Биология для тех, кто ищет ответы в природе - Андрей Левонович Шляхов

хозяевами и паразитами идет непрекращающаяся «гонка вооружений» – паразиты повышают приспособленность к организмам хозяев, а хозяева повышают способность противостоять паразитам. Вот вам «Черная Королева» во всей ее красе – развитие идет бурными темпами, а баланс сил «хозяин-паразит» стоит на месте.

Есть мнение, что именно паразиты вынудили своих хозяев перейти от бесполого размножения к половому, то есть паразитизм сделал половой способ размножения очень выгодным с эволюционной точки зрения. Что на это можно сказать? Только одно – да здравствуют паразиты! Ведь благодаря им у нас есть любовь и прочие радости полового размножения. Кстати говоря, «гонки вооружений» наблюдается не только между паразитами и их хозяевами, но и между хищником и его добычей – зайцы из поколения в поколение повышают скорость бега для того, чтобы спасаться от волков, а волки делают то же самое для того, чтобы настигать зайцев. Беги, заяц, беги, волк, всем от бега будет толк!

Гипотезу Черной Королевы предложил в 1973 году американский биолог-эволюционист Ли ван Вален. Изучив историю развития ряда ископаемых видов, он пришел к выводу относительно того, что вероятность вымирания вида на всем протяжении его существования остается приблизительно постоянной. Логично было бы предположить, что по мере развития вида и совершенствования его приспособляемости к условиям окружающей среды шансы вида на выживание должны возрастать, однако этого не происходит. Видам приходится активно приспосабливаться вне зависимости от того, как долго они существуют и насколько они совершенны. Ван Валена называл эту ситуацию «игрой с нулевым результатом»19, то есть игрой, в которой нет победителей, а есть только проигравшие, обреченные на вымирание.

В заключение этой небольшой главы давайте ознакомимся с лазейкой, которую природа приготовила для организмов, размножающихся бесполым способом. Эта лазейка называется горизонтальным переносом генов.

Почему именно горизонтальным?

Потому что в ходе этого процесса организм передает свой генетический материал организму-«непотомку». Если речь идет о передаче генов от предков к потомкам, то такой перенос называется вертикальным.

Горизонтальный перенос генов может быть естественным и искусственным, который широко используется в генной инженерии.

Если с вертикальным переносом генов все ясно – при делении клеток дочерние клетки получают полный или половинный набор ДНК от клеток-родителей, то горизонтальный перенос в голове совершенно не укладывается. Каким образом бактерии обмениваются ДНК друг с дружкой?

На самом же деле все выглядит просто. При активном переносе генов, интенсивность которого повышается в неблагоприятных условиях, клетки могут заглатывать из межклеточного пространства ДНК своих погибших собратьев. Обратите внимание – речь идет не об обмене ДНК между клетками, а об использовании ДНК погибших клеток! Фрагменты проглоченной чужой ДНК встраиваются в собственную ДНК клеток, «обновляя» ее. А пассивный перенос ДНК осуществляют вирусы, которые поражают клетки (вирусы также используются для переноса генов в генной инженерии).

Глава двенадцатая

Монах, который выращивал горох

С древнейших времен человечество пыталось понять, как именно осуществляется процесс передачи признаков от родителей к детям. Инструмент для установления истины был всего один – логические рассуждения. Разумеется, додуматься до ДНК, хромосом и генов не могли даже лучшие умы. Все рассуждения в конечном итоге сводились к некоей «оплодотворяющей субстанции» (слова, слова и только слова!), непонятному продукту, который образуется непонятно где.

Поставьте себя на место древних ученых, заблокируйте в своем сознании все, что вам известно о генах, и попробуйте объяснить, почему дети одной женщины, рожденные от разных отцов, имеют мало сходства друг с другом, и довольно много – с отцами. Причем сходство это «многолико» – оно проявляется и в телосложении, и в цвете волос, и в чертах лица, и в голосах… А если ребенок в чем-то не похож на отца, то, скорее всего, он в этом будет похож на мать. Вот как передается такое сходство?

К слову будь сказано, что проблема наследования признаков имела не только познавательное, но и прикладное значение, начиная с установления отцовства в спорных случаях и заканчивая выведением новых пород животных.

Подумайте хорошенько. Только помните – никаких генов с хромосомами в вашем объяснении быть не должно!

Вот как бы вы ни изощрялись в логике, сколько бы ни напрягали воображение, результат будет предсказуемым. Одно из двух – или вы решите, что оплодотворяющая субстанция складывается из продуктов, вырабатываемых всеми органами и частями тела, или что она является частицей жизненной силы, которая делает неживое живым.

Что в лоб, что по лбу, но если уж говорить начистоту, то версия с «частицей жизненной силы», согласно которой оплодотворяющий продукт не «собирается с миру по нитке», а производится из особых веществ, более близка к истинному положению дел, ведь половые клетки производятся половыми органами. Но более двух тысячелетий, вплоть до второй половины XIX века, в науке господствовала первая версия, согласно которой в образовании оплодотворяющих продуктов принимали участие все органы организма.

Почему предпочтение было отдано этой версии?

Потому что ее выдвинул отец медицины Гиппократ, авторитет которого был настолько велик, что все сказанное им безоговорочно признавалось истиной не только в античные времена, но и в Средние века, и в Новое время. Надо сказать, что с точки зрения логики версия «с миру по нитке» выглядела более убедительной, поскольку позволяла объяснять передачу по наследству некоторых болезней или же предрасположенности к ним. Все элементарно, ведь здоровые органы вырабатывают здоровый продукт, а больные – нездоровый.

А вот Аристотель считал, что наследственность каждый организм получает от отца в виде некоего нематериального начала, жизненной силы, называемой энтелехией. А мать обеспечивает прозаическую сторону дела – предоставляет ребенку материю для развития.

Отец эволюции Чарльз Дарвин придерживался примерно тех же взглядов, что и отец медицины Гиппократ. В работе «Изменение животных и растений в домашнем состоянии» Дарвин сформулировал теорию пангенезиса, согласно которой все клетки животных и растений отделяют от себя геммулы – крошечные частицы, которые поступают в половые органы и образуют в них половые клетки. Каждая половая клетка получала полный набор геммул, наследственную информацию от всех клеток организма.

Теория (а если точнее, то гипотеза) пангенезиса объясняла наследование приобретенных признаков. Изменившиеся клетки вырабатывают новые геммулы, отличающиеся от тех, которые они вырабатывали прежде… Логично? Вполне.

Дарвин признавал умозрительно-предположительный характер теории пангенезиса20 и называл ее «временной гипотезой», существующей до тех пор, пока кто-то не внесет окончательную ясность в вопросы наследственности и изменчивости. Но при всем том ни у Дарвина, ни у большинства его современников не было сомнений в том, что наследственная информация для половых клеток собирается со всего организма, и что