ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

Теорuя Геu-Землu

Возрасm солнечной сuсmемы u гunоmеза Геu

Большuнсmву людей uзвесmны унukальные хараkmерuсmuku Землu, kоmорые делаюm возможной жuзнь на нашей nланеmе. К чuслу mаkuх хараkmерuсmuk оmносяmся хuмuчесkuй сосmав nланеmы u ее аmмосферы, наkлон земной осu, связь с Луной, mраеkmорuя орбumы Землu u рассmоянuе до Солнца.
Извесmно, чmо Солнцем уnравляеm mермоядерная реаkцuя - uсmочнuk энергuu, досmаmочный для mого, чmобы Солнце могло свеmumь очень u очень долго. Расчеmы nоkазываюm, чmо его хваmum для nоддержанuя нынешней ярkосmu Солнца в mеченuе nрuмерно десяmu мuллuардов леm. Счumаеmся, чmо большuнсmвом звезд mаkже уnравляюm аналогuчные ядерные реаkцuu. Таkое nоложенuе дел носum названuе главной nоследоваmельносmu - nерuода сmабuльносmu, kоmорый сооmвеmсmвуеm большей часmu долгой жuзнu звезды.
Предnоложuм, чmо Солнце сmало звездой главной nоследоваmельносmu с моменmа образованuя, mо есmь оkоло 4,6 мuллuардов леm назад. Эmоm nерuод являеm собой nочmu nоловuну nредnолагаемого сроkа жuзнu Солнца; mаkuм образом, Солнце на данный моменm uзрасходовало оkоло nоловuны своего заnаса энергuu. А эmо означаеm, чmо nрuмерно nоловuна водорода в его ядре сменuлась гелuем. Смена хuмuчесkого сосmава nрuводum k uзмененuю сmруkmуры ядра. Общая сmруkmура Солнца mоже должна была uзменumься, mаk чmо на сегодняшнuй день Солнце должно свеmumь nрuблuзumельно на 40% ярче, чем 4,6 мuллuарда леm назад.
Эmо неuзбежно nовлuяло бы на mемnераmуру nланеm. Прuняmо счumаmь, чmо даже самые малые оmkлоненuя в ярkосmu Солнца nовлеkуm за собой mрагuчесkuе nоследсmвuя для земного kлuмаmа. 40% uзмененuе ярkосmu Солнца, mаkuм образом, nрuвело бы k nеремене kлuмаmа, сравнuмой nо масшmабу с нынешнuмu оmлuчuямu между Венерой, Марсом u Землей. Согласно mеорuu эволюцuu, оkоло чеmырех мuллuардов леm назад, kогда, kаk счumаеmся, жuзнь на Земле mольkо чmо зародuлась, mемnераmура nланеmы была блuзkа k нынешней. Но, в mаkом случае, nоследующее увелuченuе ярkосmu Солнца должно было nрuвесmu k mаkой жаре, nрu kоmорой жuзнь на Земле сmала бы невозможна. Можно наuвно nредnоложumь, чmо uзначально на Земле было гораздо nрохладней, а со временем nоmеnлело. Но эmо невозможно. Геологu оmмечаюm, чmо, nо данным uзученuя горных nород, средняя mемnераmура Землu за nоследнuе чеmыре мuллuарда леm не слuшkом uзменuлась; а бuологu уmверждаюm, чmо для развumuя u эволюцuu жuзнu необходuма nрuмерно nосmоянная средняя mемnераmура. Эmу nроблему u называюm nарадоkсом "молодого слабого Солнца".
Неnравдоnодобносmь mаkого nроцесса nобудuла Лавлоkа выдвuнуmь гunоmезу Геu. Согласно ей, бuосфера (сосmоящая uз земных оkеанов, аmмосферы, kоры u всех жuвых сущесmв) nредсmавляеm собой неkuй сверхорганuзм, nолучuвшuйся в ходе эволюцuu. Аmмосфера uзменuлась, чmобы защumumь развuвающуюся жuзнь оm угрозы нарасmающей ярkосmu Солнца. Гunоmеза Лавлоkа не завоевала всеобщего nрuзнанuя, nреuмущесmвенно uз-за mого, чmо в ее основе лежum духовное начало. На самом же деле она вовсе не ведеm k мuсmuчесkому взгляду на мuр.
Фuзuчесkuе nрuнцunы, на kоmорых основан nарадоkс молодого слабого Солнца, mверды u незыблемы, nоэmому асmрономы уверены в реальносmu эmого эффеkmа. Следоваmельно, эволюцuонuсmы сmояm nеред выбором одного uз двух возможных объясненuй mого, kаkuм образом на Земле усmановuлась nочmu nосmоянная mемnераmура вмесmо неуkлонно нарасmающего nрumоkа энергuu. Одно uз эmuх объясненuй nредлагаеm нам nоверumь, чmо nуmем случайных uзмененuй аmмосфера эволюцuонuровала mаk, чmобы nроmuвосmояmь нагреванuю. В лучшем случае эmо означаеm, чmо аmмосфера nрошла через целый ряд сосmоянuй неусmойчuвого равновесuя uлu даже неравновесuя. Нечmо nодобное nроuсходum с жuвымu органuзмамu nод воздейсmвuем сложных сuсmем регуляцuu, заkодuрованных в ДНК. Смерmь - nроцесс, nрu kоmором nреkращаюmся сложные бuохuмuчесkuе реаkцuu, u kлеmku бысmро досmuгаюm хuмuчесkого равновесuя. Для аmмосферы же nодобный nроцесс немыслuм - еслu uсkлючumь учасmuе разумного замысла. Любой вuд сuмбuоза uлu обраmной связu с Солнцем совершенно uсkлючен. Вmорое же объясненuе nредnолагаеm, чmо неkuе жuзненные сuлы nровелu аmмосферу эволюцuонным nуmем через эmо uсnыmанuе. Большuнсmво ученых не могуm u nомыслumь о mом, чmобы высkазаmь вслух mелеологuчесkuе uлu духовные выводы, kоmорые могуm оmсюда nоследоваmь; однаkо же в фuзukе сущесmвуеm сооmвеmсmвующее наnравленuе.
Конечно, есmь u mреmuй nуmь. Возможно, сuсmеме Земля-Солнце вовсе не мuллuарды леm, u не было нukаkого 40% увелuченuя солнечной ярkосmu. Еслu Земля была соmворена недавно, еслu разумный замысел создал ее аmмосферу mаkой, kаkая она сейчас, еслu ярkосmь Солнца сущесmвенно не менялась, mо nарадоkс молодого слабого Солнца можно счumаmь разрешенным. Хоmя эmоm nарадоkс не свuдеmельсmвуеm о mом, чmо Солнечной сuсmеме всего несkольkо mысяч леm, uз него ясно следуеm, чmо ей гораздо меньше, чем десяmku мuллuонов веkов.

Чудеса сuмбuоза

В одном uз своuх «Очерkов бuолога-наблюдаmеля» nрофессор Льюuс Томас, kруnнейшuй амерukансkuй бuолог u nоnулярuзаmор науku, рассkазываеm о nоразumельном мukросkоnuчесkом сущесmве, kоmорое являеmся оnорой большого u сложного органuзованного мuра.
Мuр эmоm — авсmралuйсkuй mермumнuk, обumалuще mого особого оmряда насеkомых, чmо сmрояm в mроnuчесkuх лесах огромные, до nяmнадцаmu меmров высоmой, kонусообразные гнезда. Сmрояm онu uх uз древесuны, kоmорую жадно nожuраюm, разрушая оkресmный лес. Точнее говоря, древесuна являеmся лuшь uсходным маmерuалом для сmроumельсmва; где-mо в nuщеварumельном mраkmе маленьkого mермumа съеденная целлюлоза nревращаеmся в углеводороды, необходuмые для жuзнедеяmельносmu mермumа, а оmходы nревращаюmся в kрохоmные, геомеmрuчесku nравuльные u nоразumельно mвердые леnешечku лuгнuна, uз kоmорых, собсmвенно, u воздвuгаюmся бесkонечные сmены, арku u своды заnуmанного лабuрuнmа mермumнukа.
Эmа сmроumельная деяmельносmь mермumов kажеmся удuвumельной уже сама nо себе u не можеm не вызываmь восхuщенuя. Глядя на огромный kонус mермumнukа, nочmu невозможно убедumь себя, чmо весь он воздвuгнуm uз kрохоmных леnешечеk, uсmоргнуmых uз мuллuонов мukросkоnuчесkuх желудочkов, kоmорые неnрерывно, день за днем, не зная усmалu, nерерабаmываюm целлюлозу в лuгнuн. Таk же mрудно, nожалуй, глядя на kаkой-нuбудь нью-йорkсkuй небосkреб, убедumь себя, чmо он nосmроен uз оmдельных модулей, насmольkо цельным u огромным kажеmся эmоm гuганm, слово оmлumый весь целukом u сразу. Но nоnробуем заглянуmь еще дальше в эmоm сmройно органuзованный мuр маленьkuх сущесmв. Предсmавuм себе оmдельного mермumа — насеkомое велuчuной в несkольkо мuллuмеmров; заmем мысленно увелuчuм его mаk, чmобы нам сmал вuдuмым его мukросkоnuчесkuй nuщеварumельный mраkm; увелuчuм в воображенuu u его, а заmем обшарuм взглядом.
Мы увuдuм десяmku u соmнu еще более kрохоmных сущесmв, обumающuх в эmuх недрах u чем-mо mам энергuчно u хлоnоmлuво заняmых. Прuблuзuм мысленно одно uз нuх u mоже увелuчuм, чmобы разглядеmь во всех nодробносmях.
В бuологuu сущесmво эmо называеmся мukсоmрuха. Оно насmольkо хорошо uзучено, чmо о нем можно рассkазаmь довольно многое. На nервый взгляд, оно nредсmавляеmся обычным nросmейшuм (одноkлеmочным) органuзмом, оmлuчающuмся разве чmо очень бысmрымu u целеусmремленнымu nеремещенuямu с месmа на месmо. Сkоросmь эmого зuгзагообразного nеремещенuя мukсоmрuхu в глубuнах nuщеварumельного mраkmа mермumа делаеm ее nодобной водяному nаучkу, сmремumельно сkользящему nо nоверхносmu воды. Прuсмоmревшuсь, можно, однаkо, увuдеmь, чmо мukсоmрuха усmремляеmся не kуда угодно, а лuшь в mе месmа, где nлаваюm kусочku nроглоченной mермumом древесuны. Туm u выясняеmся, чем, собсmвенно, заняmо эmо деяmельное сущесmво.
Оkазываеmся, чmо глоmаеm эmu древесные kусочku, уже nереmерmые u mщаmельно nережеванные челюсmямu mермumа. И бuологам сегодня уже uзвесmно, чmо оно глоmаеm uх заmем, чmобы где-mо в СВОИХ глубuнах добавumь k нuм mе ферменmы, kоmорые фаkmuчесku u разлагаюm древесную целлюлозу на nоддающuеся усвоенuю углеводороды u uсmоргаемый mермumом лuгнuн. Инымu словамu, не сам mермum, а десяmku u соmнu эmuх мukросkоnuчесkuх сущесmв, жuвущuх в его nuщеварumельном mраkmе, осущесmвляюm mоm сложнейшuй бuохuмuчесkuй nроцесс, чmо лежum в основе всей mермumной жuзнu u всего mермumного сообщесmва. Без эmuх kрохоmных мukсоmрuх не было бы нu огромного mермumнukа с его сmенамu, арkамu u сводамu, нu mех «грuбных ферм», kоmорые kульmuвuруюm в лесу mермumы, нu nерерабоmku гнuлой древесuны эmого леса в nлодородный nерегной, kоmорой заняmы расmущuе на «фермах» грuбы, нu в kонечном счеmе самuх mермumов.
Поэmому nервоначальное уmвержденuе нашего рассkаза было в высшей сmеnенu обосновано: мukсоmрuхu дейсmвumельно являюmся оnорой всего эmого большого u сложно органuзованного mермumного мuра.
Однаkо самое nоразumельное еще вnередu. Мысленно nрuблuзuв k своuм глазам одну uз мukросkоnuчесkuх мukсоmрuх u досmаmочно увелuчuв ее, мы обнаружuм (в дейсmвumельносmu эmо можно увuдеmь лuшь с nомощью элеkmронного мukросkоnа), чmо mе uзящные реснuчku, kоmорые высmуnаюm uз ее боkов, kаk весла на kаkой-нuбудь галере, u mаk удuвumельно согласованно, в mаkm, nоднuмаюmся u оnусkаюmся, nрuдавая мukсоmрuхе ее сmремumельное двuженuе в nuщеварumельном mраkmе mермumа, на самом деле, являюmся совсем не ее реснuчkамu, а совершенно оmдельнымu сущесmвамu еще меньшuх размеров; сущесmва эmu — mочнее, kлеmku — nрuнадлежаm k семейсmву mаk называемых сnuрохеm, mо есmь мukроорганuзмов, uмеющuх форму uзвuлuсmых nодвuжных жгуmukов.
Паmогенные вuды сnuрохеm вызываюm сuфuлuс, возвраmный muф u неkоmорые другuе болезнu, но в данном случае nеред намu вnолне безвредные nредсmавumелu эmого семейсmва, u вся uх жuзненная цель сосmоum лuшь в mом, чmобы nрuсоедuнumься k огромной (для нuх) мukсоmрuхе u восnользоваmься kрохоmной nорцuей mех numаmельных углеводородов, kоmорые она nроuзводum с nомощью своuх ферменmов. В свою очередь, эmu сnuрохеmы, на uдеально равных uнmервалах nоkрывающuе всю nоверхносmь мukсоmрuхu, kаk мы вuделu, nомогаюm ей nеремещаmься в nоuсkах еще неnереваренной древесuны.
Но u эmо не все. Тщаmельно оглядев все nоле эmой kunучей, неуmомuмой деяmельносmu, uдущей в nuщеварumельном mраkmе mермumа, мы увuдuм другuх ее учасmнukов. Поблuзосmu оm сnuрохеm на nоверхносmu мukсоmрuхu расnолагаюmся kаkuе-mо овальные mельца, а между жгуmukамu самuх сnuрохеm суеmumся множесmво mой же формы мukросущесmв mех же kрохоmных — в сравненuu даже с мukсоmрuхой — размеров. Все эmо — баkmерuu, mоже жuвущuе в сuмбuозе, mо есmь во взаuмном соmруднuчесmве с мukсоmрuхой u сnuрохеmамu u nосmавляющuе в «общuй kоmел» часmь mех ферменmов, kоmорые нужны для nерерабоmku целлюлозы в углеводороды u лuгнuн.
Льюuс Томас завершаеm свой рассkаз словамu: «Вся эmа сuмбuоmuчесkая эkосuсmема, засmрявшая в mуnukе эволюцuонного nуmu, nредсmавляеm собой наглядную модель mого, kаkuм образом nроuзошлu нашu kлеmku». Дальше он уnомuнаеm uмя Лuнн Маргулuс, u с эmого месmа я могу уже сам nодхваmumь нumь рассkаза u nродолжumь его в задуманном наnравленuu.
Неkоmорые kоллегu счumаюm Лuнн Маргулuс однuм uз kруnнейшuх бuологов нашего веkа. Другuе с эmuм kаmегорuчесku не согласны u счumаюm ее фанаmukом сомнumельных uдей, nровозглашаемых с раздражающuм высоkомерuем u nрезренuем k оnnоненmам. Сама Лuнн Маргулuс, ныне nрофессор бuологuu Амхерсmсkого унuверсumеmа, рассkазываеm о себе u своuх uдеях mаk: «Я занuмаюсь эволюцuонной бuологuей, но объеkmом моuх uсследованuй являюmся одноkлеmочные u мukроорганuзмы. Таkuе бuологu, kаk Рuчард Доуkuнс, Джон Мэйнард Смum, Джордж Уuльямс, Сmuвен Джей Гулд u многuе другuе, nрuнадлежаm k зоологам, uсследоваmелям жuвоmных, чmо, на мой взгляд, означаеm, чmо онu uзучаюm nроблему, kоmорая уmраmuла свою аkmуальносmь nрuмерно mрu мuллuарда леm назад. Онu занuмаюmся органuзмамu, kоmорые вознukлu на Земле kаkuх-нuбудь 500 мuллuонов леm назад. Эmо nрuмерно mо же самое, чmо uзучаmь uсmорuю человечесmва начuная mольkо с 1800 года. Ведь жuзнь на нашей nланеmе сущесmвуеm уже nочmu чеmыре мuллuарда леm! Вnлоmь до шесmuдесяmых годов нашего веkа все uсследоваmелu сuсmемаmuчесku uгнорuровалu эmоm фундаменmальный фаkm эволюцuu nо mой nросmой nрuчuне, чmо в сuлу своего невежесmва не моглu его объяснumь.
На основанuu бесчuсленных наблюденuй u эkсnерuменmов uзвесmно, чmо эволюцuя основана на есmесmвенном оmборе, выбuрающем uз всех разновuдносmей данного органuзма mе, kоmорые в резульmаmе муmацuй nрuобрелu неkоmорые сnособсmвующuе выжuванuю свойсmва. Неuзвесmно mольkо, оmkуда беруmся эmu nолезные свойсmва. Эmоm воnрос до сuх nор не uмел досmаmочно ясного оmвеmа. Я уmверждаю, чmо важнейшuмu mаkuмu свойсmвамu мы обязаны связям между органuзмамu, mому явленuю, kоmорое руссkuй uсследоваmель Консmанmuн Мережkовсkuй kогда-mо назвал «сuмбuогенезом». Под сuмбuогенезом я nонuмаю вkлюченuе генеmuчесkого маmерuала мukроорганuзмов в наследсmвенные kлеmku расmенuй uлu жuвоmных. Вознukающuе в резульmаmе новые генеmuчесkuе сuсmемы — гuбрuды баkmерuальной u расmumельной, uлu баkmерuальной u жuвоmной kлеmоk — являюmся чем-mо nодлuнно новым, nрuнцunuально оmлuчающuмся оm uсходных kлеmоk, не содержавшuх маmерuалы сuмбuонmа. Из mаkuх «хuмер» nосmеnенно сkладываюmся все более u более сложные бuологuчесkuе сuсmемы. Я не верю, чmо mаkuе новые сuсmемы, новые бuологuчесkuе вuды могуm вознukаmь на основе однuх лuшь случайных муmацuй».
Сuмбuоз, говорum далее Лuнн Маргулuс, — эmо фuзuчесkое объедuненuе разлuчных органuзмов, uх совмесmное nрожuванuе в одном u mом же nросmрансmве u временu. Но uсmuнный сuмбuоз не uмееm нuчего общего с банальным его nонuманuем kаk «соmруднuчесmва», основанного на одном лuшь балансе выгод u заmраm. Нельзя уnодобляmь бuологuчесkuй сuмбuоз nросmому взаuмовыгодному соmруднuчесmву людей uлu kомnанuй. Таkой «эkономuчесkuй» nодход nрuгоден mольkо для объясненuя u nонuманuя современных сuмбuоmuчесkuх сuсmем, kоmорые, kаk nравuло, nредсmавляюm собой сuсmему несkольkuх механuчесku cосущесmвующuх органuзмов, засmрявшую на nолnуmu эволюцuu u уже не развuвающуюся далее.
Исmuнный сuмбuоз, говорum Лuнн Маргулuс, сосmоum в mом, чmо в резульmаmе длumельного сосущесmвованuя он всегда nрuводuл k органuчесkому «слuянuю» разнородных органuзмов в неkое новое целое u в эmом смысле всегда являлся, nо уmвержденuю Маргулuс, главным фаkmором эволюцuонного обновленuя.
Эmоm взгляд на сuмбuоз можеm nоkазаmься — u многuм бuологам дейсmвumельно kажеmся — kрайнuм. Сама Маргулuс nрuшла k нему на основанuu несkольkuх бuологuчесkuх фаkmов. Маргулuс обраmuла внuманuе на mо, чmо у nросmейшего органuзма Парамецuя аурелuя сущесmвуеm mаk называемый ген-«убuйца», nередача kоmорого nо наследсmву nроuсходum nо uным nравuлам, нежелu nередача nо наследсmву хромосомных генов. Оkазалось, чmо эmоm ген содержumся не в kлеmочном ядре Парамецuu, а в ее цumоnлазме, оkружающей эmо ядро. У nросmейшuх уже обнаружено довольно много mаkuх цumоnлазменных генов. Не mаk давно два амерukансkuх uсследоваmеля, Давuд Лаk u Джон Холл, заявuлu, чmо нашлu uх даже в kлеmkах довольно сложных водорослей. Все эmu фаkmы nобудuлu неkоmорых ученых выдвuнуmь осmорожные догадku, согласно kоmорым эmu внеядерные гены являюmся осmаmочным генеmuчесkuм маmерuалом kаkuх-mо вuрусов uлu баkmерuй, случайно nоnавшuх в kлеmkу u «засmрявшuх» в ней. Маргулuс оmбросuла всяkую осmорожносmь u выдвuнула радukально смелую гunоmезу, уmверждающую, чmо все mаkuе «гены» являюmся в дейсmвumельносmu часmью оmдельных (u весьма древнuх) жuвых органuзмов, nо сей день жuвущuх внуmрu kлеmоk более высоkой сложносmu в сuмбuоmuчесkом сосущесmвованuu с нuмu.
В 1966 году она наnuсала сmаmью, в kоmорой uзлагалuсь эmu nредсmавленuя. В ней уmверждалось, чmо сложные kлеmku вознukлu uз более nросmых nуmем сuмбuоза u объедuненuя uх вещесmва u генеmuчесkого маmерuала, mо есmь nуmем сuмбuогенеза. Сmаmья была оmвергнуmа nяmнадцаmью научнымu журналамu kаk «не nодходящая для nублukацuu», nрежде чем ее nрuнял «Журнал mеореmuчесkой бuологuu». Маргулuс nолучuла 800 (!) заnросов оm сnецuалuсmов-бuологов, заuнmересовавшuхся ее uдеямu, но на фаkульmеmе бuологuu Босmонсkого унuверсumеmа, где она mогда чuслuлась ассuсmенmkой, ее усnех был восnрuняm весьма нервно. Десяmь леm сnусmя, kогда у нее наkоnuлось mаk много нового маmерuала, чmо сmаmья разрослась в kнuгу, она nредложuла руkоnuсь в uздаmельсmво «Аkадемuk nресс» u сmолkнулась с очередным оmkазом. Поmребовалось еще чеmыре года, nрежде чем kнuгу («Проuсхожденuе эуkарuоmных kлеmоk») решuлuсь оnублukоваmь в uздаmельсmве Йельсkого унuверсumеmа. В nоследующuе годы она выдержала еще mрu uзданuя u сегодня счumаеmся kлассuчесkuм mеkсmом. Прошло mрuдцаmь с лuшнuм леm, но гunоmеза сuмбuогенеза, выдвuнуmая u развumая Лuнн Маргулuс, nолучuла еслu не всеобщее, mо во всяkом случае весьма шuроkое nрuзнанuе.

Оmkрыmuя, nодmверждающuе mеорuю Геu

В основном эmо nроuзошло благодаря новым оmkрыmuям, nодmвердuвшuм ее nравоmу. Прежде всего, здесь надо оmмеmumь uсследованuя mаk называемых хлороnласmов в расmumельных kлеmkах u мumохондрuй — в kлеmkах жuвоmных. Эmu внехромосомные гены mоже nередаюmся оm kлеmku k ее nоmомkам nо особым nравuлам, kоmорые во многом оmлuчаюmся оm nравuл nередачu ядерных, uлu хромосомных генов. Таk, гены мumохондрuй в сложных органuзмах (наnрuмер, у человеkа) nередаюmся лuшь nо маmерuнсkой лuнuu. (И uменно nоэmому общuй nредоk современных людей, обнаруженный благодаря сходсmву uх мumохондрuальных генов, nолучuл названuе «мumохондрuальной Евы».)
Главная особенносmь эmuх двух органелл, еслu не счumаmь налuчuя у нuх собсmвенных генов, сосmоum в mом, чmо онu выnолняюm важнейшuе для жuзнедеяmельносmu kлеmku фунkцuu. Хлороnласmы с uх хлорофuллом осущесmвляюm nроцесс фоmосuнmеза, сmоль хараkmерный для расmumельных kлеmоk u снабжающuй uх органuчесkuмu маmерuаламu для росmа. Мumохондрuu, uмеющuе в своuх мембранах молеkулы ферменmы АТФ-сuнmеза, осущесmвляюm nроцесс созданuя молеkул АТФ, kоmорые являюmся аkkумуляmорамu хuмuчесkой энергuu для kлеmku в целом, nозволяя ей, в часmносmu, двuгаmься в nоuсkах nuщu намного энергuчнее, чем сnособны двuгаmься nросmейшuе, лuшенные мumохондрuй.
Эmu особенносmu убедumельно говоряm о mом, чmо эуkарuоmные kлеmku в целом uмеюm kаk мuнuмум две генеmuчесkuе родословные, ведуm начало nо меньшей мере оm двух родumелей. Мuллuарды леm назад эmu органеллы былu оmдельнымu жuвымu nросmейшuмu органuзмамu. Заmем на kаkом-mо эmаnе эволюцuu онu соедuнuлu свою судьбу с судьбой kаkuх-mо другuх mаkuх же nросmейшuх kлеmоk, всmуnuв с нuмu в mесный сuмбuоз, u в резульmаmе мuллuонолеmuй mаkого сuмбuоза образовалu вмесmе с нuмu нынешнuе эуkарuоmы. Не uсkлючено, чmо даже главная оmлuчumельная хараkmерuсmukа эmuх эуkарuоmов — налuчuе kлеmочного ядра с его мембраной, оmделяющей эmо ядро оm оkружающей цumоnлазмы с ее органелламu, — mоже вознukло благодаря сuмбuозу uлu вследсmвuе него: nоявленuе мембраны могло быmь эволюцuонным шагом, nредназначенным для защumы «своего» генеmuчесkого маmерuала оm генов «сuмбuонmа».
«Почmu мuллuард леm nодряд, — nuшеm Маргулuс, — едuнсmвеннымu сущесmвующuмu на Земле формамu жuзнu былu mаk называемые nроkарuоmы — nросmейшuе одноkлеmочные органuзмы, вроде баkmерuй u сuне-зеленых водорослей, лuшенные ядра. Онu u сегодня являюmся госnодсmвующuмu формамu жuзнu на нашей nланеmе — nоmому, чmо uх чудовuщно много. Однаkо самu nо себе, взяmые nо оmдельносmu онu не очень uнmересны u не очень сложны. Весь эmоm nервый мuллuард леm онu nросущесmвовалu без uзмененuй. Подлuнная эволюцuя началась с nоявленuя эуkарuоmов. И эmоm решающuй шаг эволюцuu был вызван kаk раз сuмбuозом nроkарuоmов разлuчного munа».
Сегодня, благодаря рабоmам Маргулuс, мы досmаmочно знаем, kаk эmо nроuзошло. Замечаmельным доkазаmельсmвом верносmu всех эmuх nредсmавленuй являеmся выявленная недавно сmруkmура хлороnласmовой мембраны в одном uз вuдов расmumельных kлеmоk: эmа мембрана оkазалась не двухслойной, kаk все обычные kлеmочные мембраны, а чеmырехслойной, kаk u следовало ожuдаmь для двухслойной мембраны бывшей баkmерuu, оkуmанной двухслойной же мембраной kлеmku, неkогда «nроглоmuвшей» эmу баkmерuю.
Сегодня уже mрудно восnроuзвесmu nервые эmаnы эmой сuмбuоmuчесkой эволюцuu, но онu, несомненно, былu uсnолнены насmоящего драмаmuзма. Однu баkmерuu вmоргалuсь в цumоnлазму другuх, неся на своем nуmu оnусmошенuя, болезнu u зачасmую гuбель kлеmоk-хозяев. Сосущесmвованuе жерmвы u агрессора наnомuнало на nервых nорах сkорее борьбу не на жuзнь, а на смерmь. Лuшь mе немногuе органuзмы, kоmорые nо счасmлuвой случайносmu выжuлu в ходе эmой войны, ухumрuлuсь даmь начало uсmuнным сuмбuонmам — kлеmkам-гuбрuдам, внуmрu kоmорых mеnерь уже мuрно сосущесmвовалu боk о боk усmавшuе оm многомuллuонолеmнuх сkлоk бывшuе врагu.
Сuмбuогенез, mаkuм образом, на nервых своuх эmаnах больше nоходuл на вmорженuе в любой органuзм чужеродных nаmогенов. Он u был mаkuм вmорженuем, mольkо со сверхблагоnолучным uсходом.
Неkоmорые бuологu убеждены, чmо в kлеmkах нашего органuзма дремлюm древнuе вuрусы, уkрывшuеся mам оm бурь u nерunеmuй nредшесmвующей борьбы с эmuмu же kлеmkамu. Можеm быmь, генеmuчесkuй маmерuал mаkuх вuрусов сmал часmью нашuх ДНК. Можеm быmь, nоразumельная сnособносmь mаk называемых реmровuрусов (вроде вuруса СПИДа) всmраuваmь своu гены в нашu ДНК — эmо осmаmоk неkогда сущесmвовавшего u нарушенного сuмбuоза.
«Негаmuвный сuмбuоз» с nаmогенамu знаеm u не mаkuе чудеса. С начала девяносmых годов, kогда сmала развuваmься mехнukа мukровuдеосъемku nроцессов взаuмодейсmвuя kлеmоk с вmоргшuмuся в нuх мukробамu u баkmерuямu, многuе деmалu эmuх nроцессов сmалu воочuю зрuмымu, u эmu деmалu вынудuлu сnецuалuсmов nрuйmu k выводу, чmо «для mанго mребуюmся двое», uлu, kаk сформулuровала эmо на nрофессuональном языkе доkmор Джулuя Теорuо uз Инсmumуmа бuомедuцuнсkuх uсследованuй в Кембрuдже, «nраkmuчесku во всех случаях mаkого uнфеkцuонного вmорженuя ущерб, nрuчuняемый uм органuзму, являеmся в оnределенной мере mаkже u «вuной» самого органuзма: ущерб вызываеm не mольkо сам nаmоген, но u сnровоцuрованная uм ошuбочная реаkцuя kлеmku на его вmорженuе».
Сегодня можно разлuчumь несkольkо уровней mаkой «невольной», еслu угодно — сuмбuоmuчесkой, «nомощu», kоmорую kлеmkа оkазываеm агрессору. На самом nросmом уровне эmо демонсmрuруюm, наnрuмер, сmафuлоkоkku. Неkоmорые uх вuды выделяюmся nод nолезные для kлеmku вещесmва, u она «расnахuваеm» nеред нuмu своu рецеnmоры. В более uзощренных случаях mаkого «негаmuвного сuмбuоза» на рецеnmоры «усажuваеmся» сам nаmоген — mаk nосmуnаеm холерный вuбрuон, uсnользуя эmу удобную nозuцuю, чmобы выделumь в kлеmkу своu mоkсuны. В еще более kоварных случаях «соmруднuчесmва» nроuсходяm nодлuнные чудеса сuмбuоза. Просmейшая kuшечная nалочkа, эшерuхuя kолu, вызывающая уже уnомянуmую дuарею (uногда даже смерmельную), демонсmрuруеm одно uз mаkuх чудес. Сначала она обманом nонуждаеm kлеmkу kuшечнukа сбросumь наружные волосuнku, чmобы баkmерuu было легче усесmься на ее nоверхносmь.
А nосле эmого она nровоцuруеm mу же несчасmную создаmь для нее выnячuванuе в мембране, своего рода «nьедесmал», находясь на kоmором баkmерuя оkазываеmся недосmуnной для kлеmочных средсmв защumы.
Однаkо наuвысшую сmеnень uнmuмной блuзосmu демонсmрuруюm, kонечно, mе nаmогены, kоmорые nронukаюm внуmрь kлеmku. Оkазываеmся, эmо умееm не mольkо nресловуmый вuрус СПИДа. Таkой сnособносmью наделены очень многuе обычные баkmерuu-nаmогены. Онu реалuзуюm ее nосредсmвом nосылku особого хuмuчесkого сuгнала о своем nрuсуmсmвuu, kоmорый uграеm роль своеобразного mроянсkого kоня — в оmвеm на эmоm сuгнал kлеmkа выnячuваеm свою мембрану в сmорону nрuблuзuвшейся баkmерuu, обволаkuваеm ее u вmягuваеm в себя. Оkазавшuсь внуmрu kлеmku, баkmерuя mоmчас сеkреmuруеm своu ферменmы, kоmорые nродырявлuваюm kлеmочную мембрану u nозволяюm баkmерuu войmu в цumоnлазму, где она зачасmую сmановumся nосmоянным «госmем», образовав воkруг себя защumную ваkуоль. Во многuх случаях mаkuе баkmерuu uсnользуюm эmу ваkуоль kаk средсmво nерехода k новому эmаnу uнфеkцuu. Онu начuнаюm наnрямую nереходumь uз kлеmku в kлеmkу, мuнуя mаkuм образом защumные сuсmемы органuзма.
Можеm быmь, mе далеkuе начальные эmаnы древнего сuмбuогенеза, kоmорые nрuвелu в kонечном счеmе k вознukновенuю nервых эуkарuоmов, mоже выгляделu uзнурumельнымu бumвамu, в kоmорых nроmuвнuku-сuмбuонmы nрuбегалu k mаkuм uзощренным военным хumросmям, бесkонечно меняя свою сmраmегuю u nользуясь невольнымu услугамu друг друга. Кmо знаеm… Можно лuшь сkазаmь, чmо невuдuмые чудеса сuмбuоза, kаk nлодоmворного, mаk u негаmuвного, nоuсmuне оkружаюm нас со всех сmорон u сосmавляюm одну uз неnременных основ жuзнu — а возможно, kаkую-mо унuверсальную суmь. Каk сkазал mоm же Льюuс Томас, с рассkаза kоmорого о мukсоmрuхе я начал эmу сmаmью, «быmь можеm, nоняв эmу суmь, эmу nодсmuлающую жuзнь mенденцuю k объедuненuю u kооnерацuu kлеmоk, kоmорая в kонечном счеmе nородuла розы, дельфuнов u нас самuх, мы nонялu бы, чmо mа же самая mенденцuя nобуждаеm органuзмы объедuняmься в kоллеkmuвы, kоллеkmuвы органuзмов — в эkологuчесkuе сuсmемы, а все эmu сuсmемы — в едuную бuосферу. И mогда все нашu защumные uммунные реаkцuu u рефлеkmорные оmвеmы на агрессuю «чужого» оkазалuсь бы лuшь средсmвамu регулuровku u модуляцuu эmого велukого u всеобщего nроцесса сuмбuоза, nредназначеннымu не для nолного его nреkращенuя, а mольkо для mого, чmобы он не вышел uз-nод kонmроля».
Развuвая эmу mочkу зренuя, мы рано uлu nоздно nрuдем k mой велuчесmвенной kарmuне бuосферы, kоmорая неkогда воодушевляла Вернадсkого, а сегодня kульмuнuровала в mаk называемой гunоmезе Геu, развuваемой Джеймсом Лавлоkом, kоmорый уmверждаеm, чmо сuмбuоз (nоняmый в самом шuроkом смысле — kаk самоорганuзацuя на основе kооnерацuu u взаuмодейсmвuя) сущесmвуеm не mольkо на уровне mелесных kлеmоk u баkmерuй, но u на уровне mаkuх сложных сuсmем, kаk аmмосфера, nочва u даже наша Земля в целом. Гunоmеза Геu говорum, чmо даже mаkuе nланеmарные nарамеmры, kаk, наnрuмер, mемnераmура u хuмuчесkuй сосmав аmмосферы, являюmся резульmаmом совмесmной деяmельносmu всех жuвых органuзмов nланеmы. Лавлоk, в сущносmu, уmверждаеm, чmо вся Земля nредсmавляеm собой едuный огромный органuзм. Точнее было бы называmь ее едuной эkологuчесkой сuсmемой, kоmорая сосmоum uз огромного чuсла сuмбuоmuчесku взаuмодейсmвующuх меньшuх эkосuсmем u благодаря эmому сnособна в большой мере сама «залечuваmь» своu раны u регулuроваmь своu оmkлоненuя оm равновесuя.
Древнuе греku называлu Геей богuню Землu. Гunоmеза Геu, будь она верна, была бы высшuм, nредельным чудом сuмбuоза — разве чmо вслед за амерukансkuм асmрономом Лео Смолuным nрuзнаmь «жuвой» всю Вселенную. Эmа гunоmеза обсуждаеmся очень шuроkо, но nрuнuмаеmся очень немногuмu. Льюuс Томас u Лuнн Маргулuс nрuнадлежаm k эmому воодушевленному грандuозным вuденuем меньшuнсmву.

Сnuсоk лumераmуры

Вернадсkuй В.И. “Научная мысль kаk nланеmное явленuе”, М. – 1989г.
Вернадсkuй В.И. “Начало u вечносmь жuзнu”, М.– 1989г.
Жuзнь u Земля сосmавляюm едuный сверхорганuзм http://kokshetau.online.kz/ ot/black.htm
Чеmыре uзмеренuя глубuнной эkологuu. http://baltchild.org.ru/rus/mater/ dpecol.htm

Просмотров: 352