КОНСПЕКТЫ УРОКОВ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

ЭЛЕКТИВНЫЙ КУРС

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

РУССКИЙ ЯЗЫК

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

ЛИТЕРАТУРА

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

АНГЛИЙСКИЙ ЯЗЫК

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

ФРАНЦУЗСКИЙ ЯЗЫК

ИСТОРИЯ РОССИИ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

ВСЕМИРНАЯ ИСТОРИЯ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

БИОЛОГИЯ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

ГЕОГРАФИЯ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

ИНФОРМАТИКА

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

 

Рассказ о «Звездных войнах», об идее, которая губит ученых одного за другим, и о странствующих диких генах.


Почти все в этой жизни имеет свою цену: билеты на выставку, на автобус и штаны, мотня которых свисает до колена. Но представьте себе, что у какого-то фокусника в варьете Лас-Вегаса вдруг случился особо удачный день и в результате его манипуляций исчезает не только пятидолларовая купюра зрителя, но и все деньги вообще: все банкноты, монеты, виртуальные суммы на банковском сервере Каймановых островов… Абсолютно все. До того как разразится всеобщий хаос, останется меньше трех секунд.



То же самое можно сказать и о наших клетках. В них все имеет свою цену: рост, движение и жизнь в целом. Все оплачивается энергией, которую мы добываем из продуктов питания, главным образом из углеводов, жиров и белков, представляющих собой ресурсы, дающие нам жизненную силу. Но их нельзя непосредственно использовать для большинства видов активности в наших клетках. После усвоения эти вещества необходимо конвертировать в «единую энергетическую валюту», которую используют самые различные белки в составе клеток. Разрешите представить, это АТФ – аденозин-трифосфат.

Молекулы АТФ выполняют сразу две функции: выступают в роли носителей энергии и служат строительным материалом для основания А в составе РНК. Кстати, эта двойственность функций является еще одним подтверждением правильности гипотезы мира РНК.

Многие протеины используют в своей работе энергию, кроющуюся в АТФ. Эта молекула представляет собой что-то вроде батарейки в карманном фонарике, компьютерной мыши и пульте дистанционного управления. Правда, вся запасенная в АТФ энергия высвобождается одним импульсом при химическом преобразовании этой молекулы в АДФ (аденозиндифосфат), АМФ (аденозинмонофосфат) или другие фосфаты. Поэтому после каждого действия белки должны заменять пустые батарейки на заряженные. Если вы представите себя в виде белка, который вечером, отдыхая на диване, решил полистать телевизионные каналы, вам придется держать под рукой целую коробку батареек. Клетки потребляют очень много АТФ. По некоторым оценкам, в день расходуется количество АТФ, равное весу человека. На первый взгляд это утверждение ошибочно. Как такое вообще может быть?

Все дело в том, что израсходованный АТФ непрерывно восстанавливается. Каждая отдельная молекула «заряжается» в течение дня около тысячи раз! В противном случае мы погибли бы в течение нескольких секунд, словно от цианистого калия.

Но кто заряжает батарейки? Основную ответственность за это несут особые структуры клеток, в которых молекулы пищи под воздействием кислорода превращаются в конечном итоге в воду и углекислый газ. То же самое происходило бы, если бы мы сжигали их в печи. Ученые изучают эти структуры уже более ста лет. Тем же самым будем заниматься и мы до конца главы. Речь идет о клеточных «электростанциях» – митохондриях.

Митохондрии представляют собой небольшие и обычно продолговатые образования, которые встречаются во всех клетках эукариотов. В зависимости от вида клетки и организма их может насчитываться от одной до нескольких тысяч штук в клетке. По размерам и форме они напоминают бактерии. Впервые их описал в 1890 году анатом Рихард Альтман из Лейпцига. Он высказал предположение, что митохондрии должны каким-то образом участвовать в снабжении клеток энергией. Это предположение с годами находило все больше подтверждений, но долгое время оставалось загадкой, причем такой, за разгадку которой светила Нобелевская премия. Большинство ученых исходили из того, что существуют энзимы, участвующие в разложении молекул пищи и непосредственно производящие АТФ. Между ними разгорелась беспрецедентная гонка за обнаружение этих энзимов и объяснение способа их действия. Но нашелся человек, у которого на этот счет была другая идея. Британский химик Питер Митчелл посмотрел на своих коллег, соперничающих друг с другом, наморщил лоб и повернул совершенно в ином направлении.

Научная карьера Митчелла началась не слишком удачно. На вступительных экзаменах в Кембриджский университет он получил такие ужасные оценки, что за Питера вынужден был замолвить словечко бывший директор его школы. В противном случае его просто не приняли бы. Митчелл был нелюдимым человеком и в свободное время обычно совершал долгие прогулки, музицировал и философствовал. Близких друзей у него почти не было. Первый выпускной экзамен он сдал с горем пополам, второй немного лучше. Он начинал множество проектов, но лишь немногие были доведены до конца, да и то только благодаря его ассистентке Дженнифер Мойл. Первая докторская диссертация Митчелла была забракована, и ему понадобилось три года, чтобы написать новую. В 1951 году он наконец получил ученую степень, а спустя несколько лет переехал вместе с Дженнифер Мойл в Эдинбургский университет и занялся проблемой АТФ. Этой теме он остался верен до самого конца.

Митчелл придерживался мнения, что энергия, получаемая из продуктов питания, может использоваться для того, чтобы переносить заряженные частицы (в данном случае положительно заряженные протоны) с одной стороны мембраны митохондрии на другую. В ходе данного процесса нарушается баланс массы и электрических потенциалов, который стремится к восстановлению. Именно это явление клетка использует для получения энергии (то есть зарядки аккумуляторов АТФ). Данную концепцию Митчелл назвал хемиосмотической гипотезой.

Когда он в 1960 году представил свою идею на научном конгрессе, это стало настоящим событием, поскольку в то время разделение заряженных частиц на биологической мембране считалось абсолютно невозможным, а тут вдруг явился какой-то тип, который пытается доказывать обратное. Реакция была примерно такой же, как если бы он заявил, что ему удалось распилить магнит пополам и засунуть положительный полюс в один карман, а отрицательный – в другой. Сэр

Ханс Кребс, один из самых выдающихся ученых, занимавшихся в то время клеточным обменом веществ, назвал идею Митчелла возвратом к древним представлениям о «жизненной силе». Он вообще считал, что для начала Митчелл должен как-то разумно обосновать свои дикие утверждения. И это было совершенно верно, поскольку Митчелл считал доказательства скучным и бесполезным делом и не уделял им внимания: ему и так все было ясно. Короче говоря, если Митчелл хотел убедить мир в своей правоте, ему предстояло пройти тернистый путь, так как многие оппоненты не без ехидства заявляли, что перенос протонов существует только в его воображении.

Митчеллу все больше не нравилась обстановка в университете. Он говорил, что иерархическая структура противоречит его натуре. В 1963 году обострение язвы желудка заставило Митчелла полностью отойти от академической жизни. Он перебрался в живописный Корнуэлл в Южной Англии и занялся фермерством в слегка запущенном поместье Глинн-Хаус (этот сюжет наверняка вдохновил бы Розамунду Пилчер на написание очередного слезливого романа). По утрам и вечерам Митчелл собственноручно доил восемь коров, а для науки взял тайм-аут.

Но его подвергнутая осмеянию гипотеза, в которую Митчелл продолжал твердо верить, не давала ему покоя. Почувствовав себя лучше, он через год решил опять взяться за работу. Правда, Митчеллу не хотелось возвращаться в университетские жернова, и он принял решение вести дальнейшие исследования самостоятельно. С помощью Дженнифер Мойл, которая тем временем также успела защитить диссертацию, он переоборудовал свое поместье в небольшое научное заведение и назвал его Исследовательским институтом Глинн. Финансирование осуществлялось за счет собственных средств при поддержке брата. В 1965 году Митчелл и Мойл с помощью технического помощника и секретаря начали шаг за шагом подкреплять свою гипотезу. Вся работа строилась «посемейному» и совсем не напоминала университетские условия. Митчелл чувствовал себя в своей тарелке, несмотря на то что его маленький институт постоянно находился на грани разорения. Даже все свои публикации он лично печатал на собственном печатном станке. Мойл и Митчелл совместно планировали эксперименты, и, пока Мойл осуществляла их на практике, Митчелл занимался дальнейшим планированием, отшлифовывал свою теорию и общался с другими учеными. Это было оптимальное разделение труда. Поскольку в лаборатории от Митчелла было мало толку, он единолично выступал в роли департамента по связям с общественностью. По этому поводу он говорил: «Наука – это не гольф, в который можно играть в одиночку, а, скорее, теннис. Вы посылаете мяч на половину противника и ждете ответных действий». Митчелл регулярно приглашал к себе исследователей, в том числе и тех, кто резче всех критиковал его, чтобы совместно поработать с ними пару дней, кое-что почерпнуть от них и, естественно, попытаться убедить их в своих идеях.

Постепенно ученые начали всерьез воспринимать хемиосмотическую гипотезу и занялись ее изучением. Шаг за шагом к ним приходило понимание того, что в идее Митчелла что-то есть. В митохондриях в процессе разложения молекул питательных веществ действительно происходила накачка протонов в пространство между мембранами, в ходе которой, как и предполагал Митчелл, возникал дисбаланс. Все это напоминало гидроэлектростанцию: из расположенного выше водохранилища вода стекает вниз по узкой трубе и приводит в движение турбину, вырабатывающую электроэнергию. Только в данном случае протоны пытаются опять проникнуть внутрь митохондрии и при этом протискиваются мимо особого белка в составе мембраны – АТФ-синтазы. Они воздействуют на часть данного фермента, которая действительно похожа на маленькую турбину, приводимую в движение потоком частиц. Вторая часть фермента использует это движение для производства АТФ. Просто удивительно, как схожие проблемы зачастую приводят к схожим решениям, даже если у них совершенно разный масштаб!

Наряду с производством АТФ наши митохондрии вырабатывают тепло. Для этого на «электростанции» устраивается «короткое замыкание», чтобы протоны устремлялись на другую сторону мембраны без выработки энергии. Производство АТФ в таких условиях становится неэффективным. Чтобы, несмотря на это, поддерживать его необходимый запас в клетке, обмен веществ резко ускоряется, что приводит к большой теплоотдаче. Доходит до того, что половина энергии, расходуемой мышечной клеткой крысы в состоянии покоя, используется для получения тепла.

Регулирование количества энергии, расходуемого на выработку тепла, осуществляется химическим путем. Это давняя мечта индустрии, производящей диетические продукты. Представьте себе таблетку, благодаря которой энергия от продуктов питания попросту выбрасывается наружу в виде тепла! Это же колоссальные доходы! И действительно, через интернет распространяются очень опасные вещества, которые запускают такой механизм. Их опасность заключается в том, что при передозировке они очень быстро приводят к смертельному росту температуры тела.

Споры по поводу хемиосмотической гипотезы внесли раскол в научное сообщество, который продолжался почти 20 лет. Кое-кто даже называл этот конфликт «хемиосмотической войной». В конце концов Митчелл смог убедить своих коллег и внес важный вклад в понимание жизни. Разумеется, это достижение было отмечено Нобелевской премией, что тоже совсем неплохо.

Спор о снабжении клеток энергией оказался не единственным, в котором были замешаны митохондрии. Была и еще одна, куда более серьезная проблема. Подобные вопросы и обсуждать-то не хочется, но приходится: почему митохондрии выглядят как бактерии?

Маленькое отступление на радость всем любителям научной фантастики: «Сила, пронизывающая все живое и наделяющая джедаев могуществом» в мире «Звездных войн», тесно связана с мидихлорианами – крошечными формами жизни, которые присутствуют внутри всех клеток. Когда Джордж Лукас в середине 1970-х годов писал сценарий к своим «Звездным войнам», то для описания этих организмов он брал за основу таинственные митохондрии. Кто бы мог подумать, что образ Дарта Бейдера возник благодаря работе биологов? Вот так наука воздействует на общество. Но это двусторонний процесс. В 2004 году был открыт новый вид бактерий, названный в честь мидихлориан – Midichloria mitochondrii. Эти бактерии, являющиеся митохондриальными паразитами, были обнаружены в митохондриях клещей.

Чем опасен такой вопрос? Тем, что он приводит к сумасшедшему предположению: а что, если митохондрии – это и впрямь бактерии? А это уже настоящая западня. Это искушение, которое нашептывает ученому: «Давай предположим, что бактерии могут быть элементарными составными частями наших клеток! Это же полностью изменит наше представление о жизни!» Сладкоголосое пение сирен погубило уже не одного ученого, потому что эта идея очень привлекательна, но труднодоказуема.

Первой жертвой стал сам открыватель митохондрий Рихард Альтман. От него не ускользнуло их сходство с бактериями, и в одной из своих статей он высказал предположение о том, что митохондрии могут быть самостоятельными организмами, обитающими в наших клетках. Но коллеги высмеяли его, осыпали критикой и издевками. Альтман ничего не смог им противопоставить, потому что в конце XIX века у него не было шансов подкрепить свою теорию экспериментами. В то время еще не было соответствующей технической аппаратуры, да и знания о процессах, происходящих в клетке, были еще недостаточными (ваш дедушка сказал бы по этому поводу: «В наше время у нас ничего не было»). Альтмана это так задело, что он с тех пор проникал в свою лабораторию только через заднюю дверь, чтобы его никто не заметил. А поскольку Альтмана никто не видел, вскоре его стали называть призраком. Спустя десять лет Альтман умер от нервной болезни.

Но идея уже была выпущена в мир и время от времени заражала кого-то из ученых. В двадцатые годы очередной жертвой стал Айвен Уоллин – профессор кафедры анатомии в медицинской школе при Колорадском университете. Уоллин был уникумом. Он ни в грош не ставил лекции и предпочитал преподавать на практике. Собрав студентов вокруг трупа, он анатомировал его и попутно изводил слушателей вопросами. Тот, кто не мог на них ответить, получал тычок локтем в ребра. Даже для тех времен такая методика была слишком уж непривычной. Если Уоллин был не на занятиях и не в лаборатории, то развлекался вместе со студентами в своем деревянном доме. В высокоградусном напитке недостатка не было, и за покером он вытягивал у них деньги…

Уоллин проводил свои исследования не в большой лаборатории, а в помещении позади аудитории, отделенном дощатой перегородкой. Именно здесь он пошел на поводу у своей идеи и попытался доказать, что митохондрии – это действительно бактерии, которые способны мирно и ко взаимной выгоде жить в симбиозе с клетками высших животных. Уоллин был в этом уверен. Но и ему пришлось столкнуться с сопротивлением. В один прекрасный день он решил, что решающее доказательство этой теории найдено: ему удалось размножить митохондрии вне клеток, подобно бактериям!

Уоллин опубликовал свое открытие, но полученный результат не заставил его противников замолчать. Напротив, критика усилилась. Оппоненты сомневались, что выращены именно митохондрии. По их мнению, это могли быть какие-то бактерии, случайно попавшие в культуру из-за отсутствия стерильности. Сегодня мы знаем, что в этом пункте критики были правы: митохондрии не способны жить вне клетки. В возрасте 40 лет Уоллин отчаялся, покончил с исследованиями и сосредоточился исключительно на обучении студентов.

Под влияние этой идеи попало еще несколько ученых. Ни одному из них работа над ней не принесла ни славы, ни успеха. Они становились объектами насмешек, а результаты их работы быстро предавались забвению. В 1966 году жертвой сладкоголосой сирены пала очередная молодая душа. Теперь это оказалась женщина – Линн Саган. Ей было 28 лет, но она уже могла похвастаться определенным опытом. В 14 лет Линн начала учебу в университете, а в 18 лет стала бакалавром. Годом позже она вышла замуж за Карла Сагана. У них было двое детей, но в 1966 году они развелись. Позднее она вновь вышла замуж и взяла фамилию, под которой известна сегодня в науке: Линн Маргулис (для простоты понимания мы так и будем называть ее впредь).

Маргулис тоже заразилась идеей, что предшественники наших клеток, которые впоследствии развились в человека, белку, шампиньон и тираннозавра, возникли вследствие того, что приняли в свой состав бактерии и научились жить с ними в симбиозе. Она изучила старые труды Уоллина и остальных ученых и добавила к их концепциям собственные наблюдения и соображения. Все это она изложила в виде гипотезы эндосимбионтов. Рукопись объемом почти 60 страниц была направлена для опубликования. Но редакция ответила отказом. При следующей попытке реакция была такой же. В какой бы журнал Линн ни отправляла свою работу, никто не хотел ее печатать. Казалось бы, ее ждет та же судьба, что и многочисленных предшественников. Но в чем нельзя было отказать Линн Маргулис, так это в упорстве.

Карл Саган был не просто бывшим мужем Линн Маргулис, но и своего рода поп-звездой в мире науки. Этот астрофизик и экзобиолог принимал активное участие во многих миссиях НАСА и давал наставления астронавтам «Аполлона» перед полетом на Луну. Кроме того, он всегда интересовался поисками внеземной жизни и являлся страстным сторонником проекта SETI, в ходе которого ведется прослушивание дальнего космоса на предмет получения инопланетных сигналов. По его предложению были составлены послания для иных форм разума, размещенные на космических зондах «Вояджер» и «Пионер». Саган не только бредил тайнами Вселенной, но и распространял эту увлеченность вокруг себя. Он написал множество книг и был ведущим популярного телевизионного цикла передач «Космос: персональное путешествие», который посмотрело более полумиллиарда человек во всем мире.

Маргулис не сдавалась, и после примерно пятнадцатой безуспешной попытки рукопись в 1967 году все-таки была опубликована. И вызвала большой интерес! Да, Маргулис даже завоевала на своем факультете приз за лучшую публикацию года, и в ее честь была организована вечеринка. Но всерьез ее не принимали еще довольно долгое время. Вскоре опять посыпались критические замечания. Несмотря на новые данные и аргументы, ей почти никто не хотел верить. Во-первых, это объяснялось тем, что аналогичные вещи безуспешно пытались доказать ее предшественники, среди которых было немало странных типов. Во-вторых, вся эта история противоречила основному принципу эволюции: выживает сильнейший. Идет кровавая война на выживание! Возникают случайные мутации, и в результате только самая сильная из них получает право на дальнейшее существование! Так было всегда. И тут вдруг приходит какая-то молодая дама и заявляет, что движущими силами жизни являются кооперация и сотрудничество. Все это как-то попахивает идеологией хиппи…

Но если Уоллин прекратил свои исследования, Альтман укрылся от мира, а Митчелл взялся доить коров, то Маргулис смело вступила в противоборство с мэтрами науки и принялась рыть землю с усердием крота, накачанного стероидами. Она писала книги и статьи, распространяла свои спорные тезисы среди широкой публики. По ее мнению, дарвиновский естественный отбор был способен уничтожать отдельные виды или в лучшем случае сохранять их, но не мог создавать новые. Это могло произойти только благодаря симбиозу – объединению различных организмов.

Убедить в этом мир было непросто, и могло даже создаться впечатление, что митохондрии всеми силами сопротивляются раскрытию их тайны. Все это напоминало американский детектив, где Маргулис выступает в роли строгого обвинителя, а митохондрии сидят на скамье подсудимых.

– Признайтесь в конце концов, что вы бактерии!

– Нет.

Коллегия присяжных из числа видных ученых скептически смотрит на эту сцену, скрестив руки на груди. Ведь митохондрии всегда готовы были помочь окружающим, приветливо здоровались со всеми. Не верится, что у них за душой какая-то темная история! Но госпожа прокурор яростно забрасывает их аргументами. Защита лениво отмахивается:

– Все это лишь косвенные улики.

Но, когда общее мнение уже склоняется на сторону митохондрий и у них на лице появляется довольная усмешка, прокурор выкладывает на стол решающее доказательство – тот самый пресловутый дымящийся кольт: в митохондриях обнаружена ДНК! У них есть собственная наследственность… Начиная с этого момента отрицать что-либо уже бесполезно (хотя теория получит всеобщее признание лишь через несколько лет): митохондрии действительно происходят от бактерий.

При более внимательном изучении наследственного материала митохондрий быстро выяснилось, что он невелик по объему. Точнее говоря, он просто крошечный. Намного меньше, чем у других бактерий. В нем не хватало множества генов, которые необходимы для жизни бактериям, обитающим в полях, лесах и лугах. Чтобы объяснить, почему митохондрии могут обходиться без этой важной информации, достаточно понять, почему студент может приходить на занятия в свеже-выглаженной рубашке и с куском пирога в портфеле, хотя даже не знает, где лежит утюг и как разбить яйцо, не поранив себя. Обо всем заботится мамочка. В случае же с митохондриями все заботы берет на себя клетка. Она снабжает их всем тем, что они не в состоянии изготовить сами. Именно поэтому митохондрии и не способны жить вне клетки.

Но куда же делись пропавшие гены?

Какая-то часть действительно просто пропала, потому что под крылом у мамочки в них не было никакой нужды. Но это далеко не все объяснение, поскольку, если внимательно посмотреть, какие гены требуются митохондриям, чтобы выполнять функцию электростанции клетки, легко прийти к выводу, что их должно быть значительно больше, чем те немногие, что остались в ее геноме.

Остальные гены вышли за пределы митохондрий и обосновались в клеточном ядре, где осуществляют «работу на дому». Белки, которые вырабатываются с их помощью, импортируются в митохондрии. Еще некоторая часть генов митохондрий также работает за их пределами, но приобрела совершенно новые функции.

В настоящее время в наших митохондриях имеется всего десяток генов, которые используются главным образом для поддержания функционирования «электростанции». Имея такой крошечный остаток, ученые попытались определить для митохондрий место на генеалогическом древе бактерий. Начало этой работе положил Карл Вёзе, поскольку среди оставшихся генов есть отвечающий за синтез рРНК, с помощью которой устанавливается родство между живыми организмами. Сегодня мы знаем, что митохондрии находятся в относительно близком родстве с риккетсиями – бактериями, ведущими паразитический образ жизни и вызывающими порой не самые приятные заболевания.

Таким образом, мы уже имеем представление о том, чем митохондрии были изначально. Но что представляли собой клетки, которые в те далекие времена впустили к себе эти бактерии, чтобы стать эукариотами? Ответить на этот вопрос труднее. Наилучшее предположение, которым мы располагаем на сегодняшний день, состоит в том, что мифическими предками эукариотов были археи, так как многие из древнейших ключевых генов клеток имеют больше сходства с генами архей, чем бактерий. В этой гипотезе есть лишь одна загвоздка: чтобы захватить бактерии и сделать их своей составной частью, археи должны были активно на них охотиться. Однако вплоть до сегодняшнего дня археи, обладающие подобными способностями, нам неизвестны, хотя, конечно, есть еще невероятное множество микроорганизмов, о существовании которых мы не знаем. Возможно, предки эукариотов живут где-то неподалеку (в организме коровы, в пупке или под вечными льдами) и как раз в данный момент поедают очередную сочную бактерию. Охоту на этих древнейших предков вполне можно сравнить с поиском сокровищ в духе Голливуда. Есть некая карта, разорванная на несколько частей. Их надо соединить вместе, чтобы отыскать пиратские сокровища. В нашем случае это значит, что мы имеем представление о том, какие гены необходимы для охоты на бактерии. Изучая археи, мы время от времени находим эти гены в разрозненном виде, и это верный признак того, что мы движемся в нужном направлении. Но до сих пор не найдено ни одной археи, которая обладала бы полным набором этих генов и действительно могла бы охотиться на бактерии.

В 2015 году ученые впервые вроде бы напали на горячий след. Это произошло в весьма отдаленном и таинственном месте, называющемся Замок Локи. Он находится в морских глубинах и представляет собой группу «черных курильщиков» – горячих подводных источников. В этой не самой пригодной для жизни обстановке были обнаружены первые признаки существования одного из видов архей, у которого, похоже, есть недостающие фрагменты карты и который может оказаться охотником на бактерии. Но этот организм, получивший название Lokiarchaeota, до сих пор не находится в руках исследователей, следовательно, мы не можем с уверенностью утверждать, что он способен поедать бактерии. Так что наш взор все еще устремлен в темную неизвестность. Но, пока вы читаете эту книгу, ученым, возможно, удалось узнать что-то новое, и во мраке уже просматриваются какие-то очертания.

Кстати, митохондрии – это не единственные бывшие бактерии, которые нашли себе приют в эукариотах. К ним можно отнести и хлоропласты. До сих пор мы о них не упоминали, но для того, чтобы представить их вам, много времени не понадобится: глядя на листья своих комнатных растений, вы видите, что они зеленые (если они другого цвета, вероятно, вы просто забыли их полить). Источником зеленого цвета служат особые органы клетки – те самые хлоропласты. Это структуры, в которых происходит фотосинтез, то есть преобразование света в энергию. Как и в случае с митохондриями, здесь создается протонный дисбаланс, запускающий процесс выработки АТФ. Сегодня мы практически уверены, что предками хлоропластов были сине-зеленые водоросли. Это те самые организмы, на которых лежит ответственность за великую кислородную катастрофу. Таким образом, в клетках растений имеется два вида бывших бактерий: митохондрии и хлоропласты. Одних хлоропластов им недостаточно. Митохондрии нужны хотя бы потому, что ночью солнце не светит, а обмен веществ, тем не менее, должен продолжаться.

Включение одних (чужеродных) организмов в другой этим не ограничивается. Ярким примером может служить морская улитка Elysia chlorotica, которая использует необычный трюк. Она поедает морские водоросли, но не полностью переваривает их, а откладывает хлоропласты в специальных клетках, где эти похищенные фабрики фотосинтеза живут еще достаточно продолжительное время. Данное явление называется клептопластией (воровством пластидов). Чтобы этот трюк сработал, хлоропластам, как и митохондриям, требуются гены, отсутствующие у них самих, но имеющиеся в клетках организма-хозяина. Как удалось установить, улитки действительно заимствуют эти гены у поедаемых водорослей и включают в свой наследственный материал. Из-за украденных хлоропластов улитки на всю жизнь приобретают зеленый цвет, что позволяет им, с одной стороны, лучше маскироваться, а с другой – получать энергию из солнечного света.

Комбинация различных организмов, дающая в итоге новый, более сложный живой организм, представляется сегодня совершенно логичной, и трудно понять, почему она вызывала такие горячие споры даже тогда, когда уже все было очевидно. Возможно, все объясняется синдромом большого человека, который заставляет становиться на сторону научных авторитетов лишь потому, что в прошлом их убеждения нередко оказывались правильными. Люди не подвергают сомнению их точку зрения и предпочитают игнорировать даже самые очевидные факты. Такого быть не должно, но ученые тоже люди. Карл Саган сформулировал правильный подход к новым идеям следующим образом: «Важен баланс между двумя, казалось бы, противоположными подходами. С одной стороны, необходима открытость по отношению к новым идеям, какими бы причудливыми и необычными они ни казались, а с другой – безоговорочная критическая проверка всех идей – как старых, так и новых. Только при использовании обоих подходов можно отличить абсолютную нелепость от глубокой истины». Но, к сожалению, как видим, не все прислушиваются к этим словам.

Кстати, и сама Линн Маргулис не избежала синдрома большого человека. Добившись успеха с теорией эндосимбионтов, она занялась поиском других тем и зашла на очень зыбкую почву. В частности, она выступила в защиту теории, что СПИД является всего лишь одной из форм сифилиса и что никакой связи между вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) и СПИДом нет. Маргулис даже сомневалась, что ВИЧ вообще существует. Все это трудно понять, поскольку исследования данного заболевания ведутся уже на протяжении 35 лет и ему посвящено около 300 тысяч научных публикаций. Если бы между ВИЧ и СПИДом не было ничего общего, на это уже обратили бы внимание. Отрицать роль ВИЧ как возбудителя СПИДа – это слишком смело даже для выдающегося ученого. Такие заявления опасны и могут стоить людям жизни. Поэтому они были встречены весьма критически, но Маргулис, как всегда, не обратила на это внимания.

И в науке, и в эволюции события могут развиваться непредсказуемо. Но как теперь выглядит генеалогическое древо жизни в свете заимствования организмами генов и целых бактерий? Кто мы? Развившиеся археи? Бактерии? Или то и другое сразу? Как можно что-то утверждать, если одни живые организмы постоянно обмениваются с другими разными частями своего наследственного материала? Это также сложно, как рисовать генеалогическое древо монстра Франкенштейна. Кто, собственно говоря, его ближайший родственник? Влад, от которого он унаследовал голову? Или все же Рудольф, чьими руками он чистит себе зубы? И с какой стороны приспособить Сильке, которая пожертвовала ради него своим торсом? Поневоле задумаешься.

Особенно подвержены влиянию синдрома большого человека, как ни странно, лауреаты Нобелевской премии. Говорят даже о «Нобелевской болезни». Ее жертвы весьма много численны и постоянно настаивают на своей правоте, несмотря на факты. Среди них можно назвать, например, Брайана Джозефсона (Нобелевская премия 1973 года в области физики), который отошел от классической квантовой физики и посвятил себя поиску физических основ телепатии и трансцендентальной медитации, в том числе левитации, при которой сознание человека расширяется настолько, что он получает возможность усилием мысли поднимать свое тело в воздух. Кэри Муллис (Нобелевская премия 1993 года в области химии), так же как и Маргулис, убежден в том, что ВИЧ не является спусковым механизмом для СПИДа. Кроме того, по его мнению, глобальное потепление – это выдумка, а сам он был похищен инопланетянами, которые подобрались к нему под видом говорящего енота. Такие вот дела!

В свете новых знаний нарисовать древо жизни уже не так просто, как в прошлом, когда мы двигались в вертикальном направлении от одного поколения к другому. Теперь при рассмотрении отдельных видов мы должны учитывать и поперечные связи, возникающие за счет горизонтального переноса генов и образующие генетические связи между совершенно разными живыми организмами.

Чтобы не встать на порочный путь, ученые теперь строят генеалогические деревья на основании не одного гена, как в свое время делал Карл Вёзе, а специально подобранной группы особо подвижных генов, а еще лучше всего наследственного материала. Это позволяет добиваться более надежных результатов. В целом же принципы Вёзе все еще остаются в силе. Некоторые ветви на его древе выглядят сегодня немного иначе, а благодаря митохондриям и хлоропластам (а также некоторым другим странным вещам, до которых мы еще дойдем) между отдельными ветками возникли совершенно необычные поперечные связи.

Давайте подведем итог: гены могут переселяться из одного генома в другой. Таким образом, наша наследственность развивалась не только благодаря случайным мутациям, но и в результате заимствования генов у других живых организмов. Да, порой в нас поселялись чужеродные организмы. Две теории, по поводу которых Маргулис и ее противники вели долгие ожесточенные споры, – естественный отбор и эндосимбиоз – работают в процессе эволюции рука об руку. В противном случае нас с вами не было бы (и этот спор никогда бы не возник). Совместными усилиями можно добиться намного большего!

Поиск

МАТЕМАТИКА

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

ФИЗИКА

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

ХИМИЯ

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

МХК

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

МУЗЫКА

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

РОБОТОТЕХНИКА

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж

ВСЕРОССИЙСКИЕ ПРОВЕРОЧНЫЕ РАБОТЫ

ЭРУДИТ-КОМПАНИЯ

ДОСУГ ШКОЛЬНИКА

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net Самое современное лечение грыж
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru