Генетики тоже научились ценить маленьких существ: они оказались чрезвычайно полезными для измерения, сравнения и понимания куда более масштабных «штуковин». Мендель лущил горы гороха. Морган определял частоты мутаций у мушек. И наконец, 700 напряженных минут от зарождения мушиного эмбриона до образования его первого сегмента – пожалуй, наиболее тщательно изученный отрезок времени в истории биологии – частично разрешили одну из главных биологических загадок: как гены координируют свою работу, чтобы единичную клетку превратить в исключительно сложный организм?
Но понадобилось существо еще миниатюрнее – червячок длиной меньше дюйма, – чтобы разгадать вторую часть этой загадки: как новые клетки эмбриона понимают, кем им стать? «Мушиные» эмбриологи составили общую схему развития организма как последовательного развертывания трех фаз – закладки осей, разбивки тела на сегменты и формирования органов, – каждой из которых управляет каскад генов. Но чтобы понять эмбриогенез на глубинном уровне, генетикам нужно было выяснить, как гены определяют судьбу отдельных клеток.
В середине 1960-х Сидней Бреннер в Кембридже приступил к поискам организма, способного помочь в определении таких судьбоносных факторов. Даже малюсенькая дрозофила с ее «сложными глазами, членистыми ногами и изощренными поведенческими паттернами» была слишком велика для задач Бреннера. Чтобы выяснить, как гены навязывают клеткам их будущую «профориентацию», ему нужен был организм столь малый и простой, что
Бреннер превратился в знатока крохотных существ, этакого бога мелочей[585]. Он штудировал зоологические учебники XIX века в поисках животного, которое удовлетворяло бы всем его требованиям. В конце концов он остановился на крошечном почвенном черве
Учет клеток всерьез начался в первой половине 1970-х. Поначалу Бреннер уговорил одного из коллег по лаборатории, Джона Уайта, нанести на карту положение каждой клетки нервной системы червя, однако вскоре он раздвинул рамки и решил отследить потомство всех без исключения клеток. Недавно защитившего диссертацию Джона Салстона рекрутировали на подсчет клеток. В 1974-м к команде присоединился свежеиспеченный выпускник Гарварда, молодой биолог по имени Роберт Хорвиц.
Это был изнурительный, галюциногенный труд. Как вспоминал потом Хорвиц, «будто пялишься в таз с сотнями виноградин»[587] несколько часов подряд и наносишь на карту происходящие с каждой виноградиной пространственно-временные изменения. Так, клетка за клеткой, складывался всеобъемлющий атлас клеточных судеб. Взрослые черви делились на две категории – гермафродиты и самцы. Гермафродиты состояли из 959 клеток, самцы – из 1031. К концу 1970-х удалось линию каждой из этих 959 клеток проследить до прародительницы, одной исходной клетки. Это тоже была карта, но совершенно уникальная в истории науки – карта судьбы. Теперь можно было приступать к экспериментам с клеточными линиями и их идентичностью.
Три особенности этой карты клеточных судеб казались поразительными. Первая заключалась в ее инвариантности у разных особей. Каждая из 959 клеток образовывалась у всех червей абсолютно стереотипно. По словам Хорвица, «вы могли бы взглянуть на карту и полностью воспроизвести построение организма, клетка за клеткой», сказав, что «через 12 часов эта клетка единожды разделится, через 48 станет нейроном, а спустя 60 переместится в определенную часть нервной системы червя и закрепится там на всю оставшуюся жизнь. И вы оказались бы чертовски правы. Клетка поступила бы именно так. Она направилась бы именно туда и именно в то самое время».
