Клетки живого организма: какие они, как функционируют и многое другое

Шаг между великим и смешным одинаков в обе стороны. И потому осмеянная, на трех- десяти языках поруганная затея, мечта-золушка порой возвращается к нам прекрасной и удивительно современной идеей. Только выглядит она уже иначе: идеи, как люди, подвластны времени. Так и с гомункулусом — искусственным, в банке выращенным человечком.

Живое существо в банке! Лет триста вышучивали ученые эту безумную затею Парацельса, а теперь всерьез взялись за ее осуществление. Никто, правда, не намерен разводить людей в инкубаторах, да и сама мысль о гомункулусе рождена не заботой о продолжении человеческого рода. Природа решила эту задачу куда проще надежнее. Но в стеклянной, ничем, кроме прозрачных стенок, не ограниченной купели раскрывается одна из самых волнующих, жгучих тайн жизни: невидимый ваятель лепит здесь из разных тканей части живого организма.

О, это было зрелище! Такого биологи не видели еще со дня создания микроскопа. На их глазах клеточные громады, тесня друг друга, надвигались пласт на пласт: быстрорастущие, стремительные, они переползали, огибали, а иногда вклинивались в соседние початки — и весь этот движущийся, безнадежно запутанный клубок вдруг вызревал в готовую деталь: глаза, почки, сердца…

Так вот куда направлено творчество природы: из бесформенной массы клеток она ваяет законченный, как морем отшлифованный голыш, рабочий орган. Зародышевая неразбериха — только видимость; юная, развивающаяся ткань неуклонно, словно по рельсам, продвинется к назначенному месту. И столкнувшись с другими ростками, указывает им верную дорогу, да и сама узнает у соседей, куда держать дальше. Между динамичными, бок о бок растущими сообществами клеток все время идет какой-то загадочный диалог — он не прекращается до конца жизни.

Клетка — существо чрезвычайно общительное. Больным лучевой болезнью ввели в вену донорский костный мозг, кроветворные клетки сначала разбрелись кто куда, но, постранствовав, все до единой собрались в трубчатых костях: здесь их законное место. Такая же история с красящими, пигментными да, вероятно, со всеми другими клетками. И как бы ни были они порой разнолики (а в организме нет и двух абсолютно одинаковых клеток), свои всегда отыщут братьев, соберутся вместе.

На этой удивительной способности клеток воссоединяться в коллективы — и держится наше тело. В самом деле, мы так привыкли к нему, столь уверены в его прочности, что порой не грех и подумать, как сложен, на чем стоит весь этот теплый, обвитый дом, где суждено нам безысходно прожить свой век. Ведь клетки живут друг подле друга, собираются в органы ткани вовсе не потому, что накрепко склеены.

Поэтам не нужно искать образ вечного движения, изменчивости: он всегда перед нами, вернее, в нас. Тело не знает постоянства, здесь нет ни одной навечно встроенной детали, ни одной пожизненно замурованной клетки — все связи динамичны, на диво переменчивы. Клетки в постоянном движении, все время перегруппировываются. Мы даже не подозреваем обо всех их странствиях.

А внутренний распорядок неизменен. Как бы клетки не суетились, собранные из них органы и ткани словно отлиты в мастерской скульптора. И главное всегда на своих местах. Рука остается рукой, глаз — глазом, нос тоже не меняет формы. Клеточные косяки путешествуют по телу из конца в конец, а оно неизменно. Разумеется, скажете вы, что ж тут особенного? Я — это всегда я, мой друг тоже не хамелеон какой-нибудь.

Согласен, но сколько сменилось в вас клеток. Одной кожи сошло, наверное, полпуда. Организм все это восполнил и, главное, аккуратно уложил каждую новую клетку к ее соплеменницам.

Нет, нелегкое это дело — всегда оставаться самим собой. Крепок наш дом, хоть и не сцементированы кирпичи, да кладка ладная. С нее и начнем; как клетки собираются воедино? По каким приметам узнают они собратьев, что удерживает их вместе — мышечные с мышечными, нервные с нервными?

Динамика живой клетки

Едва родившись, клетка тут же должна обеспечит себя пропитанием, наладить собственное изготовление белков и ферментов, приготовиться к продолжению рода и в дополнение ко всему отыскивать себе подобных. Для такой работы нужен большой запас энергии и, конечно, хороший двигатель. Но в том-то и дело, что даже через электронный микроскоп при огромном увеличении не удалось разглядеть ничего похожего на мотор. Вот загадка: движение без двигателя! Мечта фантаста, осуществленная в самом простом и древнем элементе жизни.

Энергия не уходит в клетке попусту, на трение и прочие непроизводительные расходы, — целиком превращается в движение. И не куда-нибудь, не слепое тыканье в разные стороны, а по выверенному, будто в анатомическом атласе подсмотренному пути. Ни одна клетка не злоупотребляет своей свободой, несвязностью с товарищами по ткани, куда бы ее ни занесло, пристраивается к своим.

Простенькое существо — гидра, а стоит вывернуть ее наизнанку, все клеточки разом приходят в движение: покровные спешат наружу, внутренние, пищеварительные устремляются вглубь тела. И ни одна не спутает дороги, не займет чужой площади. В человеке клетки тоже не сидят на месте, и хоть его, конечно, не вывернешь, как перчатку, есть немало примеров их направленного, целеустремленного движения. Лицевой нерв скажем, никогда не потянется к глазу, блуждающий, вопреки своему названию, не забредет в бицепс или диафрагму. Среди сотен мускулов каждая нервная ветка отыскивает свой и, обходя препятствия, упорно растет ему навстречу. Так что же все-таки движет и управляет этими неугомонными странницами?

Скорей всего оболочка — тончайший мешочек, в котором заключено все клеточное хозяйство. Раньше ей и внимания-то не уделяли: что особенного? — обыкновенная упаковка, вроде целлофанового кулька. И взгляд микроскописта, нацеленный на ядро и его свиту, скользил мимо узкой, в тысячные доли миллиметра, пограничной полоски. А на поверку мешочек оказался с фокусом: в нем самом скрыты сложные механизмы, управляющие клеткой.

Оболочка — это не просто обшивка, даже не корпус утлого суденышка клетки, здесь ее машинное отделение и рубка рулевого. В клеточной стенке заложены отличные навигационные приборы и целых два — на «носу» и «корме» — тянущих устройства. Так что ядро со всем его окружением — всего-навсего пассажиры, очень важные, влиятельные, но не такие уж независимые: лопни оболочка — тут им и конец. А она, хоть и крепка, действительно, то и дело дает течь, едва приметную, но способную потопить весь этот микроскопический кораблик.

Но нет, не гибнет клетка, не хлынула в ее трюмы посторонняя влага: наоборот, через пробоины вытекает протоплазма. Словно щупальцы потянулись от клеткиного тела, миг — и потащили его за собой.

Есть у клетки «тягачи» и посильнее — те, что установлены на обоих концах ее. У них назначение особое — растягивать ее, как резину. Каждый двигатель тянет клетку в свою сторону, а она в это время быстро наращивает белковые запасы, делит поровну наследственное вещество и, наконец, вытянувшись до отказа, разрывается посредине: из одной жизни стало две.

Проходит время, и эти дочерние клетки, как их родительница, начинают готовиться к продолжению рода. Снова работают двигатели, растягивая их перед делением, опять удваивается число наследниц — так растет живая ткань. А тягачи не просто тянут; поворачивая клетки, они выруливают их, словно по компасу, на верный курс — вся масса продвигается к одной цели. Потому-то в растущих тканях такое строгое разделение маршрутов и грудная мышца не сползает на живот, а концы перебитого нерва медленно, но неуклонно тянутся друг другу навстречу.

Силы, тянущие клетку в противоположные стороны, — хорошие помощники ее роста, размножения, но как они ее двигают? Это же вроде игры в канат — кто перетянет? Если силы равны, скорей всего — никто: все клетки должны остаться на месте. А они непоседы, расталкивая на пути встречных, упорно стремятся к цели – то выстелят затягивающуюся рану, то покроют корочкой свежую ссадину — словом, всегда готовы прибыть к месту гибели соплеменниц, заменить их. Откуда эта межклеточная солидарность, что заставляет свободные комочки плоти жертвовать своей независимостью, вступать в тесное содружество?

Самые изобретательные экспериментаторы, изощренные мастера биологического опыта не могли и краем глаза проследить за таинственными маневрами клеток в живом организме. Пока цел, он недоступен для микроскопических наблюдений. Разъятый на мельчайшие частицы — похож на груду битого кирпича.

Нет, тело — нечто неизмеримо большее, чем сумма составляющих его частиц. Чтобы понять жизнь, нужно было сперва научиться сохранять ее под окуляром микроскопа. Живую ткань стали растить в стеклянных чашках. Подкармливая кровяной сывороткой, витаминами, солями — всем, что она требовала от своих исследователей, ее заставляли годами жить вне организма. И все же секреты клеточных взаимодействий оставались за семью печатями. Выведать их можно было лишь у самих клеток. Но теперь это оказалось намного проще. Если большой кусок ткани выжил на искусственной пище, почему бы не посадить в чашку частицы помельче?

Пусть клетки ищут друг друга, воссоединяются, а мы посмотрим, что у них выйдет, — решили исследователи. Они извлекли из зародыша цыпленка по кусочку будущей почки, печени, хряща и, расщепив особым ферментом на множество клеток, выпустили их на волю.

Что тут началось! Великое переселение народов шло, вероятно, куда спокойнее. Насильно вырванные из тканей клетки не желали жить в одиночестве, они искали старых друзей. Целые сутки шла какая-то загадочная самосортировка, а на другой день все были в сборе: печеночные сошлись с печеночными, почечные со своими, хрящевые тоже никого лишнего к себе не подпустили. И самое интересное, собрались они не беспорядочными кучками, а по-старому, издревле заданному плану — в печеночные дольки, почечные канальцы, кусочек хряща. А когда эти заново построенные дольки и канальцы вернули зародышу, из них выросли органы, почти ничем не отличавшиеся от настоящих.

Выходит, архитертурные различия между тканями заложены в каждой клетке. Зародыш — это воздвигаемый дом, где любой кирпич несет в себе план будущей постройки. И тот, что предназначен в фундамент, не пойдет на кладку стен или перекрытий.

Клетка — кирпич… Даже обидно. Да где найдете вы хоть два кирпича, способных угадать свое назначение? И тут же аккуратнейше его выполнить? А клетки только тем и заняты, что строятся по какому-то им одним ведомому плану. Ни прорабов здесь, ни десятников, укладчика и то, ни одного не видно. Все уместилось в микроскопическом клочке живой ткани, что сам себе инженер, сам — тачка и подъемный кран. Глаз только поспевай за этим замечательным «кирпичом».

Вот он столкнулся с соседним и сразу замер на месте. Запущен механизм узнавания. Клетки пытаются «разглядеть» друг друга, как прохожие в сумерках, по знакомым приметам. Носовые тягачи заглохли, но проходит время, и кормовые вдруг дают полный назад: клетки не могут соединиться, они разные. Кормовые тягачи быстро растаскивают их в стороны, каждая продолжает путь. Но он не далек. Клеток так много, что тут же их ждут новые встречи.

Но что это за межклеточная сигнализация? Она пока на редкость загадочна. Это, как ныне говорят, один из «черных ящиков» природы: мы видим результат каких-то сложных процессов, а что происходит внутри ящика, то бишь, в самой клетке, — неизвестно. Быть может, клетки «объясняются» с помощью зарядов или молекул, расположенных на оболочке. Такая техника связи вполне возможна, но срабатывает она лишь при самом тесном контакте, а его-то порой и не видно: клеткам случается опознавать друг друга с расстояния очень короткого, в доли миллиметра, однако и не рядом. Значит, есть какие-то другие, вероятно, химические посредники, вещества-депеши, загодя сообщающие клетке о приближении ее однокашниц.

Догадка, что и говорить, заманчивая. Как только ее проверить? Поставили между двумя родственными колониями клеток заслон — целлофановую пластинку, и связь сразу оборвалась, взаимодействия как не бывало – целлофан не пропускает большие молекулы, вещество связник остановилось перед глухой преградой. Зато через крупнопористый агар молекулы проходят легко — колонии вновь наладили двустороннюю сигнализацию. Выходит, и впрямь есть какие-то химические гонцы, молекулы-курьеры, снующие меж клетками.

Догадка о молекулярных посредниках дала толчок целой серии остроумных опытов, навела биологов на интересные мысли. Встречи и контакты на клеточном уровне были так загадочны, что исследователи решили проследить их шаг за шагом, час за часом. Аппарат замедленной съемки увековечил события, разыгравшиеся в чашке. Когда эту кинохронику пустили с обычной скоростью, героини фильма заметались по экрану из угла в угол, они сшибались, расходились, вновь наскакивали на случайных попутчиц. Никто никого не притягивал и не отталкивал, но стоило встретиться двум печеночным или почечным клеткам, они мигом сцеплялись и замирали на месте. Вскоре на них набредала третья — и сразу входила в контакт… К концу фильма почти все блуждающие клетки размежевались по принадлежности.

Как же удалось им найти свое место, кто указал им путь? Скорее всего, вещество-связник, выделенное оболочкой. Видимо, у него двойное назначение: сначала быть для сходных клеток чем-то вроде опознавательного знака, а потом, собрав их вместе, стать скрепляющим цементом.

Не худо придумано: клетка вырабатывает вещество, ей же самой предписывающее, как и где располагаться! Чертеж многоярусной клеточной конструкции, план будущей ткани заключен в каждой ее детали. Сходные клетки как бы строят леса, по которым из них же воздвигается дом.

Смелая догадка, но не такая уж рискованная. Если разобраться, биологи давно признали за химическими веществами роль межклеточных посредников. В организме действует целая система молекулярных агентов жизни. Одни, вроде гормонов, пользуясь кровотоком, одолевают большие расстояния, путешествуют от надпочечников к мозгу, от поджелудочной железы к печени; другие, подобно ферментам, работают обычно неподалеку от места рождения, чаще даже внутри клетки, а иным досталась служба на ее поверхности. Именно эти наружные, как бы смазывающие клетку вещества и определяют ее отношение к соседям.

Для них, кстати, не существует проблема несовместимости тканей. Почечные клетки из двух зародышей — мыши и цыпленка — отлично ужились в одной чашке и, как положено, построили настоящие клубочки и канальцы.

Почечные клетки мыши проявили прямо-таки удивительную терпимость к цыплячьим собратьям. И напрочь, отвергли союз с кожными и хрящевыми клетками своей же хозяйки. Чужие, но однотипные оказались им ближе единоутробных, да взятых из посторонней ткани.

Выходит, сигналы вещества-связника понятны всем сходным клеткам, независимо от их первородителей.

Отличными сигнальщиками обзавелся живой организм! И пока они управляют клеточным хозяйством, никакие аварии ему не страшны. Растущая ткань всегда под присмотром мощных химических регуляторов. Как бы ни были подвижны ее клетки, куда бы ни забросила их кочевая жизнь, бесперебойная служба связи не даст им сбиться с пути, обязательно соберет вместе.

Но собрать орган или ткань — это полдела: нужно еще их наладить, чтобы с первой минуты жизни работали безотказно, в полном согласии с остальными деталями тела. Запустить, скажем, разом всю нервную систему, да так, чтобы один нерв двигал глазом, другой нес в мозг зрительные сигналы, третий — болевые ощущения… Готовность к жизни — тут залог самой жизни.

На монтаже нервной системы

Если врачи проведут когда-нибудь соревнование на точность диагностики, первый приз наверняка достанется невропатологам: их проницательность общеизвестна. Не успеет иной пациент переступить порог кабинета, еще рта не раскрыл, а доктор по нервным болезням наперед знает, о чем пойдет речь. Походка больного, поворот туловища, нечаянная гримаса порой говорят ему больше многих слов. Как часовой мастер определяет на слух поломанную деталь, так врач устанавливает иногда диагноз, едва взглянув на своего пациента.

Со стороны прямо-таки рентгеновский глаз у коллеги-невропатолога. А на поверку дело куда проще: он отлично знает анатомию и как бы держит перед мысленным взором атлас нервной системы человека. Эта монтажная схема проводящих путей тела — ключ к его поломкам. Наметанный глаз улавливает малейшее выпадение функций — симптомы недуга, прервавшего проводимость нерва.

Гораздо труднее невропатологам дается лечение: нервные болезни, пожалуй, самые неподдающиеся из всех недугов. Нейрохирурги не без тайной гордости говорят, что не знают простых, легких операций. Кто станет спорить: мозг да и периферические нервы тела не очень приспособлены к ножу. Зато обнажив их, опытный хирург удивительно быстро разбирается в хитросплетении пучков и волоконец, природа как бы вознаградила его тяжкий труд их точной анатомией.

Не скажу, прост, да и не всегда одинаков монтаж нервной системы, но на редкость четок. Даже молодой оператор не спутает в спинном мозге пучок болевых нервов с волокнами глубокого мышечного чувства.

Взглянув хоть раз на эту сеть разнокалиберных стволов и веток, навсегда потеряешь охоту сравнивать нервы с проводами. Какой же кабель сумеет всякий раз так тонко определить свое техническое назначение — подключиться к какому-нибудь мускулу, войти в контакт с важным органом. Ведь даже биохимики со своими сверхточными реакциями не могут найти разницы между двумя скелетными мышцами, отличить, скажем, грудную от бицепса. А нервная система преотлично узнает своих «абонентов» и каждого вызывает поименно. Так что левая рука может и не знать, что делает правая, зато мозг безотказно руководит обеими. Да в придачу еще сотнями больших и малых мышц.

Как же управляется он с этой громадой мускулов, кто помогает нервной системе впервые установить связь с многочисленными абонентами? Скорей всего, они сами. Связь между мышцами и мозгом двусторонняя, депеши идут в оба конца: сверху вниз — приказы, в обратном направлении — доклады об исполнении. Но не только об исполнении — сперва в центр поступает сигнал, уточняющий, какая именно мышца находится «на проводе»; молодой мускул-исполнитель как бы представляется мозгу, мол, на этой линии абонирована икроножная мышца, учтите на будущее, надумаете согнуть колено — к вашим услугам.

Так юный мозг осваивается со своим беспокойным хозяйством. Повзрослев, он управляет им еще уверенней, порой даже не задумываясь, как говорят, рефлекторно. Линии двусторонней связи быстро соединяют его с многочисленными мускулами. Гонит ли центр нападения мяч, играет ли фортепьянный концерт Рихтер, танцует ли балерина умирающего лебедя, сотни мышц на лету подхватывают команды из центра и, мгновенно отрапортовав об исполнении, спешат выполнить новые приказы. Техника внутренней сигнализации отработана на все случаи жизни. Здесь каждый мускул словно получает телеграмму с оплаченным ответом. И немедля сносится с отправителем: сигнал принят, жду очередных.

Отличная связь! Трудно даже поверить, что мозг умудряется разослать столько важных депеш, не спутав ни одного адреса. Для проверки решили подсунуть ему добавочного абонента — пересадить на лапку кролика еще одну мышцу, а нервы их соединить вместе. На вызов ответили сразу два абонента: согнулась лапка и в тот же миг с точно такой же силой сократился пересаженный мускул. Мозг установил прямую связь, несмотря на необычное соединение нервов.

Видно сама мышца сообщила ему свой новый адрес. Пересаженная, она как бы заново завела в нем представительство. Потому-то нервные импульсы, отправленные лапке, одновременно пришли и к ней. Так что мозг не ошибся, он, можно сказать, по имени вызвал мышцу лапки, да на том же номере оказался второй, не менее важный абонент. Мозг с толку не собьешь, даже кроличий не поддается ни на какие уловки экспериментаторов. Однажды они пытались запутать его, поменяв местами нервы левой и правой лапки. Операция прошла удачно, и кролик, действительно, несколько дней не мог понять, правая-левая где сторона. А потом освоился и, как новобранец на строевых занятиях, понемногу снова овладел техникой ходьбы.

Не раз физиологи испытывали приспособляемость, пластичность центральной нервной системы, но на то она, видимо, и центральная, чтобы без осечек управлять телом. В самых сложных, запутанных ситуациях мозг обращается к верным помощникам — периферийным нервам, и те детально докладывают ему обстановку на местах.

Точнейшая информация здесь — залог тончайшей настройки. Ведь сила мозга в его поразительной осведомленности о состоянии организма: голова управляет телом не вслепую, а чутко прислушиваясь к сигналам снизу, как говорят, работает на принципе обратной связи. Весь вопрос: как мозг эту связь устанавливает, почему чувствительный нерв сообщает о прикосновении, ожоге, запахе, двигательный вызывает сокращение, а не наоборот? Каким образом двигательное волокно вообще находит свою мышцу?

Есть догадка, что оно вовсе ничего не ищет, растет само по себе, а встретясь с мускусом, войдя в его плоть, подает в мозг первый сигнал: «на линии икроножная мышца» или «здесь — бицепс». С той поры безымянный нерв постепенно становится моторным, возбуждает всегда один и тот же мускул. А где-то рядом врастает в кожу другое волоконце и спустя немного времени доносит центру: «холодно», «потеплело», — словом, специализируется на чувствительный нерв.

Выходит, и впрямь можно обойтись без предназначения, никто дорожных знаков нервному волокну не расставляет, вросло в мышцу — и тут же стало осваивать ее, обучаться управлению. А до того было готово к встрече с любым мускулом.

Похоже, я был неправ, когда спрашивал, почему нерв находит свою мышцу, — не волокно растет к избранной мышце или заданному квадрату кожи, а сами они становятся как бы собственностью вросшего в них нерва. Попросту: нейрон рождается не мастером, а прилежным учеником. И быстро осваивает свою новую специальность.

То первое волоконце, что вплетается в растущий мускул, служит как бы начальным звеном, затравкой цепной реакции между молодыми нервными клетками. Получив от мышцы сигнал, контактный нейрон передает его соседу, тот следующему — и так до последней, уходящей вглубь мозга нервной клетки. Проскакивая по этой цепочке, импульсы обучают нейроны, специализируют их снизу доверху на двигательный нерв. Идет восходящая эстафета сигналов от мышцы к мозгу. И наконец, наступает момент, когда нейронная линия передает команду из центра. Теперь обратная связь установлена, мозг вступает в полновластное управление мускулом, овладевает им, как мышцей, заново пересаженной на кроличью лапу.

У кролика было даже потруднее. Тут специализация нервов давно закончилась, обратные связи закреплены, и потому всякое новшество требовало от мозга какой-то перестройки. А зародыш сам еще в ходе строительства, детали его нейронной схемы рассчитаны не так уж точно, их можно подбирать, прилаживать одну к одной. И вот эта-то наладка нейронных линий целиком зависит от избирательного взаимодействия однотипных клеток: двигательные волоконца «узнают» лишь себе подобных, чувствительные тоже объединяются только между собой. Потому нейрохирург никогда и не путает пучок болевых нервов с волокнами глубокого мышечного чувства.

Самообъединением сходных нейронов и начинается монтаж сложнейшей из всех систем организма — центральной нервной системы.

Как видите, природа и здесь не отказалась от излюбленного приема. Ей что почечные, что нервные клетки — все равны перед законом: созрели — объединяйтесь! На том стоит все живое.

Взаимодействие клеток не просто монтажный прием, нет — это прекрасное зодчество. Ведь организм в сущности — мозаика клеточных культур, гармоничное, высокоорганизованное сообщество клеток. Порознь они ничто, груда бесформенных комочков, вместе — живое тело. За ними непрестанно следит целая система охранительных механизмов. И чуть заметила серьезное нарушение, тут же восстанавливает межтканевый распорядок, возвращает заблудившие клетки к месту «прописки».

Эта система начинает управлять ростом и передвижением тканей еще у зародыша, когда организм закладывает фундамент всех будущих построек — от сердца до мизинца. Клетки проявляют здесь необычайную активность. Поодиночке и целыми семействами они перемещаются к месту назначения, где их уже ждут другие переселенцы, и тут начинаются превращения. Груда клеток, словно повинуясь какому-то приказу, вдруг обретает форму, становится зачатком почки, глаза или самого мозга. И никакие силы не могут изменить дальнейший ход событий: зачаток вызревает в совершенный орган.

Каждый пласт зародыша будто заранее знает, куда двигаться, чтобы наверняка встретить ткань-сообщницу, готовую принять участие в закладке какой-нибудь части тела. Два почечных початка, еще ни разу не повидавшись, от рождения устремлены друг к другу. Издалека, чуть ли не через весь живой клубок зародыша, они пробиваются к месту встречи. Сошлись — и вот она будущая почка со всеми ее канальцами и клубочками. Так на паевых началах ведутся важнейшие стройки тела.

И снова прежние вопросы: кто ими руководит, откуда у каждой новорожденной ткани такая загадочная осведомленность о соседях? Как она выбирает себе достойную напарницу?

Тут мы зашли в сокровенейшую область живой механики тела, о ней стоит рассказать особо. Столько чудес бывало с лягушками в сказках, а такого не случалось, чтобы на спине вырос глаз. Зато биологи проделывали этот фокус уже не однажды. Пересадят лягушонку зачаток ока куда-нибудь пониже головы — среди мышц вырастает хрусталик, роговица… По столу прыгает не мифический, а почти настоящий циклоп, изготовленный в лаборатории.

Смещенный с насиженного места глаз, конечно, ничего не видит, детали его разбросаны, да и не хватает их, но важно, что они выросли, в пересаженном зачатке был, видимо, не только материал для постройки глаза, но и «чертеж» его деталей. Конструкция органа была тут предрешена, оставалось лишь осуществить ее, заставить глазные клетки выстроиться по заданному плану. Но в том-то и дело, что не всякой ткани дана такая власть. Нервная, мышечная да еще кожа владеют секретом постройки глаза, по соседству с ними он растет исправно, а посади зачаток рядом с желудком или костью — ничего не выйдет, конструкция так и останется в зародыше.

Зато рядом с костью отлично уживается хрящ. Между ними существует что-то вроде соглашения о взаимопомощи. Кость поддерживает рост хрящевых клеток, зато и хрящ не остается в долгу. Пересаженный в зародыш амфибии поблизости от кости, он вызвал в ней усиленное разрастание клеток. И хоть подсаженный хрящик был обезвожен и мертв, живые клетки послушно строили вокруг него новую хрящевую ткань. Как пчелы пристраивают к искусственным восковым сотам свежие ячейки, так клетки амфибии пристраивали к мертвому хрящику ткань собственного изготовления.

Выходит, задатки задатками, а каждый початок имеет свой собственный механизм запуска. Рядом с растущей тканью почти всегда движется наводящая, та, что указывает клеткам путь, помогает им вызреть и расположиться в строгом порядке. Нет между тканями напарницами контакта, не сработал пусковой механизм — не быть органу.

Когда хирург, экспериментировавший на амфибиях, сдвинул зачеток почки всего не десятую долю миллиметра в сторону, орган не вызрел, хотя до завершения оставалось совсем немного; как только зачаток вернули на место, почка тут же была достроена. У мышиного зародыша аккуратно вырезали один из почечных зачатков, другой рос, да без толку — почки так и не получилось. Но стоило оставить зародышу хоть микроскопический кусочек удаленного початка, вырастал вполне нормальный орган.

Похоже, что растущие ткани, действительно, только впритирку могут обмениваться полезными сведениями, информировать друг дружку, куда расти, что делать. Всегда ли у них такая «близорукость»?

Зачаток хряща был тоже очень требователен и разборчив. Когда его и влекли из зародыша и посадили в чашку, не стал расти на искусственной пище. Сколько ни добавляли в нее солей, витаминов, как ни подбирали температуру, ничего не помогло. Чтобы стать настоящим хрящом, початку чего-то не хватало. Начали подсаживать ему разные ткани: соединительную, мышечную, кожную — все равно не растет. Но однажды в чашку посадили ломтик спинного мозга — упрямый початок тут же пошел в рост, вызревшие хрящевые клетки прямо облепили могущественного соседа. Видимо, в нем и был скрыт какой-то секрет их роста. Нервная ткань оказалась для хряща наводящей. И даже отделенная бумажной перегородкой, она властно управляла подшефным початком, заставляла его дозревать до полной «спелости». А приказы, скорее всего, доставляло какое-то химическое вещество, молекулярный регулятор роста.

Выходит, зародышевая ткань иногда благополучно достигает зрелости без всяких контактов. Управляемая с расстояния, она не изменяет себе, становится полноценной частью тела.

Растущие ткани подвластны многим влияниям, но не так уж они беспомощны, их клетки порой находят место назначения без посторонних наводчиков, вообще без всяких указателей. Пигментные, окрашивающие, например, впервые появляются в нервной ткани зародыша, но потом, быстро порвав с ней, рассеиваются в коже. И никакие ухищрения экспериментаторов не могут сбить их с пути. Клетки движутся всегда одной, словно накатанной дорогой.

Биологи пытались запутать их, вводя прямо в кровоток цыплячьего зародыша, мол, привыкли «танцевать» от нервной ткани, пусть-ка отыщут свое место нехоженым путем. Клетки поплутали, но все-таки нашли постоянное пристанище: все до единой осели в перьях цыпленка.

Так что во взаимодействии тканей шаблона нет. Одна растет под влиянием химических веществ, выработанных соседями; другая требует тесного соприкосновения с наводящей тканью и, быть может, даже реакции сходны ее молекул на клеточных оболочках; третья терпеливо ждет пока в нее, подобно вирусу, внедрится белок, способный преобразовать облик каждой клетки… Впрочем, необязательно белок, вещество это может оказаться из породы нуклеиновых кислот, разносящих по организму много важной информации, или просто каким-нибудь ферментом, ускорителем роста подшефной ткани. А иной початок и вовсе обходится без всяких «шефов»: пришел срок — он аккуратно вызревает в орган. Как это получается — неизвестно.

Да и вообще поведение клеток, их переменчивые связи и далекие путешествия еще полны загадок, биолог проник нынче в ультрамикроскопический, даже молекулярный мир живых клеток, но ему еще неведомы законы, управляющие содружеством этих подвижных комочков плоти, он почти ничего не знает о механизмах, что скрепляют великое множество деталей в прекрасное сооружение — живое человеческое тело.

Суть жизни, ее динамика, пока скрыта. Здесь на карте науки целая Антарктида. Она ждет своих первопроходцев.

Автор: Анатолий Шварц.