Биология для тех, кто хочет понять и простить самку богомола

Одним из важнейших преимуществ, которое дает организмам половое размножение, является сопротивление к паразитам. Если организм размножается бесполым путем, то все потомство генетически одинаково или практически одинаково. При таком раскладе паразиты очень быстро приобретут способность эффективно бороться с защитой организма-хозяина, что может привести к вымиранию «хозяйского» вида. Однако же если хозяева будут быстро изменяться, в результате чего время от времени станут появляться «защитные» комбинации генов, то паразитам придется туго. Им придется перманентно приспосабливаться к изменяющимся условиям среды существования (организму-хозяину) и не факт еще, что приспособление всегда будет удачным. Образно говоря, между 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»,[76] то есть игрой, в которой нет победителей, а есть только проигравшие, которые обречены 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 о 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?