Большинство из вас, должно быть, видели знаменитую картинку с эмбрионами разных животных, от рыбки до человека, и все они в той или иной степени друг на друга похожи. Рисунки принадлежат кисти одиозного немецкого натуралиста Эрнста Геккеля, который ухитрился оставить после себя богатое наследство: cтавшие каноническими в естественнонаучной среде изображения живого мира, опровергнутые теории и непрекращающиеся по сей день споры и научные разборки. Но обо всём по порядку.
Знаменитая картинка с эмбрионами иллюстрирует так называемый биогенетический закон Мюллера – Геккеля или, как его еще можно назвать, теория рекапитуляции или эмбриологический параллелизм.
Геккель предпринял раннюю попытку соединить биологию развития с эволюционной биологией, но, к сожалению, он предпринял эту попытку до того, как мы знали что-либо о генах или генетике, поэтому ему пришлось гадать, как наследуется морфология. На основании своих наблюдений, а именно, что эмбрионы различных позвоночных на ранних стадиях похожи друг на друга, он предположил, что эволюция происходит путем взятия существующей формы и добавления дополнений в процессе развития. Так, например, мы, люди, произошли от рыб, поэтому наши эмбрионы проходят стадию рыбы, которая затем изменяется путем добавления конечностей и становится похожей на ранних тетрапод. Это и называется теорией рекапитуляции, поскольку она предполагает, что эмбрионы развиваются, воспроизводя, или рекапитулируя, свою эволюционную историю.
Но это не так. Сознательно или умышленно, Геккель опирался на убеждение, что эволюция – это жесткая “лестница” прогресса. Что не соответствует действительности и это, кстати, одина из претензий Дарвина к теории Геккеля.
Геккель избирательно отбирал данные, а это в научной среде смертельный грех и святотатство. Например, он заметил, что у ранних человеческих эмбрионов есть щели в шее, они похожи на жабры (хотя это не так), а значит, у человека был рыбный предок. У человеческих эмбрионов в какой-то момент появляется маленький хвост, значит, что через некоторое время после происхождения от рыб у нас был предок, имевший хвост. Наше эмбриональное развитие идет как бы “по стопам” предков.
Еще Геккель сделал рисунки человеческих эмбрионов на разных стадиях развития, они оказались искаженными в плане размеров и не совсем точными. Современники осудили его за это и заявили, что рисунки были поддельными.
Сегодня связь между онтогенезом и филогенезом не такая жесткая. До своего рождения развивающиеся организмы разных видов выглядят похоже. Если виды отделились друг от друга сравнительно недавно (естественно, в эволюционных временных масштабах), то это сходство сохраняется дольше. Заметьте, эмбрионы “похожи”. Не идентичны. Ранние эмбрионы птиц и человека действительно похожи.
Два ключевых принципа эволюционной биологии развития, или как её еще называют эво-дево (evolutionary developmental biology), гетерохронию и гетеротопию, сформулировал, что характерно, Геккель, и они, в отличие от теории рекапитуляции прошли проверку временем и выжили. Гетерохрония – это различия в тайминге и продолжительности процессов развития организма в сравнении с его предками. А гетеротопия, как можно догадаться по названию, это различия в пространственном расположении во время эмбрионального развития. Вместе эти комплементарные явления становятся источником морфологических инноваций.
(B) Было предложено, что дивергенция, подобная песочным часам, является результатом пространственно-временной ко-линейности генов Hox-кластера и существования высоко взаимозависимых молекулярных сетей на филотипической стадии (phylotypic period, “талия часов”.
(C) Потенциальный филотипический период для позвоночных. Показаны две стадии X. laevis, поскольку между этими двумя стадиями не было статистически значимых различий.
Nature
Теория “песочных часов”
Проведенные за последние два столетия исследования в области сравнительной эмбриологии, показали, что эмбрионы средней стадии развития различных видов животных в пределах одного типа сходятся к форме высокого морфологического сходства по сравнению с ранним и поздним эмбриогенезом. Из-за высокого морфологического сходства анатомических особенностей, общих для различных таксонов позвоночных, это окно развития было названо филотипической стадией или филотипическим периодом. Морфологическая картина несходства – сходства – несходства между эмбрионами животных была названа теорией “песочных часов” (developmental hourglass).
В частности, модель песочных часов постулирует, что сильные ограничения развития в филотипический период являются причиной ограниченной диверсификации особенностей плана тела животных в ходе эволюции.
(b) Распространение модели на полный жизненный цикл животного предполагает, что
период морфологической и генетической консервативности, вероятно, характерен для середины эмбриогенеза и, вероятно, отсутствует в постэмбриональном развитии. Предполагается, что еще одна сохраняющаяся стадия может существовать для видов, проходящих через метаморфоз.
(c) Для растений до сих пор пока нет убедительной информации о морфологически сохраняющихся стадиях на протяжении жизненного цикла. На транскриптомном уровне несколько
высококонсервативных стадий можно найти для различных эмбриональных и постэмбриональных переходов (прорастание и цветочный переход), что позволяет предположить, что, по крайней мере, у растений феномен песочных часов не ограничивается эмбриогенезом. Пунктирные линии иллюстрируют неизученные периоды (метаморфоз у животных, вегетативный рост и развитие плодов у растений).
Cross-kingdom comparison of the developmental hourglass
Утверждается, что филотипический период связан с формированием планов тела. План тела (первоначально называемый “Bauplan”) характеризует морфологические особенности, которые являются общими между видами в пределах типа. У зрелых эмбрионов план тела в большинстве родов животных практически идентичен взрослым особям. Типичными чертами плана тела животных являются голова, конечности, плавники и так далее.
У растений зрелые эмбрионы имеют только базовый план тела. Их способность к постэмбриональному органогенезу приводит к различным адаптациям плана тела в течение жизненного цикла растения, часто в ответ на стимулы окружающей среды. Типичными элементами плана тела растений являются, например, корни, стебель (стебли), листья и цветы.
ScienceDirect
Атавистическая онкология
В 2009 году Национальный институт рака США (NCI) решил заручиться помощью ученых-физиков. Идея заключалась в попытке междисциплинарного подхода, в этот раз со стороны физики, чтобы помочь бороться с раком радикально новыми способами. И речь у нас пойдёт о двух космологах-астробиологах, это Пол Дэвис и Чарльз Лайнуивер. Вместе они разработали теорию о том, что раковые опухоли – это разновидность атавизма, который появляется во взрослом состоянии, когда что-то нарушает глушение генов предков. Дальше идет цитата самого Пола Дэвиса из статьи в The Guardian озаглавленной “Cancer: The beat of an ancient drum?“, объясняющая концепцию так называемой “атавистической онкологии”:
“Столетие назад немецкий биолог Эрнст Геккель отметил, что этапы развития эмбриона повторяют эволюционную историю животного. Например, человеческие эмбрионы то развивают, то теряют жабры, перепончатые лапы и рудиментарные хвосты, что отражает их древний водный образ жизни. Гены, отвечающие за эти признаки, обычно заглушаются на более поздних стадиях развития, но иногда система генетического контроля дает сбой, и дети рождаются с хвостами и другими признаками предков. Такие аномальные черты называются атавизмами.
Причина, по которой рак последовательно использует столько грозных признаков выживания, заключается, по нашему мнению, в том, что древний генетический инструментарий, активный на самых ранних стадиях эмбриогенеза, снова включается, вновь активируя протерозойский план развития для создания колоний клеток. Если бы вы отправились на машине времени на один миллиард лет назад, то увидели бы множество скоплений клеток, напоминающих современные раковые опухоли.
Последствия нашей теории, если она верна, очень глубоки. Вместо того, чтобы считать рак клетками-изгоями, беспорядочно деградирующими в генетическом хаосе, его лучше рассматривать как организованных пехотинцев, марширующих под бой древнего барабана, повторяя образ жизни миллиардной давности. По мере развития рака в организме активируется все больше и больше ядра предков в генетическом инструментарии, воспроизводя историю эволюции в обратной последовательности. И каждый шаг придает раку все более злокачественные черты, усложняя работу онколога”.
А теперь маленечко фактов и критики.
1. Геккель был неправ. Теория рекапитуляции не работает, и эмбрионы не проходят через эволюционные стадии своих предков. Мы не развиваем жабры, чтобы их затем потерять. Мы развиваем обобщенные жаберные (branchial) структуры, которые впоследствии дифференцируются и специализируются. У рыб некоторые из этих дуг дифференцируются в жабры, но те же самые дуги у нас развиваются в щитовидную железу и различные хрящевые и костные структуры горла и ушей.
2. Лучше считать, что эмбрионы следуют траектории развития Карла фон Бэра, переходя от первоначально обобщенного состояния к более утонченному и специализированному с течением времени. Конечности не отражают наше древнее водное происхождение in utero, вместо этого конечности развиваются как первоначально шарообразные выступы (blobby protrusions), а пальцы развиваются путем более поздней “скульптурной обработки” (sculpting) тканей.
3. Конечно, существует предковое ядро генов и процессов, глубоко “прошитых” в развитии животного. Но Дэвис, похоже, считает, что они затаились, замолчали, ожидая, когда их включат и превратят клетку в доисторического монстра. Это неверно. Эти древние гены активны, они работают в общих процессах развития повсюду. Хотите увидеть колонии клеток протерозойской эры? Посмотрите в костном мозге, на кроветворные пути, которые производят массу клеток крови. Гены, о которых он говорит, участвуют в митозе и клеточной адгезии. Это не динозавры генома, которые воскресают в результате генетических случайностей, а двигатели клеточной пролиферации. В раковых опухолях они теряют элементы, регулирующие их контролируемую экспрессию, и переходят в режим бегства (runaway mode).
4. Только тот, кто никогда не исследовал колониальный организм, мог бы сделать такое смехотворное сравнение. Рак не превращается в губку или вольвокс. Колониальные организмы – это стабильные, функциональные, саморегулирующиеся популяции клеток. Раковые клетки патологичны и нестабильны (одна из вещей, которая происходит, это отключение механизмов восстановления – они быстро порождают новые варианты, большинство из которых умирает); раковые клетки голодают и находятся в гипоксии, что является одной из причин, по которой они возвращаются к неэффективному механизму гликолиза; и они часто вырубают регуляторный контроль клеточного цикла. Даже одноклеточные организмы следят за клеточным циклом. Раковые заболевания не являются атавизмом.
5. Дэвис также ошибается в вопросах генетики. Похоже, он считает, что существует таинственное хранилище древних генных сетей двухмиллиардной давности, запертое глубоко в геноме, такой себе древний вампир-антедилувиан из широко известного сеттинга игр компании WhiteWolf.
Все гены эволюционируют. Гены, которые работали вместе в древних эукариотах, со временем изменились – они приспособлены для работы в современных эукариотах. Рак нарушает древние механизмы, регулирующие рост клеток, он не заменяет их более старыми версиями.
Для клеток не существует github или системы контроля версий. Как говорил немецкий биофизик Макс Дельбрюк: “Любая живая клетка несет в себе опыт миллиарда лет экспериментов ее предков”. Экспериментов. А не статичное сохранение древних состояний.
Атавистический метаморфоз и “химиотерапия” доктора Аргуэльо
Беда в том, что Дэвис не одинок в своей приверженности концепции “атавистической онкологии”. Если бы дело ограничивалось пополнением списка сомнительных публикаций да подъеданием грантов – это еще было бы полбеды. Но есть уникумы, которые берут на вооружение ложную идею и бросаются “причинять радость и наносить добро”. Один ушлый канадский доктор Фрэнк Аргелло (или Аргуэлло, или Аргуэльо, Arguello) на своем сайте призывает всех смертных ликовать – рак побежден, если вы не в курсе. Где атавистическая онкология, там сама собой напрашивается и атавистическая химиотерапия. Процитирую информацию с его сайта:
“Клетки в многоклеточных организмах за миллиарды лет эволюции развили сложные и специализированные клеточные функции в соответствии с их ролью в теле многоклеточных организмов (клетки кожи, клетки поджелудочной железы, клетки мозга и т.д.). Мы называем эти специализированные клетки “дифференцированными клетками”. Когда дифференцированные клетки теряют свои свойства дифференцировки, они становятся “недифференцированными клетками”.
Мы считаем, что когда это происходит, утрата признаков дифференциации, клетки возвращаются к своей первоначальной, независимой одноклеточной форме жизни, и вновь активируют свои основные жизненные функции: получение питания из окружающей среды, воспроизведение себя, миграция и распространение для обеспечения выживания и увековечения жизни. Это и есть то, что мы называем раком. Другими словами, когда клетка многоклеточного организма (животного или растения) возвращается к своей одноклеточной форме жизни, это означает, что развился рак. Образовавшаяся колония раковых клеток будет размножаться и распространяться внутри многоклеточного организма, нарушая его функции и в конечном итоге вызывая его смерть.
Атавистический метаморфоз предполагает, что раковые клетки – это клетки, которые эволюционно вернулись к своему исконному, независимому статусу одноклеточных организмов. Отсюда следует, что рак возникает только у растений и животных/людей (многоклеточных организмов). Это также объясняет, почему рак не возникает и не может быть вызван экспериментально у одноклеточных организмов, таких как бактерии, грибы и простейшие”.
А теперь давайте разберемся, что тут не так.
Рак, по самому своему определению как комплекс заболеваний, требует наличия многоклеточного организма. Еще в 2000 году Дуглас Ханахан и Роберт Вайнберг в своей фундаментальной статье описали шесть отличительных признаков рака следующим образом:
☉ поддержание пролиферативной сигнализации
☉ обход супрессоров роста
☉ сопротивление клеточной смерти
☉ обеспечение репликативного бессмертия
☉ индуцирование ангиогенеза
☉ активация инвазии и метастазирования.
В 2011 году была опубликована обновленная версия этой фундаментальной работы, в которой были добавлены дополнительные признаки, появившиеся за последнее десятилетие.
Дело в том, что рак определяется как заболевание многоклеточных организмов, в результате которого появляется разрастающийся “орган”, не подчиняющийся правилам, по которым остальные наши клетки растут, когда должны расти, поддерживают структуры, которые они должны поддерживать, и остаются в тех частях тела, где они должны оставаться. Очевидно же, почему у одноклеточных организмов нет рака.
Опять таки, возвращаясь к так называемому “атавизму”, ни Лайнуивер и Дэвис, ни Аргуэльо не были первыми, кому пришла в голову эта идея. Это очень старая идея. Действительно, на сайте доктора Аргелло есть список цитат тех, кого он называет “пионерами атавистической метаморфозы”, включая Рудольфа Вирхова, Герберта Сноу и сэра Генри Батлина, все из которых умерли по крайней мере более 84 лет назад, причем Вирхов прославился как “отец современной патологии” еще в 19 веке. В 2013 году Даррен Сондерс отметил, что идея о том, что рак представляет собой своего рода деволюционное состояние, восходит, по крайней мере, к Теодору Бовери, который 112 лет назад опубликовал увлекательную статью о происхождении рака, где, в частности, обсуждались “интересные параллели” между злокачественными опухолями и эмбрионами, образующимися в результате многочисленных делений в дважды оплодотворенной яйцеклетке морского ежа, как предположение о том, что опухоли могут напоминать клетки ранних стадий эмбриогенеза.
Любой грамотный биолог занимающийся проблемой рака знает, что это “предковое ядро генов и процессов в глубине развития животных”, которое якобы затаилось и притихло, ожидая, когда его включат и оно “превратит клетку в доисторического монстра”, вовсе не молчало. Эти гены высоко консервативны (это означает, что они настолько фундаментальны для клеточной функции, что развились очень рано в ходе эволюции и не претерпели значительных изменений) и активны, контролируя важные процессы развития. Они участвуют в делении клеток, адгезии, подвижности и апоптозе (запрограммированной клеточной смерти). Как отмечают уже упомянутые мной Ханахан и Вайнберг, эти гены являются центральными элементами управления, которые нарушаются при раке и теряют контроль над делением клеток.
Лайнуивер и Дэвис, совершенно не понимают одноклеточные организмы, когда утверждают, что древняя клеточная программа, воскрешенная в раковых клетках, не “содержит генов, регулирующих пролиферацию клеток”. Это полная чушь. Даже кишечная палочка регулирует свою пролиферацию в ответ на ряд факторов окружающей среды, и есть бактерии, которые впадают в состояние полного покоя и образуют нереплицирующиеся споры, когда условия окружающей среды слишком суровы для репликации.
Но давайте вернемся к этой “революционной” атавистической химиотерапии. Логика ушлого доктора Аргуэльо следующая: если раковые клетки демонстрируют функции или поведение, схожие с их предками – одноклеточными организмами (такими как бактерии и протисты), то комбинация препаратов, эффективных для уничтожения определенных одноклеточных организмов, должна сработать при лечении рака. То есть для лечения рака нужно использовать антибиотики, противогрибковые и противопаразитарные препараты. Ну а если “другие подходы не работают” то он использует противовирусные препараты. А как мы помним, вирусы не считаются одноклеточными организмами, учитывая, что они вообще не являются клетками. Более того, они даже не считаются живыми, поскольку не могут реплицироваться сами по себе и нуждаются в живой клетке-хозяине для этого. На самом деле, доктор не останавливается на малом, и предполагает, что от рака можно даже вакцинировать, но я поберегу свою и вашу психику, и не буду вдаваться в подробности.
Если вы еще не провели параллели с модным нынче в кругах альтернативно мыслящего населения подходом к лечению коронавируса лошадиным противоглистным средством, то вот вам официальное заявление чудо-доктора о том, какие же препараты он использует, цитирую:
“Препараты, используемые в комбинации, были выбраны на основе принципов “Атавистической метаморфозы”, опубликованных доктором Аргуэльо в 2011 году, и после многолетнего тестирования их на безнадежных раковых больных. Они относятся к фармацевтической группе антибактериальных (антибиотиков), противогрибковых и противопротозойных (противопаразитарных) препаратов. Противовирусные препараты также занимают место в принципах атавистической химиотерапии, поскольку вирусы по своему происхождению предшествовали клеткам, и именно они были предшественниками первых клеток на нашей планете. Однако стоимость и токсичность противовирусных препаратов вынуждают нас использовать их только тогда, когда другие подходы не дают результата.
Из-за задержек с получением патентов реальные названия лекарств, применяемых в “Атавистической химиотерапии”, не сообщаются пациенту. Все используемые препараты имеют истекшие патенты, поскольку находятся на рынке уже несколько десятилетий. Однако мы находимся в процессе подачи заявки на патентную защиту “Нового применения” или “Новой рецептуры”, чтобы защитить интеллектуальную собственность и заслугу за эту работу. Хотя препараты, которые мы используем, существуют уже много лет, атавистическая химиотерапия и иммунотерапия – это новый вид лечения рака.
Еще одна причина, по которой мы не разглашаем названия лекарств, заключается в том, чтобы предотвратить самолечение пациентов. Это также предотвращает неправильное использование лекарств, с которыми они не знакомы, при лечении рака.”
Есть одна фраза, которую одиозный менеджер Сбербанка доктор Курпатов приписывает своему преподавателю, но которую я по удивительному стечению обстоятельств слышал еще в университете. Гугл не помог мне установить ее автора, но это, скорее всего, достаточно известный околонаучный афоризм.
“Все мы умрём от рака, но не все из нас до этого доживут.”
Как бы нам не хотелось поверить в чудодейственную силу очередного змеиного масла избавляющего от всех хворей, по возможности избегайте лечить рак антибиотиками, а коронавирус – лошадиным противоглистным средством. Или что там сейчас в тренде у борцов с мировым заговором?
