки в космос, все дольше и дольше в нем бывать.
Говорят о биологической защите — прослойках, поглощающих экранах, проектируют в звездолетах «штормовые» отсеки на тот случай, когда вспышки на Солнце заполняют всю Солнечную систему смертоносными лучами. Это так, и все же… Потребуется еще и химическая защита от радиации, которая закрыла бы излучениям дорогу в клетку, которая помешала бы поражению ее наследственного начала.
Химическими средствами, вероятно, можно будет повысить устойчивость к разного рода воздействиям не только у человека, но и у животных и растений. Создадут и вещества, помогающие в сочетании с иными способами несколько приостановить жизнедеятельность организма, снизить, например в случае необходимости, потребление пищи, кислорода. Можно будет влиять на природу самого человека, чтобы помочь ему штурмовать космос. Человек располагает уже достаточно многим, чтобы управлять реактором жизни, каким является клетка.
Он уже может убивать сорняки, не задевая полезных растений, Он может истреблять множество вредных насекомых. Он создает витамины, в которых нуждаются и животные, и люди. Он выводит полезные микроорганизмы, воздействуя на них химически, меняя в нужную сторону их наследственные свойства.
И всюду здесь участвуют вещества, название которых говорит за себя, — физиологически-активные, способные вмешиваться в жизнь клетки. Они могут наладить или, наоборот, разрушить этот химический реактор. Как — мы еще в деталях не знаем. Потому и подбирают их чисто опытным путем.
Но ведь можно было бы действовать не вслепую: предсказывать и характер, и силу действия того или иного вещества. У биохимика будет план поиска, и он догонит природу, хотя у нее за плечами миллионолетний опыт. Он сможет сознательно «конструировать» лекарства и витамины, ядохимикаты и мутагены — вещества, изменяющие наследственность.
Человеку делают прививку, и это защищает его от болезни. Ведь в основе невосприимчивости, иммунитета все та же белковая химия. В организм вводятся вакцины, и в нем вырабатываются особые белковые антитела — борцы с инфекцией. Если удастся полностью овладеть биосинтезом, то насколько лучше могли бы мы предупреждать болезни!
Вероятно, научатся создавать и совершенно новые препараты, чтобы воздействовать на любые клетки с любой целью. Сумеют воспользоваться для этого и радиацией.
Кто знает, быть может, в малых дозах космические излучения на внеземных станциях окажут благотворное влияние — если не на человека, то на растения и животных?
Здоровье и активное долголетие будут, конечно, для биохимии грядущего проблемой номер один. Она станет еще более важной помощницей медицины. Но ей поручат решать и другие задачи, о которых сейчас тоже можно лишь мечтать.
Изменять свою внешность, если кто-нибудь этого захочет. Изменять свой рост. Карлика или гиганта сделать людьми нормального роста.
Природа создала мышцу — превосходный двигатель с высоким к.п.д.
К.п.д. «мышечного двигателя» человека близок к ста процентам. Некоторые из мышц работают без устали всю человеческую жизнь. Вспомним хотя бы сердце. Оно за сутки перекачивает до семи тонн крови! А мышечное волокно-двигатель из искусственного белка — оно на что может пригодиться?
Такому двигателю не нужно горючее, его заменят кислота и щелочь, которых понадобится совсем немного. Искусственный биополимер будет то растягиваться, то сокращаться, когда на него попадут капельки щелочи или кислоты.
Где же найдет себе применение искусственная мышца?
Прежде всего она заменит своих природных собратьев — изношенных, плохо работающих или даже совсем почему-либо вышедших из строя. В сочетании с искусственным нервом она поможет обрести зрение многим слепым, даст руки и ноги парализованным.
Мы говорили о помощи человеку. А теперь — о переделке его.
Разговор пойдет о существе разумном, частице живого и венце творения природы. Ему, прошедшему долгий путь от человекообразного до человека, ему-то предстоит дальше еще меняться или здесь достигнут предел?
Фантасты, конечно, задумывались и над этим. Все течет, все изменяется. Мы — исключение? Отнюдь нет. Правда, за плечами у нас длиннейшая вереница эпох. Разницу не уловишь, если возьмешь промежуток хотя бы и в тысячу лет. Оперировать надо отрезками подлиннее, заглядывать вперед придется (как и назад) тоже на тысячелетия. Тогда в привычный облик потребуется внести поправки.
Какие же? Каким он будет, житель энного века, далекий потомок современника? Каким рисуется его облик мысленному взору тех, кто фантазировал не только о делах наших, а и о нас самих? Уж раз напридумывали всевозможных обитателей чужих земель, так почему бы не придумать землянина — каким он станет, скажем, через тысячу или миллион лет? И придумывали… Фантазия заводила иной раз слишком далеко.
— Машины все более и более освобождают людей от физического труда, — говорил один, начиная строить свои представления о Грядущем. — Мозг, а не руки — главное для отдаленных наших потомков. Да и ноги не очень-то им будут нужны. Зачем они, когда в городах — самодвижущиеся тротуары, когда куда угодно доставит вас какой-нибудь вездеход или везделет? Физическая сила — она исчезнет, как исчез хвост у человекообразной обезьяны. Зато голова… Голова будет действительно всему телу головой.
На тонкой шее — лысый (волосы тоже ни к чему, долой атавизм!) череп, череп-гигант. Хилое тельце, слабые ручки и ножки, впечатление от него, словно от зародыша, почему-то ставшего подобием все-таки человека. Живет лишь мозг, разросшийся до невероятных размеров, живут глаза — несоразмерно большие, излучающие трепетную мысль. А рот — маленький, ушей почти нет: в основном это странное существо изъясняется мысленно, мозг — генератор мысли, ее передатчик, биорадиостанция. Мыслеприказам повинуются машины, мыслями бесшумно обменивается такой малоподвижный человек-мозг с подобными же существами.
Бр-р! Пародия? Карикатура? Нет, вполне серьезно: и такой бывала фантазия, когда размышляли, куда пойдет человек.
Больше всего работать мозгу? Значит, ему и расти, говорил конструктор человека-мозга. Тело выродится, атрофируется, станет частично ненужным, как стал ненужным нам аппендикс — отросток слепой кишки. Останется лишь то, что нужно черепу, где надежно запрятан совершеннейший мыслительный аппарат.
Признаюсь, я не так уж много выдумал. И даже не отправлялся от селенитов Уэллса, хотя и мог: у него среди лунных жителей я бы нашел и мыслителей с чудовищным мозгом, и рабочих, у которых главное — руки. Все же описал я именно человека, а не жителя Луны.
Нам сейчас это описание облика нашего потомка кажется безудержной фантазией, выдумкой — и только. Но почва для нее в свое время была. Началось бурное развитие автоматики и радио. Кое-кому казалось, что на долю человека достанется одно: мыслить да управлять машинами. Прошли бы век за веком, к чему это привело?.. Вот и появилось воплощение мыслительной машины в земном варианте урода-селенита из романа «Первые люди на Луне»…
Современные наши фантасты представляют себе иную картину.
Высокие, сильные, гармонично развитые и, главное, красивые люди. Они похожи на нас, Это мы, но мы — улучшенные, облагороженные, лишенные наших телесных (и моральных) недостатков. Все лучшее, что есть в современнике, собрано в них воедино. Оттого необычайно привлекателен их портрет. Фантасты описали идеал, вершину, к которой идет человечество, — сочетание силы, ума и… далее, каждый из них добавлял качества по своему усмотрению.
Один наделял человека зрением, куда более острым, чем у нас, или таким, какое позволяло видеть недоступное — за световым окошечком электромагнитного спектра. Другой увлекался телепатией, и люди у него разговаривают мысленно. Третий дарил людям будущего удивительную остроту зрения, обоняния, осязания и других органов чувств, утраченную нами на протяжении тысячелетий. И так далее…
Справедливости ради стоит заметить: особым разнообразием все эти портреты не отличались. Революции не предполагалось, тип человеческий оставляли фактически таким, как сейчас, без коренных поправок.
Более того: многие из тех, кто писал о будущем, перестали что-либо в своих героях менять. Вплоть до имен и фамилий, до знакомых словечек и выражений в лексиконе, будто бы ничего не значили десятки прошедших лет… Когда десятки — куда ни шло, может быть, так это и будет. И уж, во всяком случае, о разительных внешних переменах не приходится говорить.
Когда же события разворачиваются через тысячу лет, просто перенести туда нашего современника уже не удастся. Совершенно очевидно, что вступит в свои права эволюция, вдобавок ускоренная бешеным темпом будущей жизни.
Человека нельзя оторвать от обстановки, в которой он живет. Труд преобразил обезьяну в обезьяночеловека. Жизнь постепенно лепила из него существо разумное, наделенное всем, чем мы наделены теперь.
Процесс приостановился? Нет, но стал как бы скрытым. Оденьте кроманьонца в пиджак и брюки, обрейте ему нечесаную бороду и приведите в порядок прическу — вряд ли отличите его в толпе, не заговорив с ним. Разве лишь антрополог, чья профессия — наука о человеке, сразу разоблачит маскарад.
Ничего не менять — значительно проще, тем более что фантасты не антропологи. Столь же несложно нарисовать и синтетический образ, собрав в нем все лучшее, все, что хотелось бы видеть в потомках.
Мы ведь хотим стать такими — здоровыми, бодрыми, развитыми всесторонне. В каждом из нас душа спортсмена — кого не радует ощущение физического здоровья, силы, наслаждение радостью бытия! А далее берут слово профессия, условия жизни.
Получается разнобой. Характер труда изменится. А изменятся ли люди? И как? Вопрос сложный. Человек-мозг, конечно, крайность. Антропологи говорят: не станет человек только мыслящей машиной, иначе человечество выродится.
Наоборот, свободного времени у людей будет больше, больше они будут заниматься физкультурой и спортом, мозг и тело не станут противостоять друг другу.
И на страницах романов о далеком грядущем космонавты и кибернетики — люди в самом простом и здоровом понимании этого слова. Никаких отклонений, вызванных спецификой времени, никаких уродств.
Пусть люди будущего наделены экзотическими, непривычными для нас именами, пусть они овладели высшими знаниями, пусть совершают свои удивительные подвиги. Пусть иначе, чем мы, живут, любят, страдают и борются. Вполне естественно! Ибо что же такое жизнь, как не любовь, не подвиг, не борьба?
Итак, ничего необычного не произойдет. Даже в далеком будущем чего-то необычного в человеке не встретишь. И скорее всего, он не будет столь резко отличаться от нас с вами, как отличался бы, вероятно, гипотетический житель из звездной системы Тау Кита.
Даже если пройдет достаточное время, то вряд ли появится новая ступенька в эволюции человека разумного. Отличия будут, но куда менее резкие, чем между кроманьонцем и его предшественником неандертальцем.
Выходит, правы те фантасты, которые даже и через тысячелетия не делают из человека какого-то необычайного с нашей точки зрения существа.
Но попробуем вдуматься поглубже. Бессмысленно плодить уродов или наделять потомков чем-то сверхъестественным, чего у нас нет. А оставлять природу человечества все же в целом неизменной — верно ли это? Неужели так-таки ничего с ним не произойдет?
От приспособления, от пассивной зависимости к активному вмешательству в природные дела, к созданию второй природы — таков ведь был путь человека. Власть его расширилась до необычайных пределов. Что же, из-под этой власти сам он себя разве исключит? Разве не попробует поправить природу и в самом себе?
Ему есть что поправлять. Он бессилен против многих болезней и времени, он не в силах побороть неотвратимую старость, так же как и неотвратимую смерть.
Пустяк, случайность могут сделать его инвалидом, а то и вовсе оборвать жизнь. Только в критические моменты, ценой невероятного напряжения он может вынести тяжелую физическую нагрузку, выйти из опасных ситуаций, побороть слабость, усталость, страх. И он ведь с завистью присматривается к миру животных, он, стоящий неизмеримо выше!
Ему не вынести такой сильной жары и такого холода, какие переносят животные. Он погибнет и от тысячной доли радиации, которую легко переносят микробы. Он не может жить в двух стихиях, как земноводные.
Даже самое простое — он видит, слышит, осязает какую-то ничтожную частичку тех событий, какие происходят во внешнем мире.
Конечно, он создал великое множество машин и приборов и создаст их немало еще. Опыт животных ему поможет. В этом направлении вряд ли стоит что-либо менять — в остроте человеческих органов чувств, в устройстве его тела.
Однако кое-что не мешало бы у человека изменить.
Он живет на островах среди безбрежного Мирового океана, а вход туда ему без техники закрыт. Человеку-амфибии был бы подвластен весь земной шар, а не одна только суша!
Сейчас человек пробует без акваланга опускаться на большие глубины, дышать под водой, как дышат киты. С помощью всяческих ухищрений пробует он стать человеком-рыбой. И не появятся ли когда-нибудь созданные с участием химии настоящие Ихтиандры? Море покорится этим людям, для которых воздух и вода станут одинаково привычной стихией…
«Рано или поздно человечество поселится на дне моря… В океане появятся города, больницы, театры… Я вижу новую расу «Гомо акватикус» — грядущее поколение, рожденное в подводных деревнях и окончательно приспособившееся к окружающей среде», — пишет известный французский покоритель глубин Жак-Ив Кусто.
Человек будет жить и в космосе, за пределами Земли, а ведь выйти за борт корабля без техники он не может. Человеку придется встречаться там с неведомыми опасностями, которые таят и космическое пространство, и чужие миры. Путешествия к звездам займут десятки лет, и жизни человеческой может для этого не хватить, как не хватит ни пищи, ни воды, ни кислорода.
Словом, на помощь технике должны прийти биология и химия, чтобы в самом человеческом организме отыскать скрытые резервы, чтобы вмешаться в, казалось бы, раз и навсегда заведенные природой порядки.
Да и в обычных делах, не связанных ни с какими путешествиями и опасностями, разве не заманчиво было бы научиться менять кое-что в нас самих?
Заставить острее и лучше работать свою память — ведь запоминать с каждым годом приходится все больше, даже школьникам и студентам.
Развить способности в какой-то мере; обострить восприятие, усилить сосредоточенность и внимание — словом, помочь мышлению, когда необходимо, — для химии посильная и важная задача. Только нельзя забывать о воздействии любых препаратов на клетки, в том числе мозговые: никаких вредных последствий, никакого побочного эффекта быть не должно.
Можно будет улучшить человеческую память. Здесь человек природу дополнит. Это, пожалуй, одно из самых необычных применений, которые найдет искусственный белок.
Молекуле безразлично, какую информацию в ней зашифруют. Зашифровке же поддаются любые понятия. Ведь переводится же все богатство знаний на единый кибернетический язык.
Возможно, осуществится и такая фантастическая идея. Изготовят белки, в молекулах которых будет записано нечто, что нужно запомнить: формулы, слова чужого языка, всевозможные числовые справки, которые в памяти укладываются с трудом. Проглотим такие белки, и кровь доставит их в нервные и мозговые ткани, и там осядет вся принесенная ими «премудрость». Память получит тот материал, который нужно усвоить.
Как давно известное, будет человек вспоминать эту съеденную им информацию, если ему о ней только напомнят. Она для него будет уже не новинкой. Учащиеся будут избавлены от механического запоминания, заучивания. И насколько же облегчится тогда обучение, научная работа да и вообще наша умственная жизнь!
Это не пересказ утопического рассказа. Так считает американский ученый Мак Конелл, проводивший первые опыты по изучению химизма памяти над животными.
Все же мы еще далеки от окончательного решения. Предположение о том, что память, как и наследственный код, зашифрована химическим языком в молекулах нуклеиновых кислот, — пока еще гипотеза. Насколько близка она к истине, покажет будущее.
И поиск должен продолжаться. В целом ом идет по верному пути, потому что связь между работой мозга, белковым синтезом и нуклеиновыми кислотами несомненна. Советский ученый К. Кафиани замечает: «Это будет величайшей победой человеческого разума, ибо память лежит в основе познания и мышления. Активное овладение этими таинственными явлениями, основанное на знании механизмов, вероятно, сыграет огромную роль в прогрессе человечества».
Создавая искусственную пищу, синтезируя белок, химия вторгается в живую природу. Живая клетка задала множество загадок и биологам и химикам.
Медицина и химия вместе станут работать над тем, чтобы совершенное существо — человека — сделать еще совершеннее, помочь ему жить и работать, стать выносливее, сильнее, мобилизовать, когда нужно, скрытые резервы организма.
Давно пора попристальнее посмотреть на то, что происходит в тайниках живого. Мы уже нашли многие удивительные «приборы», которыми снабдила природа животных. В нас самих есть немало такого, чему может и должен поучиться современный инженер. Будущий — тем более.
Усовершенствовать мозг? Что ж, и об этом думали фантасты. В конце концов, и он ведь продукт все той же эволюции за миллионолетия. И появляются же гении — их мозг устроен, видимо, несколько иначе, чем у остальных, рядовых людей. Быть может, извилин в нем больше? Так рассуждает один из фантастов. А рассудив, производит со своим героем редчайшую хирургическую операцию (не берусь описывать ее подробнее, она — секрет автора).
У этого человека возрастает поэтому общая поверхность мозгового вещества. Возрастает будто бы способность мыслить: решения труднейших проблем, над которыми бьются ученые, даются ему легко. Он, выражаясь по-современному, становится словно природной кибернетической машиной. Именно природной, ибо искусственной, даже совершенной, до настоящего мозга далеко. Ведь человек мыслит творчески…
Возможна ли подобная операция? Разумеется, нет. Да и прежде всего не нужна. Знай автор тогда побольше о биохимии мысли, он заменил бы скальпель химическим препаратом: единственно верный путь.
Замечу уж сразу, что гениев вряд ли будут «изготовлять» химически. Это невозможно. Да и нужды в том нет. У человека есть умнейшие помощники — «киберы», как их иногда сокращенно именуют фантасты. В будущем их станет больше, они «поумнеют». С их помощью многое удастся решить.
Изучение тайн мозга, этого совершеннейшего природного химико-кибернетического механизма, поможет создать машины самообучающиеся, обладающие практически всеобъемлющей памятью. У мозга поучатся и тому, как сделать машину сверхнадежной.
О химическом механизме памяти мы знаем еще очень мало.
При работе мозга происходят, по-видимому, перестановки атомов.
Достаточно одному из них занять новое место, и устройство сработает: то, что нужно запомнить, остается отмеченным, Когда понадобится, клетки его расшифруют, мозг истолкует. Вариантов таких перемен — бесчисленное множество, ибо молекулы сложны. Иначе трудно понять, почему памятью обладают все животные, даже самые простейшие организмы: одним возбуждением нервов этого не объяснишь.
Как бы то ни было, познание химизма памяти подскажет, как улучшить запоминающие устройства электронных машин. Фантастикой звучит пока что предположение о кибернетических машинах, которые не только сравняются с человеком, но и превзойдут его, чтобы ему помочь. Я имею здесь в виду, конечно, работу органов чувств.
Кстати, их не пять, как принято думать, а больше, К обонянию, осязанию, зрению, слуху и вкусу следует добавить ощущение невесомости и перегрузки, потерю равновесия.
Нельзя забывать и про чувство времени — способность замечать определенные временные промежутки.
Бесконечно разнообразен этот поток информации, не прекращающийся ни на секунду. Вся масса сведений об окружающем мире перерабатывается, сортируется и в конце концов служит исходным материалом для выработки управляющих команд. Тогда наступает очередь сложнейших биохимических реакций. В дело вступают нервы, а затем — мышцы.
Такова грубейшая схема.
Автоматы будущего смогут перестраиваться на ходу, их отдельные элементы будут действовать так же целесообразно, как и клетки мозга. Случайность не нарушит работу, выход из строя отдельных частей не остановит машину.
Итак, учеба у природы, поправки к ней, улучшение человека… Все это — биология! При чем же здесь химия завтра?
Но дело обстоит совсем не так! Химия в живой природе проявляет себя всюду. Очень многого мы, правда, еще не знаем, однако уже уверены в химической основе жизни. Если так — отсюда и путь к управлению человеком в союзе с биологией и кибернетикой.
И право же, жаль, что, мечтая о человеке грядущего, фантасты как-то обходили до сих пор химию. Ведь именно в ней и скрыты возможности самые фантастические. Она как бы способна заменить тысячелетия эволюции, которые выработали из человека, в общем-то, очень совершенное живое существо. Она даст человеку такое могущество, которого ему при всем его совершенстве пока не хватает, — власть над самим собой.
Займемся теперь тем, что еще, возможно, станет на повестку дня уже не Завтра, а Послезавтра.
Нет ничего невероятного в том, чтобы создавать направленным синтезом совершенно новые формы живых организмов.
Мысль эта кажется дикой поначалу лишь из-за нашей привязанности к старому. Здесь нельзя провести никаких параллелей, это будет не гибрид, не соединение двух извечных начал, которые дают что-то новое, невиданное раньше (и все же похожее на своих родителей — вроде грейпфрута или зубробизона). Это не будет и результатом переделки чего-то известного с помощью отбора (новый сорт растения, новая порода животного).
Нет, это будет нечто совершенно новое, созданное по заказу, по заранее составленному плану, с заранее задуманными качествами. А что именно — уступим здесь место фантастам, потому что напридумывать можно достаточно много.
Но, может быть, стоит всерьез подумать и о том, какой бы могла быть новая жизнь, изготовленная по заказу, с такими свойствами, какие нам хотелось бы иметь?
«Подумайте: если верно, что можно в искусственных условиях дать начало жизни, которая будет во много устойчивей нынешней, то почему не ускорить темп ее эволюции? Почему не помочь человечеству развиваться быстрее и разумнее? Ведь тут не надо ждать миллионы лет: мы сами будем строить эту новую жизнь. И если она окажется лучше нашей, нам не должно быть обидно. Ведь ее подготовили мы…»
Эти слова принадлежат не увлекающемуся фантасту, а ученому.
И не окажется ли, в конце концов, что через множество поколений живой мир нашей планеты изменится так, что мы бы его не узнали? Земля далекого Завтра показалась бы нам неведомым спутником чужого солнца…
Так что же дальше? Синтетическая жизнь? Быть может, искусственный разум? Но это уж слишком, возразят мне. Ведь мы должны, и фантазируя, оставаться на почве науки, Но откройте книгу английского ученого и писателя Артура Кларка. «Профили грядущего» называется она. В табличке-хронологии будущих завоеваний стоит и то и другое.
Впрочем, Артур Кларк не вдается в подробности. Он имеет в виду отнюдь не первые десятилетия XXI века.
Можно вырастить недостающий орган, но можно, вероятно, и заменить изношенный, отработавший новым. Сейчас еще не всегда удается прирастить чужеродную ткань, преодолеть барьер несовместимости, хотя этот барьер наука штурмует уже давно. Безусловно, создадут такие синтетические биополимеры, которые легко приживутся в организме.
Будущее обещает восстановление заболевших или утраченных органов. Запасные части для человека из искусственных биополимеров, а может быть, из искусственно созданной живой ткани — от таких перспектив действительно может закружиться голова…
Люди могли бы жить, как утверждает медицина, не менее ста пятидесяти лет. Завтрашняя биохимия обещает не только достигнуть этого предела, но и превзойти его. И, кто знает, вероятно, человечество далекого Завтра могло бы практически обеспечить себе бессмертие.
Будет ли только это необходимо? Тут стоит поразмыслить. По этому поводу высказывают разные мнения.
Бессмертие? Не лишит ли оно род человеческий стремления к прогрессу? Не лишит ли оно человека интереса к жизни? Ведь впереди у него вечность, никуда не надо спешить, ничто от него не уйдет… И писатель Г. Гор в рассказе «Ольга Нсу» пытается показать те потери, которые повлекло бы за собой бессмертие.
А вот другие слова. «Человек вышел из-под власти естественного отбора. Он уже не приспосабливается к условиям внешней среды, а создает вокруг себя искусственную благоприятную среду, переделывая природу. Ему не нужна смерть как фактор, ускоряющий совершенствование человечества от поколения к поколению».
Так говорит член-корреспондент Академии наук СССР В. Купревич.
И все же решать эту проблему не нам, а нашим далеким потомкам…
В ядре клетки записаны свойства будущего поколения. Это своего рода программа всей человеческой жизни. Она развернута во времени. Она определяет все, что должно произойти. Если так, то в клетке записана вся ее жизнь, ее старость, запрограммирована, в конце концов, ее гибель. В свойствах опять-таки нуклеиновых кислот, заключенных в ядре клетки, надо искать, по-видимому, причину старения и смерти.
Пример, который дает биология: лососевые рыбы гибнут после нереста. Почему? Да потому, что в их клетках перестают — в совершенно определенное время — вырабатываться необходимые белки. И не здесь ли надо искать ключ к механизму старения?
Ученые думают, что природа создала какой-то регулятор клеточного деления, какой-то выключатель, который прекращает рост. Он начинает действовать по-разному у разных животных: у кого-то раньше, у кого-то позже. Иначе все жили бы одинаково долго.
Опять о рыбах: самки камбалы не стареют. Рост у них замедляется, но не прекращается совсем, и если они погибают, то не естественной смертью. И ведь это потрясающей важности факт. Гибель и смерть — не одно и то же! Смерть не всегда была присуща живому. Когда-то древние существа гибли, но не умирали от старости.
Мир не перенаселился, потому что происходила борьба за существование, потому что был голод, были стихийные бедствия, да и мало ли что не происходило на неблагоустроенной первобытной Земле!
Смерть появилась все-таки, но без старости. Животные размножались — и родители сразу же гибли, как гибнут однолетние растения, кальмары, некоторые рыбы, пчелиные самцы — трутни.
Лишь потом смерти стало предшествовать старение, которое значительно ослабляет защитные силы организма.
Итак, человек развивается по программе — кибернетики и биологи не сомневаются в этом. Выходит, человек — автомат? Если под автоматом понимать сложнейшую саморегулирующуюся систему с гибкой программой, чутко откликающуюся на все происходящее вокруг, то да. Природа позаботилась и о резервах: человек выздоравливает, раны заживают. Однако в такой идеал не вписывается смертельный исход. А ведь он, увы, бывает.
Вот тут-то на первый план начинает выдвигаться химия — «химия отклонений», химия, которая возникает как результат отклонений от биокибернетической программы. Отклонения неизбежны. Даже в идеальной саморегулирующейся системе ошибок регулирования не избежать. Сначала их немного, но со временем накапливается все больше и больше. Новые ошибки прибавляются к старым, отклонения нарастают, и организм, отнюдь не запрограммированный на старение, на смерть, стареет и умирает.
Накопление ошибок — одна из многочисленных гипотез о причинах старения и смерти. Есть среди них и другая — о «гормоне смерти», особом веществе, которое в определенный момент вырабатывается самими организмами и прекращает жизнь.
Молекулы, в которых записан наследственный код, меняются с возрастом, и на них влияют, в частности, свободные радикалы.
Но можно ли бороться с неизбежностью?
Слово химии. С химической точки зрения, жизнь — цепь реакций, цепь превращений. В химическом выражении старение и смерть — это появление вредных веществ или недостаток полезных. Это, возможно, появление «гормона смерти».
Если действительно есть какое-то вещество, которое вырабатывается в определенный момент и гасит жизнь, то и против него найдется средство.
Значит, химия же подскажет выход. Поскольку организм развивается по программе жизни, записанной наследственным кодом, то, возможно, удастся замедлить исполнение этой программы, ее считывание.
Особенно важно было бы такое замедление для клеток нервных: они выходят из строя раньше других.
На помощь химии придет кибернетика.
Она ведь создает все более совершенные, и притом самоусовершенствующиеся машины. Так почему бы не появиться в конце концов искусственному мозгу — на первых порах он заработает параллельно с естественным.
Пока он не истощился, кибернетический его двойник будет учиться, усваивать, накапливать знания, привычки, вкусы, характер. А затем… затем живой мозг, сделав свое дело, отключится. Человек будет жить с протезированными органами и даже с искусственным мозгом!
Опять повторится то же самое! Такое полукибернетическое создание, унаследовавшее от живого человека его интеллект, будет жить, но, живя, накапливать ошибки.
И с ними опять будут бороться подобным же путем…
Лучше поставить здесь отточие, потому что фантазировать не стоит.
Все, что написано до этого, — отнюдь не вымысел досужего человека, это предвидение ученого. И заключая его, лауреат Ленинской премии профессор Н. Амосов говорит:
«В борьбе со старостью методы «чистой» медицины изживают себя. Жизнь человека станет дольше только благодаря успехам физики, химии, кибернетики, которые внесут свой решающий вклад в новую медицину — медицину будущего».
Надо сразу оговориться, что наши представления о причинах старости и смерти все же далеко не полны.
Пока лишь предположения, пока лишь попытка понять, почему все живое неизбежно обречено на гибель.
Одно несомненно: в основе биологии лежат химия и физика, физика и химия.
Новая химия, химия последних десятилетий, идет вперед столь быстро, что кажется, будто прошли не годы, а века. Так много сделано, так много неведомого ранее стало известным, так бурно развиваются самые разные направления химической науки… Как река в половодье, химия выходит из старых берегов и прокладывает все новые и новые русла.
ФАНТАСТЫ ПРЕДЛАГАЮТ…
Поставщиком химических идей — сногсшибательных, ошеломляющих своими перспективами — выступила вроде бы хорошо знакомая природа. Фантасты вряд ли ошибались, изображая биохимию будущего как кладезь чудес.
Вот примеры из фантастики. В повести В. Немцова «СЛ-1» (1948 год) описан «усилитель запахов». Он обнаруживает многие элементы и их соединения на расстоянии в сотни метров. Перед человеком, вооруженным этим прибором, словно заново раскрывается мир — мир великого множества ранее неуловимых пахучих веществ, мир, в котором легко отыскать различные руды и разгадать загадки растительного и животного царства.
* * *
Сейчас тренировка позволяет (хотя и не очень намного) раздвинуть поставленные природой пределы выносливости. Она помогает выносить холод и тепло, низкое давление, перегрузки и невесомость, недостаток пищи и воды.
Не появятся ли когда-нибудь люди, способные жить в космосе? Слово К. Э. Циолковскому, вернее, тем космическим, «эфирным» существам, с которыми беседует герой его «Грез о Земле и Небе».
«Наши тела изменялись понемногу и применялись к жизни в пустоте… Мы ничего не едим в том смысле, как вы это понимаете, мы питаемся и развиваемся, подобно растениям, действием солнечных лучей… Мы дышим и едим вот как: видите зеленые придатки нашего тела, имеющие вид красивых изумрудных крыльев? В них содержатся зернышки хлорофилла. Крылья благодаря своей стекловидной оболочке ничего не выпускают наружу, но зато свободно, почти без потери, пропускают свет солнечных лучей. Лучи эти разлагают углекислоту, растворенную в соках, что струятся в наших крыльях… и совершают тысячи других химических работ.
«Негодные» выделения… идут непрерывными потоками в растительные части нашего тела и превращаются в годные работою Солнца. Совершается вечный круговорот, и мы не нуждаемся ни в пище, ни в питье, ни в кислороде… У нас есть регулятор, который показывает, что пора обернуть к Солнцу наши крылья, чтобы не заснуть. Если мы не захотим послушать этого указания, то засыпаем. Когда наступает опасность истощения, регулятор будит нас… У нас есть особые регуляторы жизни, которые мешают телу стариться, слабеть и вообще изменяться во вред себе».
Когда говорят о переделке человеческого организма, то невольно вспоминаются еще и другие фантастические картины. Они тоже связаны с космосом. Ведь Земля, несомненно, не единственная обитаемая планета во Вселенной! И астрономия, и физика, и биология, и кибернетика, и химия (химия живого!) говорят: в подходящих условиях жизнь может развиваться вплоть до существ разумных, которых, возможно, людьми и не назовешь. «Жители иного мира» — скажем осторожно так.
Возникает интересный вопрос: мы учимся совершенствовать себя; в далекой перспективе, как мечтал К. Э. Циолковский, видим даже «эфирных существ», живущих в пустоте и использующих, подобно растениям, энергию Солнца. «Можно улыбнуться такой картине, — писал об этом астроном Ф. А. Цицин. — Но кто знает, не будет ли эта улыбка родственной тем, которые вызывала полвека назад сама идея межпланетных путешествий…»
Он спрашивает: а если «ннопланетники» тоже добьются власти над живой материей, захотят ли они превратиться в обитателей космоса? Совпадут ли желания землян и их звездных братьев?
На это, конечно, сейчас ответить трудно. Фантасты рисовали самых невероятных существ и, скорее всего, ошибались: у обитателей сходных с Землей планет, вероятно, и сходный с нашим облик. А у планет непохожих? Там все должно быть другим! Вот, например, слова английского астронома X. Шепли.
«Безусловно, физика, химия и климат некоторых из звезд-лилипутов будут подходящими для естественного зарождения жизни. Такой протоплазмический процесс может происходить как на самосогревающихся независимых планетах, так и на планетах типа Земли и Юпитера, связанных притяжением с излучающими звездами.
Жизнь на независимых, самосогревающихся телах, масса и температура которых допускают существование необходимой жидкой воды, была бы очень странной и отличалась бы тем, что источник нужной для нее энергии находился бы внутри небесного тела. На поверхности эта энергия проявлялась бы преимущественно в радиодиапазоне электромагнитного спектра. Там не было бы обычного света, от фиолетового до красного, и органы чувств, соответствующие глазам, должны были бы быть настроены на радиоволны.
Странным показался бы нам этот мир. Но ведь такими же странными могут показаться и формы жизни на нашей согреваемой Солнцем планете для жителей иных миров. Сравните микробов и китов, секвойю и бактерию, пчел и губки! Все это — проявления протоплазмических процессов, продукты космической эволюции, в которой участвуют атомы, живые клетки, растения, животные и человечество».
Вывод? Нет ничего невозможного встретить в природе жизнь, не похожую на нашу. И химия, всемогущая химия, поможет существа земные преобразить столь необычно, что они будут выглядеть столь же удивительно, как фантастические жители других земель… Если в этом появится необходимость, конечно!
Фантазия иногда устремлялась по совершенно необычным путям.
«Быть может, не одни только углеродистые соединения способны давать вечноподвижные молекулы, подобные белковым?» — думал много лет назад народоволец Николай Морозов. Он представил себе далекое прошлое — то время, когда Земля, как считали раньше, была еще жидкой и океан расплавленных пород покрывал не остывшую внутри планету. Ему рисовались фантастические картины.
…Море жидкого кварца бьется в берега из тугоплавких горных пород. На берегу живые существа. Их тела построены из аналогов белковых соединений, не боящихся жары, в крови — жидкий кварц. И когда осенью на поверхности кварцевой речки появляется кварцевый лед, этим существам холодно — замерзает их родная стихия.
Они привыкли к другой температуре и видят другие лучи спектра. Ослепительно огненный мир, такой же обыкновенный для них, как и наш для наших глаз… Изменились условия — появились другие существа. Остатки прежней жизни — минералы — погребены в недрах земли.
Но это, конечно, только лишь плод остроумной фантазии, не больше.
Поразительный эксперимент тоже из фантастики: в ядре клетки углеродную основу делают кремниевой. Появляются кремнийорганические растения, животные и даже… люди. Люди, для которых нормальная температура — плюс шестьдесят градусов, которые купаются в горячем растворе едкого калия, питаются «мясом» кремниевых животных и кремниевыми растениями и которым не страшны ни пули, ни радиоактивные излучения…
По этому поводу высказываются разные мнения.
«Сходство химических свойств углерода и кремния послужило пищей для различных фантазий о планетах с кремниевым миром. В этом фантастическом мире живут существа, организм которых построен так же, как и организм земных существ, но во всех молекулах углерод заменен на кремний. Кремниевый белок, кремниевые клетки, кремниевые мышцы, желудок… Кремниевые соединения не боятся нагревания и не разрушаются столь легко, как углеродистые. Это их свойство позволяет фантастическим кремниевым существам пить расплавленный свинец, купаться в жидком олове, согреваться в пламени и совершать другие удивительные поступки.
Существует этот мир только в воображении создавших его авторов. Имеется целый ряд химических и энергетических причин, по которым жизнь может развиваться только на основе углерода. Но кремниевый мир все же существует. Таким именем по праву может быть назван окружающий нас неживой мир», — писал химик А. В. Пурмаль.
Другой химик — В. В. Станцо — писал: «А в отдалении рисуется картина создания на неуглеродной основе молекул, более сложных, чем белковые. Какие свойства заложит в них человеческий разум? Быть может, обретут реальные черты страницы фантастических повестей о кремниевом живом мире?!»
И вот еще одна фантастическая картинка «чужой» жизни на иной химической основе.
С жителями фторной планеты встретились земные звездолетчики — герои рассказа И. Ефремова «Сердце Змеи».
«У них на планете газ жизни — фтор, смертельно ядовитый для нас! А им также смертелен наш кислород. Вместо воды у них жидкий фтористый водород — та самая плавиковая кислота, которая у нас разъедает стекло и разрушает почти все минералы, в состав которых входит кремний, легкорастворимый во фтористом водороде.
Люди Земли увидели лиловые волны океана из фтористого водорода, омывавшие берега черных песков, красных утесов и склонов иззубренных гор, светящихся голубым лунным сиянием. Ближе к полюсам окружающий воздух синел все больше, становился глубже и чище темно-голубой свет фиолетовой звезды, вокруг которой быстро неслась фторная планета.
Круглые шапки льдов, лазурные, лиловые краски преобладали повсюду. Самый воздух словно был пронизан голубоватым свечением, точно слабый разряд в газовой трубке. Мир чужой планеты казался холодным и бесстрастным, будто видение в кристалле — чистое, далекое и призрачное…»
* * *
Хотя мы занимаемся химией земной, но уже как-то незаметно вышли за пределы нашей планеты, в область химии космической. Вопрос о жизни во Вселенной привлекает сейчас огромное внимание. Но какова она, эта жизнь, какие формы она приняла, об этом пока можно строить только догадки, Насколько они близки к истине, точного ответа еще нет…
УЧЕНЫЕ МЕЧТАЮТ…
Не одни фантасты предрекали человеку будущего непривлекательную внешность.
Некоторые зарубежные ученые, как, например, профессор Дж. Б. Холдэн, считают, что у человека будет огромная голова и крохотное лицо, беззубый рот и дряблые мускулы.
«Суммируя наши пророчества о будущем человеке, — говорит другой ученый — профессор Г. Л. Шапиро, — мы можем картинно описать его как более высокого, чем мы, с головой большего объема и более круглой. Его лоб будет более вертикальным, надглазничные дуги — гладкими. Некоторые представители грядущей расы будут ходить на четырехпалых ногах, и многие будут лысеть. На руке останутся только три двухфаланговых пальца. Кости рук и ног окажутся слабее, тоньше и изящнее, чем наши. Через несколько миллионов лет у человека останется один шейный позвонок, один грудной, один поясничный и два-три крестцовых».
Советские ученые с этим не согласны.
«Думаю, что если бы «машина времени» перенесла нас через тысячелетия, то нас встретили бы люди, лишь в чем-то несущественном отличные от нас.
Человек коммунистического завтра останется гармонично развитым существом. Освобожденный от гнетущего однообразного труда, он не оставит занятий спортом и избежит однобокого развития. Более того: свои физические дефекты он сумеет исправить, заменяя поврежденные или недоразвитые органы искусственными, скажем, сделанными из полимеров, А разгадав химический шифр наследственности, люди сумеют направлять свое развитие в желаемое русло. Не среда будет формировать человека, а человек будет изменять среду и свою природу по собственному усмотрению. Человек станет прекрасным!» — пишет антрополог профессор Я. Я. Рогинский.
«Представим, что человек стал бессмертным. Очевидно, что ему придется искать новые источники энергии и питания, покорить океан, выйти в космос. Но сможет ли очень слабый, неприспособленный к иным условиям жизни, чем на Земле, человеческий организм выдержать столь большую нагрузку?.. Может быть, человек будет как-то изменять себя, приспособлять свое тело к космическому холоду и тропической жаре, к радиации и отсутствию воды?..
Человек — существо разумное, он создает то, чего не предусмотрела природа. Что такое эволюция? Это смена поколений, в результате которой появляются особи, более приспособленные к внешним условиям. Например, многие насекомые после рождения потомства умирают. Это хорошо, потому что если бы они не умирали, то они бы не совершенствовались. Человека нельзя ставить в один ряд с насекомыми. Он обладает разумом. И если возникнет необходимость, он начнет совершенствовать себя. Но прежде он попытается изменить внешние условия, которые каким-то образом будут ему мешать. И когда он станет настолько могущественным, что сможет изменять их по своему усмотрению, ему ничто не будет грозить. Даже смерть, которая связана преимущественно с изменением среды и самого организма. Научившись бороться и с тем и с другим, человек станет полновластным хозяином Вселенной. На смену стихийной эволюции придет эволюция управляемая», — пишет член-корреспондент Академии наук СССР В. Ф. Купревич.
ЧЕЛОВЕК ГЛАЗАМИ ХИМИИ
Мы настойчиво доискиваемся, какую роль играет химия во всех проявлениях живого.
Какой бы орган мы ни взяли — легкие или мозг, мышцы или зубы, кости или почки, — всюду найдется тот или иной микро-или ультрамикроэлемент. Каждому из них отведено свое место, каждый выбирает себе свой орган и обосновывается в нем. Поэтому мы встретим литий, например, в легких, а титан в мышцах, молибден в мозге, а барий в глазах. Если бы расставить по всему телу животного символы элементов, они собрались бы в группы.
Самая большая, самая многочисленная оказалась бы в печени. Печень — универсальная химическая лаборатория. Туда поступают переработанные желудком питательные вещества. Там обезвреживается все вредное, образуется и накапливается все полезное. Там происходит обмен, в котором участвуют углеводы и белки, жиры и витамины. Думают, что в печени можно найти все известные нам элементы.
Но печень все же не единственная в своем роде. Сложнейшие процессы происходят в головном мозге, где обнаружили не один десяток микроэлементов.
Кровь? У нее тоже сложные задачи, Это она обеспечивает питание клеток в самых отдаленных уголках живой ткани. Это она уносит отходы, отработанные продукты. В ней тоже десятки микроэлементов.
Непрерывно вырабатываются вещества, регулирующие работу всего организма. Даже ничтожной их дозы достаточно, чтобы нормально шли те или иные процессы. Каждое движение, каждый вздох, каждое биение сердца, каждое действие, которым управляет мозг, в конце концов зависят от химии малого.
ХИМИЯ И НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ
Клетка — биологическая единица. Химическая единица — молекула. Сколько же молекул в клетке? В клетке печени, например, двести триллионов. Причем пятьдесят миллиардов из них постоянно меняются, участвуют в химических превращениях.
Как же природа возводит постройки столь неимоверной сложности? Кто руководит строительством, как обеспечивает клетка воспроизведение совершенно одинаковых белковых молекул?
Здесь мы встретимся с двумя удивительными веществами, двумя кислотами. У них такие длинные названия, что их трудно и произнести: дезоксирибонуклеиновая и рибонуклеиновая кислоты (сокращенно ДНК и РНК).
Впрочем, названия не так уж страшны. «Нуклеос» в переводе значит «ядро», а кислоты эти как раз в ядре и находятся.
А теперь из области химии совершим коротенькую вылазку в кибернетику. Как работает управляющая электронно-вычислительная машина? Она действует по заданной ей программе. Все, что нужно сделать, записано, зашифровано в ее механической «памяти». Командные сигналы выдаются в строгом порядке, и не должно произойти даже малейшей ошибки.
Нечто похожее на кибернетическое устройство мы найдем и в живой клетке. Молекулы ДНК в клеточном ядре — хранители наследственной информации. В них как бы записан весь «проект» будущей клеточной постройки. Он зашифрован с помощью кода, составленного всего из четырех «букв» — четырех атомных групп, нуклеотидов.
Аминокислот в белке двадцать, и каждой из них в шифре ДНК отвечает сочетание, «слово» из трех «букв». Двадцать нужных для строительства белка аминокислот — все разные. Шифр определяет порядок их чередования.
Считывая шифр, молекулы второй кислоты — РНК — помогают возводить белковую постройку, строго придерживаясь кода, зашифрованного в ДНК. «Читать» код можно только в определенном порядке — поэтому-то и выдерживается «стандарт» в производстве, при делении получаются одинаковые клетки. С кода снимаются копии, как с чертежей делаются синьки. Любая новорожденная клетка имеет полный набор «синек».
Так передаются по наследству все свойства будущего организма.
Эта картина все же очень приблизительна и схематична. Многие детали в ней пока неясны.
Иногда приводят такое сравнение. Всего двадцать типов аминокислот нужно, чтобы построить белковую молекулу. Пусть каждой из них соответствует бусинка определенного цвета. Чтобы построить упрощенную модель белка, надо действовать в три приема. Сначала нанизать на нитку несколько сотен бусинок двадцати разных цветов — в определенном количестве и порядке. Потом нитку закрутить в спираль, наконец, эту спираль изогнуть еще, превратив ее в фигуру вроде восьмерки, например. Только тогда и получится подобие белковой молекулы — не всякой, конечно, а одной из простейших.
Белковая молекула — сложнейшая из всех природных конструкций. Поражает то, что белок состоит всего лишь из шести химических элементов: углерода, водорода, азота, кислорода, часто серы, иногда фосфора. Это вдвое больше, чем в углеводах и жирах, но тем не менее, казалось бы, мало.
Чтобы построить белок, требуется двадцать разновидностей аминокислот, двадцать разных «кирпичиков». Но из них можно составить множество комбинаций. Сколько же? Математика отвечает: два с половиной миллиона триллионов — число из девятнадцати цифр… Да вдобавок бывают и такие молекулы, в которых встречается еще по нескольку различных комбинаций. Задача сложности невероятной.
Чтобы разгадать, как устроен белок, пришлось прежде всего определить, в каких сочетаниях и как располагаются в нем атомы. Природа почти никогда не допускает брака, почти никогда не ошибается. Порядок, в котором следуют друг за другом аминокислоты, незыблем и повторяется из поколения в поколение неизменно. Насколько важен порядок, говорит хотя бы такой факт: стоит заменить одну-единственную аминокислоту другой, и белок «заболевает», заболевает человек, и его болезнь передается по наследству. Болезнь может даже кончиться смертью. Вот что означает это «почти»!
Пока что раскрыта загадка немногих простых белков. Несколько лет назад впервые получили белковоподобную молекулу. Она состояла не из двадцати, а из одной аминокислоты. А потом стали искусственно создавать и соединения с несколькими аминокислотами, постепенно подбираясь к синтезу уже настоящих белков.
Успехи пока что еще не так уж велика. Синтезированы небольшие белковые молекулы, устроенные сравнительно просто, в состав которых входит неполный набор аминокислот. Но и эти успехи дались ценой долгого и тяжелого труда. Годы уходили на расшифровку структуры молекул, и годы — на их синтез. Теперь известна архитектура гораздо более сложных белковых зданий, и наука, сделав первые шаги, уверенно движется к конечной цели.
В будущем у биохимии появится возможность синтеза любого белка. С этой задачей, вероятно, сможет справляться электронная машина — она расшифрует код, она определит технологию строительства клеток.