Рассказ предка. Путешествие к заре жизни. - Ричард Докинз

Как в случае с хлоропластами, молекулярное сравнение сообщает нам об особой группе бактерий, от которых произошли митохондрии. Митохондрии возникли из так называемых альфа-протеобактерий, поэтому они родственно связаны с риккетсиями, которые вызывают сыпной тиф и другие скверные болезни. Сами митохондрии потеряли большую часть своего первоначального генома и стали полностью приспособленными к жизни внутри эукариотической клетки. Но, как хлоропласты, они все еще размножаются самостоятельно, делением, создавая популяции внутри каждой эукариотической клетки. Хотя митохондрии потеряли большинство своих генов, они не потеряли их все, к счастью молекулярных генетиков, как мы видели повсюду в этой книге.

Линн Маргулис, которая в значительной степени ответственна за выдвижение этой идеи, только сейчас повсеместно принятой, что митохондрии и хлоропласты являются симбиотическими бактериями, попыталась сделать то же самое с ресничками. Вдохновленная возможными реконструкциями, такими как мы видели в «Рассказе Миксотрихи», она прослеживает прошлое ресничек к спирохетовым бактериям. К сожалению, ввиду красоты и убедительности аналогии миксотрихи, доказательства, что реснички (ундулиподии) являются симбиотическими бактериями, найдены неубедительными почти всеми, кого убедили доводы Маргулис в истории митохондрий и хлоропластов.

Поскольку Большое Историческое Свидание является истинным свиданием в прямом историческом направлении, наше путешествие с этого времени определенно должно разделиться. Мы должны следовать назад во времени за различными участниками эукариотического договора, пока они, наконец, не воссоединятся в глубоком прошлом, но я думаю, что это способствовало бы необоснованному усложнению путешествия. У хлоропластов и митохондрий есть свои сходства с эубактериями, а не с другой прокариотической группой, археями. Но наши ядерные гены немного ближе к археям и к следующему свиданию с ними в нашей обратной истории.

СВИДАНИЕ 38. АРХЕИ

Ветвь археев. На основании ядерной ДНК и определенных деталей биохимии и клеточной морфологии большинство экспертов полагают, что археи – сестринская группа к эукариотам. Однако если использовать митохондриальную ДНК, самыми близкими родственниками будут альфа-протеобактерии, потому что такими когда-то были сами митохондрии (см. Большое Историческое Свидание). Обычно признают, что археи распадаются на две группы: кренархеоты и euryarchaeotes. Последовательности ДНК из горячих источников предполагают другую, рано отклонившуюся ветвь, korarchaeotes, но ни один из них фактически не был обнаружен. Не дано количество видов: не ясно какие «виды» являются аппаратом бесполых организмов.

После той неуверенности в том, что происходило на Свидании 37, и безусловно, в том, сколько свиданий скрыто под фиговым листом этого заголовка, какое облегчение возвратиться к свиданию, с которым теперь соглашаются большинство людей. Ко всем эукариотическим странникам, по крайней мере, к их ядерным генам, далее присоединяются археи, прежде называемые архебактериями. Является ли оно Свиданием 38, 39, 40 или 41, может стать предметом спекуляций (или, скорее, может стать предметом исследований следующих нескольких лет). Но установлено, что прокариоты или, как некоторые все еще их называют, бактерии, были двух совершенно различных видов – эубактерии и археи. И преобладает мнение, что археи – более близкие кузены нам, чем эубактериям, вот почему я поместил эти два свидания в таком порядке. Но нужно помнить, что вследствие необычных обстоятельств Большого Исторического Свидания частицы наших клеток ближе к эубактериям, даже если наши ядра ближе к археям.

Мой Оксфордский коллега Том Кавалир-Смит (Tom Cavalier-Smith), чьи представления о ранней эволюции жизни основаны на его больших познаниях разнообразия микробов, выдумал название Neomura, чтобы охватить и археев, и эукариот, но исключить эубактерий. Он также использует слово «бактерии», чтобы охватить эубактерий и археев, но не эукариот. Бактерии для него, поэтому, название «категории», тогда как Neomura – ветвь. Ветвь, к которой принадлежат эубактерии, является просто жизнью, так как она также включает археев и эукариот.

Поедатели серы. Гидротермальный источник или «черный курильщик» в Срединно-Атлантическом хребте. Источник извергает перегретую воду, богатую минералами и соединениями серы, при температуре в несколько сотен градусов Цельсия. Такие источники являются домом для множества гипертермофильных археев и эубактерий.

Кавалир-Смит полагает, что Neomura возникла лишь 850 миллионов лет назад, что является более молодым возрастом, чем я смел ожидать. Он думает, что археи развили свои особые биохимические особенности внутри бактерий как адаптацию к термофилии. «Термофилия» происходит от греческого и обозначает «любовь к высокой температуре», что на практике обычно означает жизнь в горячем источнике. Он полагает, что эти любящие высокую температуру бактерии, термофилы, затем раскололись надвое. Некоторые стали гипертермофильными (любящими, когда действительно очень горячо) и дали начало современным археям. Другие покинули горячие источники и, в более прохладных условиях, стали эукариотами, поглощая других прокариот, и используя их на манер «Рассказа Миксотрихи». Если он прав, мы знаем условия, в которых происходит Свидание 38: в горячем источнике, или, возможно, в вулканическом апвеллинге на дне моря. Но конечно, он может быть не прав, и нужно сказать, что его точка зрения далека от консенсуса.

В конце 1970-ых годов великий американский микробиолог Карл Вёзе (Carl Woese) из Университета Иллинойса обнаружил и охарактеризовал археев (тогда названных архебактериями). Глубокое отличие от других бактерий было поначалу спорным, потому что шло вразрез с прежними представлениями. Но теперь оно очень широко признано, и Вёзе был справедливо удостоен премий и медалей, включая очень престижную Премию Крафорда и Медаль Ливенгука.

Археи включают виды, которые процветают в различных экстремальных условиях, будь то очень высокие температуры или очень кислотная, щелочная или соленая вода. Археи как группа, похоже, «расширяют горизонты» того, что может вынести жизнь. Никто не знает, был ли Копредок 38 таким экстремофилом, но это – интригующая возможность.

СВИДАНИЕ 39. ЭУБАКТЕРИИ

Когда путешествие началось, наша машина времени работала на первой скорости, и мы думали на языке десятков тысяч лет. Мы перешли на более высокую передачу, совершенствуя свое воображение, справляясь с миллионами, затем с сотнями миллионов лет, по мере того, как увеличивали скорость, продвигаясь назад к Кембрию, подбирая по пути животных странников. Но Кембрий был тревожно недавно. Поскольку большую часть своего пути на этой планете жизнь была только лишь прокариотической жизнью. Мы, животные, являемся недавним запоздалым ребенком. Для преодоления последнего этапа до Кентербери наша машина времени должна войти в гипердрайв, чтобы не делать эту книгу невыносимо затянутой. С тем, что может показаться почти неприличной поспешностью, наши странники, теперь включающие эукариот и археев, проносятся назад, как я полагаю, к одному из последних свиданий – Свиданию 39 с эубактериями. Но оно могло бы быть больше чем одним, и мы могли бы быть ближе к одним эубактериям, чем к другим. Такая неуверенность является причиной, почему дерево напротив изображено бескорневым.

Бактерии, как мы уже видели, и как будет согласовано в «Рассказе Taq», являются в высшей степени разносторонними химиками. Они также являются единственными известными мне существами, кроме людей, кто развил этот символ человеческой цивилизации, колесо. Рассказывает ризобий.

Рассказ Ризобия

Колесо – общеизвестное человеческое изобретение. Разберите любой механизм больше чем элементарной сложности, и Вы найдете колеса. Двигатели судов и самолетов, вращающиеся дрели, токарные станки, гончарные круги – наши технологии используют колеса и застряли бы без них. Колесо, вероятно, было изобретено в Месопотамии в четвертом тысячелетии до н.э. Мы знаем, что это было достаточно труднодостижимым изобретением, поскольку у цивилизаций Нового Света их все еще не было ко времени испанского завоевания. В этом отношении предполагаемое исключение – детские игрушки – кажется настолько причудливым, что вызывает подозрение. Могло ли оно быть одним из тех мифов, который распространяется только потому, что является настолько запоминающимся, как инуитский язык, имеющий 50 слов для снега?

Всякий раз, когда у людей есть хорошая идея, зоологи привыкли обнаруживать, что она использовалась ранее в животном мире. Эта книга полна примеров, включая определение расстояния с помощью эха (летучие мыши), электролокацию («Рассказ Утконоса»), плотины («Рассказ Бобра»), параболический отражатель (морские блюдца), инфракрасный датчик с наведением по тепловому лучу (некоторые змеи), подкожный шприц (осы, змеи и скорпионы), гарпун (жгутиковые) и реактивное движение (кальмары). Почему не колесо?