Расплетая радугу: наука, заблуждения и тяга к чудесам - Докинз Ричард - Страница 58

В дарвинистском мире такая преданно близкая кооперация эволюционирует только тогда, когда ДНК паразита «продольно» передается поколениям хозяина теми же самыми транспортными средствами, что и ДНК хозяина. На сегодняшний день наши митохондрии все еще обладают своей собственной ДНК, которая лишь отдаленно связана родством с нашей «собственной» ДНК и более близко связана родством с ДНК некоторых бактерий. Но она передается сквозь поколения людей в человеческих яйцеклетках. Паразиты, ДНК которых продольно передается подобным образом (то есть, от родителя хозяина к ребенку хозяину), становятся менее опасными и более кооперирующимися, потому что все, что хорошо для выживания ДНК хозяина, обычно автоматически хорошо для выживания их собственной ДНК. Паразиты, чья ДНК переходит «горизонтально» (от хозяина к какому-то другому хозяину, который как правило не является его собственным ребенком), например вирусы бешенства или гриппа, могут становиться даже более смертельными. Если ДНК должна передаваться горизонтально, смерть хозяина может не быть неприятностью. Крайним случаем мог бы быть паразит, который питается внутри особи хозяина, превращая его плоть в споры, пока та, наконец, не разрывается, рассеивая ДНК паразита по ветру, разносящему ее повсюду в поисках новых хозяев.

Митохондрии — крайне продольные специалисты. Они стали настолько близки с клетками хозяина, что нам тяжело распознать, что они когда-либо существовали отдельно. Мой оксфордский коллега сэр Дэвид Смит нашел изящное сравнение:

Я не вижу никакого сильного различия между отношением митохондриальной ДНК к ДНК хозяина и отношениями между одним геном и другим в нормальном, обычном генофонде «собственных» генов вида. Я утверждал, что все наши «собственные» гены должны считаться взаимно паразитирующими по отношению друг к другу.

Другой реликтовой улыбкой, теперь довольно бесспорной, является хлоропласт. Хлоропласты — маленькие тельца в клетках растений, которые занимаются фотосинтезом — накапливанием солнечной энергии и использованием ее для синтеза органических молекул. Эти органические молекулы могут быть позже разрушены, и энергия высвобождается контролируемым способом, когда потребуется. Хлоропластам растения обязаны своим зеленым цветом. Теперь общепризнанно, что они произошли от фотосинтетических бактерий, родственников «сине-зеленых» бактерий, которые все еще свободно плавают сегодня и ответственны за «цветение» в грязной воде. Процесс фотосинтеза у этих бактерий тот же, что и в хлоропластах эукариот. Хлоропласты, по мнению Маргулис, были захвачены способом, отличным от захвата митохондрий. Если предки митохондрий агрессивно вторгались в больших хозяев, предки хлоропластов были добычей, первоначально поглощаемой в качестве пищи, у которых лишь позже эволюционировали мутуалистические связи со своими захватчиками, снова же несомненно, из-за того, что их ДНК стала передаваться продольно вдоль поколений хозяев.

Более спорным Маргулис считает то, что еще одна разновидность бактерий, спирально двигающаяся спирохета, вторглась в раннюю эукариотическую клетку и обеспечила ее такими двигательными структурами как реснички, жгутики и «веретеном деления», которое растаскивают хромосомы друг от друга при делении клетки. Реснички и жгутики — лишь разновеликие версии друг друга, и Маргулис предпочитает называть их обе «ундулаподии». Она приберегает название жгутик для внешне похожей, но в действительности совсем другой кнутоподобной структуры, которую некоторые бактерии используют, чтобы грести (более подходящий глагол — «ввинчиваться») вперед. Бактериальный жгутик, кстати, замечателен тем, что только у него в животном царстве есть настоящий вращающийся подшипник. Это единственный важный пример природного «колеса», или, по крайней мере, оси до повторного изобретения ее людьми. Реснички и другие ундулаподии эукариот более сложны. Маргулис отождествляет каждую отдельную ундулаподию с целой бактерией спирохетой, так же как отождествляет с целой бактерией каждую митохондрию и каждый хлоропласт.

Идея приспособить бактерии, чтобы выполнить некоторый трудный биохимический прием, вновь и вновь всплывала в более поздней эволюции. У глубоководных рыб есть люминесцентные органы, предназначенные, чтобы подавать сигнал друг к другу и даже чтобы находить дорогу. Вместо того, чтобы браться за трудную химическую задачу создания света, они приспособили бактерий, которые специализируются в этом искусстве. Люминесцентный орган рыбы представляет собой сумку тщательно культивируемых бактерий, которые испускают свет в качестве побочного продукта своих собственных биохимических целей.

Таким образом, у нас есть целый новый взгляд на индивидуальный организм. Не только животные и растения участвуют в сложных сетях взаимосвязей друг с другом, и с особями других видов, в популяциях и сообществах, таких как тропический лес или коралловый риф. Каждое отдельное животное или растение представляет собой сообщество. Это сообщество миллиардов клеток, и каждая из этих миллиардов клеток является сообществом тысяч бактерий. Я пошел бы дальше и сказал бы, что даже «собственные» гены вида — сообщество эгоистичных кооператоров. Теперь нас искушает еще одна часть поэтической науки, поэзия иерархии. Есть единицы в пределах больших единиц, не только до уровня индивидуального организма, но и еще выше, поскольку организмы, живут в сообществах. Не происходит ли на каждом уровне в иерархии симбиотическое сотрудничество между единицами уровнем ниже, единицами, некогда бывшими независимыми?

Возможно, в этом есть какой-то смысл. Термиты ведут очень успешную жизнедеятельность, поедая дерево и продукты древесины, вроде книг. Но, в очередной раз, необходимые химические трюки не выполняются естественным путем в собственных клетках термита. Так же как невооруженная эукариотическая клетка должна заимствовать биохимические способности митохондрий, так же кишечник термита самостоятельно не может переваривать древесину. Они полагаются на симбиотические микроорганизмы, чтобы выполнить задачу по перевариванию древесины. Сам термит существует за счет микроорганизмов и их выделений. Эти микроорганизмы — странные и специализированные существа, большей частью нигде больше в мире не встречающиеся, кроме как в кишечниках своего собственного вида термитов. Они зависят от термитов (находящих древесину и физически разжевывающих ее на мелкие части), так же как термиты зависят от них (разлагающих ее на еще меньшие молекулярные части, используя ферменты, которых нет у самих термитов). Некоторые из этих микроорганизмов — бактерии, некоторые — протозоа (одноклеточные эукариоты), а некоторые — замечательная комбинация их двух. Замечательная из-за своего рода эволюционного дежавю, которое значительно добавляет правдоподобия предположению Маргулис.

Mixotricha paradoxa — жгутиковое простейшее животное, живущее в кишечнике австралийского термита Mastotermes darwiniensis. У него на переднем конце имеются четыре большие реснички. Маргулис, конечно, полагает, что они сами были первоначально получены от симбиотических спирохет. Но, хотя это может быть спорным, есть вторая разновидность маленьких, машущих, похожих на волоски выступов, относительно которых нет сомнений. Покрывая остальную часть тела, они похожи на реснички: вроде тех, которые ритмично пульсируют, гоня наши яйцеклетки вниз по маточным трубам. Но это не реснички. Каждая из них — а их приблизительно полмиллиона — является крошечной бактерией спирохетой. На самом деле, задействованы два весьма различных вида спирохет. Именно эти машущие бактерии продвигают миксотриху по кишечнику термита, и сообщается, что они машут в унисон. В это, кажется, трудно поверить, пока вы не поймете, что каждый взмах может быть легко спровоцирован их непосредственным соседом.