Вопросы эти возникли не из праздного любопытства. «Если мы на примере зебры поймем, как природа управляет раскраской шкур животных, то сможем глубже понять механику действия генома, выявим математические и химические формулы, с помощью которых будем целенаправленно формировать те или иные узоры, а также другие свойства образующегося организма», — говорит Джеймс Мюрей, профессор математической биологии университета в Сиэтле, США.

Профессор Мюрей считает себя последователем Алана М. Тьюринга — исследователя, который еще полвека тому назад на математических моделях попытался понять, в чем разница между механизмом и организмом.

Работы Тьюринга в свое время активизировали исследования по созданию так называемого искусственного интеллекта. За прошедшие десятилетия компьютеры обрели возможность разговаривать, играть в шахматы, управлять многими производственными процессами. Дело дошло даже до того, что, общаясь по Интернету с невидимым собеседником, многие затрудняются определить, кто или что находится на том конце линии связи — человек или машина.

И, тем не менее, говорить о том, что компьютеры по своему интеллекту и прочим возможностям сравнялись с человеком, еще рано. Скажем, роботы уступают живым организмам не только в сообразительности, но и в живучести, умению приспосабливаться к меняющимся внешним условиям.

Пятна гепарда, узоры листьев — своеобразный «паспорт» представителей флоры и фауны.

Формула Пуанкаре, связывающая течение времени с пространством, наглядно может быть представлена в форме причудливого «бублика».

Почему так получается? Поразмыслив, исследователи ныне приходят к выводу, что все дело, наверное, в мутациях. Когда природа создает очередной организм, в геноме содержится лишь общий план его развития. Но по мере формирования организма, план этот конкретизируется в зависимости от обстоятельств. В итоге, например, все котята, даже будучи близнецами, отличаются друг от друга как по раскраске, так и по характеру, повадкам.

Механизмы же такого разнообразия не имеют. Их делают по одному стандарту. И нелепо требовать, скажем, от автомобиля индивидуального поведения, приспособления к изменившимся дорожным условиям. Но тогда, быть может, нам по примеру природы тоже стоит отказаться от конструирования и производства машин и перейти к их «выращиванию»?

* * *

Такую идею давно уже разрабатывают фантасты. Скажем, братья Стругацкие еще полвека тому назад описали некое киберяйцо, из которого в случае необходимости можно за несколько часов «вылупить»… вездеход.

Однако годы бегут, мы вошли в новое тысячелетие, а воз, как говорится, и ныне там. Почему?

«Все дело в неправильном научном подходе к решению проблемы, — полагает профессор Мюрей. — Пора менять саму стратегию развития прогресса»…

Но одно дело сказать, и совсем другое — сделать. Эволюционные биологи еще только в самом начале пути по превращению механизмов в организмы. По мнению Мюрея, полосы и пятна на шкуре тех же зебр или тигров, жирафов или леопардов возникают в результате включения соответствующего гена во время эмбрионального развития будущего организма. Ему и его коллегам даже удалось установить, что у животных с мелкими пятнами процесс пигментации включается на 35-й день развития плода, а у животных с крупными пятнами — на 45-й день. «Мелких пятен больше, и их образование, наверное, требует больше времени», — поясняет профессор.

Однако ни он, ни его коллеги пока еще не знают тонкостей этого процесса. Эволюционные биологи только-только начинают понимать, что происходит в утробе матери, как бесформенная поначалу кучка зародышевых клеток постепенно превращается в сложнейший организм.

Тем не менее, исследования идут широким фронтом. Наибольших успехов ученые достигли в экспериментах на мухах-дрозофилах. Экспериментаторы уже не только научились управлять поведением мух, но и умеют выращивать у мух дополнительные глаза и лапки.

Проводятся опыты по искусственному выращиванию отдельных органов и у млекопитающих. Из стволовых клеток пациента у нас, в Институте биологии гена РАН, выращивают для него же участки новой кожи, кровеносные сосуды, ткани печени. На очереди, говорят медики, выращивание новых сердец, легких и других органов.

Уравнение Шредингера, описывающее движение электронов вокруг ядра, оказывается, напоминает картину кубиста.

* * *

Сейчас ученые готовятся сделать следующий шаг. Недавно эволюционный биолог, профессор Кристина Нюллейн-Фаллехард, смогла в деталях прояснить образование тех же цветовых сегментов у личинок насекомых, расшифровала биохимию процесса, который контролируют, как оказалось, многие гены, включающиеся в определенной временной последовательности.

Эти так называемые морфогены собираются в особых сейфах — гемобоксах. Именно их подбор впоследствии определяет вид развивающегося организма. Но как затем из этого набора получается геном — строгая последовательность генов, — ученые пока не знают. Они предполагают лишь, что в любом беспорядке есть некие критерии, приводящие его в определенную структуру.