Демон Дарвина. Идея оптимальности - Горбань А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Ответ звучит на первый взгляд странно: предположение об
исключительно вертикальной передаче не имеет никакого значения. Более того, опыты О. Эвери с сотрудниками, которыми было в 1944 г. Доказано, что основа наследственности - ДНК, основывались на горизонтальной передаче генов - от одних штаммов пневмококков к другим. Если выращивать один штамм на стерильном субстрате, содержащем ДНК другого, то дочерние клетки первого штамма приобретут ряд признаков другого и эти признаки потом передаются по наследству. Вот краткая характеристика длительного и трудоемкого исследования, открывшего эру молекулярной генетики. Далее следовала двойная спираль Уотсона и Крика, потом - расшифровка генетического кода. Поток открытий не иссякает и сейчас. Но почему-то та особенность классических опытов, что
146
генетический материал передавался горизонтально, долго не осознавалась в эволюционной теории.
Многочисленные работы по передаче ДНК от одной бактерии к другой [82], эксперименты, показавшие, что вирусы, выходя из клетки, могут захватывать кусочки ее ДНК, а потом встраивать их в геном других клеток (вспомните Г. Спенсера с его рассуждениями о наследуемом сифилисе), наконец, возникновение генной инженерии как основы для биотехнологии [77] вызвали к жизни представление о большой роли горизонтальной передачи генов в эволюции.
Теория Дарвина уподобила природу селекционеру. Но насколько важна роль другой профессии природы, насколько часто она выступает в качестве генного инженера, тасуя наследуемые единицы далеких друг от друга организмов? В эволюции микроорганизмов эта роль велика. Устойчивость к антибиотикам большинство из них приобрело именно таким путем. А для высших растений и животных? Возможность есть, но насколько она важна?
В результате мы должны видоизменить исходное определение наследования, чтобы учесть возможность передачи наследуемых единиц не только от родительских организмов. (Для наследования элементов культуры такая возможность очевидна).
Надо ли пояснять само понятие “организм”? странный вроде бы вопрос. Мы сами - организмы, каждый день встречаемся с сотнями других организмов, а если смотреть на мир в микроскоп - то и со многими миллионами.
Главное, чем выделен организм, есть физико-химическое единство. Его можно представить себе как сложное химическое производство, постоянно обновляющее свое оборудование. Могут меняться источники и состав сырья, объем и качество выпускаемой продукции, но производство будет работать, сохранять свою целостность. Допустимо подразделять его на цеха - органы, клетки и внутриклеточные структуры - реакторы, различные транспортные сети и системы управления, но все равно внутренние связи будут, как правило, сильнее, и, главное, стабильнее, чем внешние. Пожалуй, наиболее ярко целостность многоклеточного организма проявляется в таких явлениях, как регенерация поврежденных органов.
В рамках аналогии организм - химическое производство генотипу уделяется роль проекта и плана развертывания работ. Эту ясную картину портит небольшое на первый взгляд облачко: иногда физико-химическое единство не предполагает единство генотипа - плана, а тем более истории этого плана. Речь идет о симбиозе. “Чудо-растения ” лишайники,
представляя в норме единую физико-химическую систему, являются в действительности сложными содружествами грибов и водорослей,
147
которые при надлежащих условиях могут существовать и отдельно друг от друга. Большинство животных не могло бы нормально питаться и переваривать пищу, если бы не бактерии, населяющие кишечник. Жвачные бы просто погибли без белка и других веществ, вырабатываемых бактериями, пиявки не смогли бы переваривать кровь (у них нет таких ферментов), да и нам с Вами лучше не расставаться с микрофлорой своего кишечника.
Но существуют примеры и поинтереснее: “есть маленький плоский червь, совершенно зеленый, способный усваивать кислород при помощи симбиотических водорослей. Он так прочно с ними сжился, что зачатки водорослей передаются через половые клетки совершенно так, как зачатки хлоропластов передаются у зеленых растений” [64, с. 195]. Представьте себе: червь, живущий отчасти за счет фотосинтеза, осуществляемого симбиотическими водорослями. Немного фантазии - и перед мысленным взором предстанут зеленые фотосинтезирующие коровы. Но это, увы, нереально - площадь поверхности для такой массы маловата и “световой рацион” будет слишком скуден, даже если удастся вырастить таких коров.
Но этого мало. Хлоропласты растений и митохондрии эукариотических (обладающих ядрами) клеток имеют собственный генетический аппарат и размножаются отчасти самостоятельно. Отчасти -так как они используют белки, синтезируемые с помощью генов, находящихся в хромосомах ядра.
Более того, код, которым записана первичная структура белков в ДНК митохондрий, отличается от кода ядерной ДНК. Это открытие поразило многих и приостановило разговоры об универсальности генетического кода (один - для всех).
Многие полагают, что хлоропласты имеют предками способные к самостоятельной жизни сине-зеленые водоросли, митохондрии произошли от бактерий, а эукариотические клетки - результаты симбиоза [69]. Есть, конечно, и другие гипотезы, самые смелые из которых говорят об обратной возможности - происхождении бактерий (по крайней мере, некоторых) путем освобождения древних митохондрий, бывших тогда более автономными, чем теперь. Эта возможность не противоречит происхождению митохондрий путем симбиоза.
