Технопарк юрского периода. Загадки эволюции - Александр Александрович Гангнус
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
А кстати, от каких именно протистов - одноклеточных организмов произошли многоклеточные? От юрких жгутиконосцев (на них как две капли воды похожи сперматозоиды, мужские половые клетки многоклеточных) или от величественных амеб, и питающихся и передвигающихся с помощью ложноножек-псевоподий? На амеб похожи ооциты - женские половые клетки, яйцеклетки. Интересно, что эта похожесть - разная у разных многоклеточных и при этом как будто не стоит ни в какой связи со степенью родства или местоположения на генеалогическом древе эволюции. Например, ооцит губки - амеба-амебой, подвижный, с несколькими псевдоподиями, у самки рака и кошки яйиеклетка более «стационарная» с одной действующей псевдоподией. А вот у странной компании из форели, курицы и человека яйцеклетка практически неподвижна, круглая и делает вид, что не помнит, от кого произошла. Впрочем, генетически яйцеклетка всегда предрасположена вести себя подобно амебе, но ее дисциплинируют свойства ее оболочки, разные у разных многоклеточных.
Жгутиконосцы и амебы посоревновались (в трудах биологов) за право быть первыми, «догадавшимися» соединиться в многоклеточный организм. Впрочем, теперь уже ясно, что в создании мира многоклеточных участвовали и те и другие, но не исключено, что кто-то начал первый, а кто, пока неизвестно...
Один из первых этапов этого перехода от «ремесленников» - клеток к «мануфактурам» - многоклеточным организмам и есть колониальные постройки сине-зеленых водорослей - цианобактерий. Донельзя примитивные (в их клетках нет еще даже ядер), сине-зеленые познали «радость коллективного труда». И уже первые их постройки несут на себе отпечаток какого-то своеобразия, они обладают архитектурой. Именно поэтому И. Крылов был вправе поделить их постройки на «виды» и «роды». На примере сине-зеленых природа смоделировала один из первых переходов от простого одноклеточного к более сложному уровню организации живой материи.
Клетки и пред клетки
Первые признаки клеток сине-зеленых водорослей находят в слоях 3,2-миллиарднолетней давности. Признаки работы серных бактерий нашли в барите (сульфат бария), который с помощью изотопного анализа показал возраст 3,44 млрд лет. До дня «ноль», дня, когда родилась наша планета, остается (не забывайте: в этой книге мы движемся против течения времени) «всего91,3 1,5 миллиарда лет. Много это или мало? Оказывается, мало! Современная биология считает, что, создав первую настоящую клетку, природа прошла чуть ли не большую часть пути от «первичного бульона» до человека. Самое трудное, оказывается, было создать именно клетку.
Исследователи-биохимики часто склонны сравнивать клетку не с ремесленником-одиночкой, а с целым химическим заводом: столько всяких нужных самой клетке и организму в целом веществ здесь производится. Если же приглядеться к устройству этого завода, то сравнение покажется еще более многозначительным. Завод работает, его части - органеллы (а они же иногда и исполнители работ) движутся, взаимодействуют в согласии, демонстрируя «понятливость» и поведение, не уступающее в сложности поведению клетки в целом...
Сейчас почти никто не оспаривает казавшуюся еще недавно крамольной мысль о симбиогенезе. Простые безъядерные организмы первого этапа эволюции объединяясь в настоящие клетки, с митохондриями, с ядрами, содержащими генетический материал. Эволюция ускоряется, в ней появился половой процесс, появилось разнообразие видов и родов
Вот обязательная для всех клеток органелла - митохондрия. В клетке несколько митохондрий. Это энергетические подстанции клетки. Их автономность, сложность их строения удивительны. Под электронным микроскопом можно разглядеть, что митохондрии сами напоминают многоклеточный организм: их тельце разделено перегородками на маленькие деления. Обнаружили, что в принципе митохондрии могут делиться, размножаться и без участия «дирекции» клеточного «комбината» - ядра. И это не удивительно, ведь у митохондрии - свой генный аппарат, своя ДНК. Недавно как будто обнаружены две разновидности митохондрий, различающихся между собой некоторыми деталями. Есть гипотеза, что эти две разновидности - два пола, а точнее, реликты тех времен, когда митохондрии (возможно, почти потерявшие самостоятельность потомки еще одной «империи» живого) действительно самостоятельно размножались половым путем и жили вне клеток, времен, когда клеток не было. А были предклетки. Предклетки каким-то образом объединились в целое - нынешнюю настоящую клетку, объединились, создав на первых порах колонию, временный непостоянный союз, потом, быстро «поняв» преимущества такого общежития, полностью перешли к новой жизни.
Это объединение совершалось не вдруг, в разных вариантах во много этапов. Подтверждение этому - нынешнее разделение живых существ на организмы безъядерные, прокариоты (археи, бактерии, в том числе цианобактерии, сине-зеленые водоросли) и прочие, ядерные, эукариоты. Несмотря на всю примитивность безъядерных существ, они дожили до наших дней, оставшись, правда, на примитивном одноклеточном уровне. Попытки сине-зеленых создать многоклеточный организм после первых успехов остановились на мертвой точке.
По сравнению с этим капитальным разделением организмов на ядерные и безъядерные их разделение на существа, способные к фотосинтезу, и на существа, к нему неспособные, выглядит второстепенным. Академик А. Фаминцын когда-то говорил, что хлоропласты, органеллы зеленых растений, занятые фотосинтезом,- это не простые компоненты клетки, а бывшие самостоятельные организмы, водоросли (может быть, те же сине-зеленые), живущие в симбиозе с
приютившей их клеткой. Сейчас это предположение как будто подтверждается. «Раскопки» в недрах хлоропластов привели биологов к замечательному открытию: и в этих зеленых зернах, как и в митохондриях, обнаружено наследие далеких эпох, своя ДНК, дезоксирибонуклеиновая кислота - основа воспроизводства живой материи.
Как живут органеллы клетки, какие совершают поступки? Именно они участники драмы, имя которой митоз, деление, а сцена действия - клетка. В общем, эта драма, финал которой разделение клетки На две, - драма одного «автора», но актеры - великие импровизаторы, каждый раз в зависимости от царства и класса живого мира по-своем> интерпретирующие «авторский замысел».
Вот первое действие. В неизменной пока клетке происходят первые малозначительные движения, расходятся к разным полюсам органеллы диктиосомы (видимо, режиссеры этого первого этапа митоза). В ядре червячками гнутся, делясь пополам, хромосомы...
А вот митохондрии, самые самостоятельные органеллы, ведут себя по-разному. У кузнечика они группируются в несколько пучков (чтобы размежеваться, надо сначала объединиться!). А у скорпиона митохондрии клеток по какому-то своему регламенту, не всегда синхронно с действиями хромосом, соединяются в кольца-хороводы.
Если повредить организм, нанести ему травму, ядра всех ближайших клеток сместятся из центров своих владений к окраине, поближе к месту происшествия. Зачем? Отсюда им легче, ближе управлять «починкой», лечением травмы. Но как это происходит? По какому
