Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни
Шрифт:
С “бутылочным горлышком” связано эпохальное событие, которое могло внести вклад в способность эволюционировать и, возможно, наблюдаться в “перезапусках” эволюции по Кауфману. Это отделение клеток зародышевой линии от клеток соматической линии, на которое указал великий немецкий биолог Август Вейсман. Как мы видели (рандеву № 31), в развивающемся эмбрионе часть клеток откладывается для воспроизводства (зародышевая линия), а остальные направляются на строительство тела (соматические клетки). Клетки зародышевой линии потенциально бессмертны и теоретически могут иметь прямых потомков и миллионы лет спустя. Соматическим клеткам суждено делиться лишь ограниченное, не всегда предсказуемое, количество раз. Они дают клеточные линии, из которых строятся ткани тела. После этого линии обрываются и организм умирает. Растения часто нарушают это разграничение – в самом очевидном случае это происходит при вегетативном размножении. Возможно, здесь существенное различие между путями эволюции растений и животных. До изобретения разделения соматической и зародышевой линий все клетки были потенциальными предками бесконечной линии потомков – каковыми, например, остаются клетки губок.
Изобретение полового размножения стало переломным моментом, который на первый взгляд можно перепутать и с “бутылочным горлышком”, и с отделением зародышевой линии. Но на самом деле оно логически отличается от обоих этих событий. В самой общей форме половое размножение – это частичное смешение геномов. Мы знакомы с частной, сложно организованной версией такого размножения, при которой каждая особь получает 50 % своего генома от каждого родителя. Мы привыкли к мысли, что родители всегда имеют разный пол: самка и самец. Но это не обязательная составляющая полового размножения. Изогамия – тип полового размножения, при котором две особи, неразличимые как самец и самка, не дифференцированные на два пола, комбинируют половины своих геномов. Разделение на самцов и самок скорее нужно рассматривать как еще одно переломное событие, которое произошло после возникновения полового размножения. Сложно организованное половое размножение такого рода в каждом поколении сопровождается “редукционным делением”, при котором каждая особь передает 50 % своего генома каждому потомку. Без этого геномы в каждом поколении удваивались бы в размере.
Бактерии практикуют беспорядочную форму полового донорства, которую иногда описывают как половое размножение. На самом деле этот процесс очень своеобразен и происходит скорее по принципу функций “вырезать и вставить” или “копировать и вставить” в компьютерных программах. Фрагменты генома “копируются” или “вырезаются” из одной бактерии и “вставляются” в другую, не обязательно принадлежащую к тому же “виду” (понятие вида у бактерий остается неясным). Поскольку гены являются подпрограммами, выполняющими клеточные операции, “вставленный” в бактерию ген может сразу же начать работу в новой среде, выполняя те же задачи, что и раньше.
Какая от этого польза бактерии-донору? Это, возможно, не совсем верная постановка вопроса. Правильнее спросить: какая польза передаваемому гену? Гены, успешно переданные реципиенту и помогшие ему выжить и передать их дальше, увеличивают количество своих копий в мире. Не очень понятно, произошло ли наше сложное эукариотическое половое размножение от бактериального полового процесса “вырезать и вставить” – или это стало переломным событием? Как бы то ни было, это изобретение имело огромное значение для последующей эволюции, и оба варианта очень подходят для дискуссии на тему “эволюции эволюционируемости”. Сложноорганизованное половое размножение, подобное тому, о котором мы узнали из “Рассказа Коловратки”, оказывает сильнейший эффект на эволюцию, поскольку делает возможным существование видов с их генофондами.
В заглавии этой книги слово “предок” употреблено в единственном числе. Признаюсь, причина этого отчасти стилистическая. И все же на протяжении нашего пути длиной в миллиарды лет один герой постоянно возвращался, как лейтмотив в музыке Вагнера: ДНК. Из “Рассказа Митохондриальной Евы” мы узнали, что предки есть и у генов. “Рассказ Неандертальца” посвящен прояснению вопроса о том, действительно ли этот оклеветанный исчез, не оставив смягчившего удар наследия. “Рассказ Гиббона” стал предисловием к теме “голосования” в “парламенте” генов, защищающих каждый свою точку зрения на историю предков. А в “Рассказе Миноги” мы обсудили аналогию между дупликацией гена и видообразованием, где каждый процесс происходит на своем уровне. Причем эта аналогия настолько точна, что для генов можно составить отдельные деревья, которые будут параллельны обычным филогенетическим деревьям, хотя и не совпадут с ними полностью. Лейтмотив в области таксономии перекликается с основной темой “эгоистичного гена” в понимании естественного отбора, но не сливается с ней.
Прощание Хозяина
Я восхищаюсь паломничеством, в котором сам с благодарностью участвовал. Восхищение у меня вызывает не только торжество жизни, но и то обстоятельство, что на некоей планете вообще может существовать жизнь. Вселенная могла бы остаться безжизненной, с одними физическими и химическими процессами и рассеянной пылью от космического взрыва, давшего начало времени и пространству. То, что она не осталась пустой, что жизнь эволюционировала почти из ничего примерно 10 млрд лет спустя после того, как почти из ничего появилась сама Вселенная, настолько поразительно, что было бы безумием пытаться воздать должное случившемуся словами. И это еще не все! Эволюция привела к появлению существ, которые оказались способны понять не только ее механизмы, но и процессы, благодаря которым они их поняли.
Это паломничество было путешествием (trip) не только в обычном значении этого слова, но и в контркультурном, с которым я познакомился в Калифорнии в бо-х годах, будучи совсем молодым. Самый сильный галлюциноген, который можно было купить в Хейт-Эшбери и на Телеграф-авеню, – ничто в сравнении с этим. Если хотите восхищения, вы найдете его в реальном мире. Вспомните о венерином поясе, мигрирующих медузах и крошечных “гарпунах”, о “радаре” утконоса и электрических рыбах, о предусмотрительной личинке слепня, о секвойе, о павлине, о морской звезде с гидравлическими ножками, о цихлидах озера Виктория, которые эволюционируют на много порядков быстрее, чем лингула, мечехвост или латиметрия. И не гордость за свою книгу, а благоговение перед жизнью заставляет меня сказать: если хотите оправдать жизнь, откройте эту книгу на любой странице. И подумайте о том, что, хотя она написана с человеческой точки зрения, любой из десяти миллионов пилигримов мог бы написать похожую. Да, жизнь на нашей планете удивительна и способна радовать всех, чьи чувства не притуплены обыденностью. Но то, что наш мозг позволяет уяснить свое эволюционное происхождение, многократно усиливает удивление и радость.
“Паломничество” предполагает набожность и благоговение. В книге мне не представился случай упомянуть о своей нетерпимости к набожности и о презрении к благоговению перед сверхъестественным. Но я этого не скрываю. И не потому, что хотел бы ограничить пределы почтительности или желал бы принизить то благоговение, с которым мы будем прославлять Вселенную, когда поймем ее величие. Сказать “все наоборот” было бы преуменьшением. Моя неприязнь к вере в сверхъестественное объясняется как раз тем, что она, к сожалению, не может полностью воздать должное великолепию мира. Она выхолащивает реальность и недооценивает ее.
Подозреваю, что многие люди, считающие себя религиозными, согласятся со мной. Им я адресую замечательную фразу, подслушанную на конференции. Один уважаемый ученый долго дискутировал с коллегой. Когда перепалка подошла к концу, он подмигнул и сказал: “Знаете, на самом деле мы согласны друг с другом. Просто то, что вы говорите, ошибочно!”
Я чувствую, что вернулся из настоящего паломничества.
Благодарности
Эту книгу меня уговорил написать Энтони Читэм, основатель издательства “Орион букс”. Он не дожил до выхода книги: я немыслимо долго тянул с ее завершением. Майкл Довер стойко и с юмором переносил мою медлительность и подбадривал меня, всегда понимая, чего я пытаюсь достичь. Лучшим из множества его замечательных предложений стало приглашение Латы Менон в качестве редактора. Как и в работе над “Капелланом дьявола”, ее поддержка оказалась неоценимой. Способность Латы увидеть картину целиком, не упуская ни малейшей детали, ее энциклопедические знания, любовь к науке и бескорыстная преданность делу подарили и мне, и книге так много, что это сложно выразить. Мне очень помогли и другие сотрудники издательства, однако Дженни Конделл и дизайнер Кен Уилсон проявили подлинный героизм.
Мой ассистент Янь Вон участвовал во всех стадиях планирования, сбора информации и написания книги. Его находчивость и глубокую осведомленность в вопросах современной биологии можно сравнить разве что с его умелым обращением с компьютерами. В этом отношении я могу назвать себя его учеником и отметить лишь, что он прежде сам был моим учеником: я преподавал у него в Нью-Колледже. Потом он защитил диссертацию под руководством Алана Графена, когда-то моего аспиранта, так что Янь, так сказать, дважды мой ученик. Он внес в эту книгу столько, что я настоял на том, чтобы упомянуть его как соавтора некоторых глав. Когда Янь уехал колесить по Патагонии, мне на последних этапах книги помогал Сэм Терви – обладатель выдающихся познаний в области зоологии, которыми он честно делился со мной.