Что такое жизнь? Понять биологию за пять простых шагов

Жизнь невозможна без генов: каждое новое поколение клеток и организмов должно получить в наследство генетические инструкции, необходимые для роста, функционирования и репродукции. Это значит, что для длительного существования живых существ их гены должны обладать способностью очень точно и аккуратно воспроизводить себя. Только таким путем последовательности ДНК могут сохранять идентичность на протяжении множества циклов деления клетки, чтобы гены выдерживали испытание временем. Клетки добиваются этого с впечатляющей точностью. Результат их работы повсюду вокруг нас. ДНК-последовательность подавляющего большинства из 22 000 генов, управляющих вашими клетками, практически полностью идентична таковым у всех людей, живущих сегодня на планете. К тому же они в основном не отличаются от последовательностей генов наших предков, занимавшихся охотой, собирательством и обменивавшихся историями у костра в первобытные эпохи десятки тысяч лет тому назад. Все мутации, отличающие ваши врожденные особенности от моих, а также ваши и мои – от наших доисторических праотцев, составляют малую толику – менее 1 % – от всей последовательности вашей ДНК. Это одно из крупных открытий генетики XXI в.: наши геномы длиной по 3 миллиарда «букв» ДНК очень сходны, невзирая на пол, этническую принадлежность, религию и социальное положение. Этот важный уравнивающий всех факт следует признать обществам во всех уголках нашей планеты.

Однако мы не можем игнорировать те разрозненные вариации, которые храним в наших генах. Хоть суммарно их очень мало, они могут сильно влиять на нашу индивидуальную биологию и жизненный путь. Некоторые из этих вариаций общие для меня, моих дочерей и внуков, и ими объясняются некоторые аспекты нашего семейного сходства. Другие генетические варианты уникальны у каждого из нас, и это наделяет нас отчетливой индивидуальностью, влияя на внешность, здоровье и образ мысли неуловимым или все же заметным образом.

Генетика имеет ключевое значение для нашей жизни, она формирует наше ощущение идентичности и видение мира. Когда я стал старше, то открыл кое-что интересное в отношении собственной генетики. Я вырос в семье, принадлежащей к рабочему классу; мой отец трудился на заводе, мать была уборщицей. Мои братья и сестра покинули школу в пятнадцать лет, я был единственным, кто продолжил учиться и позднее поступил в университет. У меня было счастливое и вполне обеспеченное, пусть и отчасти старомодное, детство. Мои родители были несколько старше, чем у моих товарищей, я, бывало, острил, что меня воспитывают не папа с мамой, а дедушка с бабушкой.

Через много лет я подал заявление на грин-карту, чтобы получить вид на жительство в США и вступить в должность президента Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке. К моему удивлению, мне было отказано. В американском Министерстве внутренней безопасности мне сказали, что причина в том, что в моем экземпляре свидетельства о рождении, которым я пользовался всю жизнь, не указаны имена родителей. Я разозлился, запросил полную версию этого документа и был потрясен, вскрыв конверт с новым экземпляром. Там было написано, что мои родители не были моими родителями – они действительно были мои бабушка и дедушка. На самом деле моей матерью была та, кого я всю жизнь считал своей сестрой. Оказалось, моя мать забеременела в семнадцать лет, а поскольку внебрачный ребенок в те времена считался чем-то постыдным, ее отправили в дом ее тети в Норидже, где я и родился. Когда мы вернулись в Лондон, бабушка, чтобы защитить дочь, выдала себя за мою мать и вырастила меня как сына. Ирония судьбы состояла в том, что я, генетик, не знал собственной родословной.

На деле, поскольку никого из тех, кто мог знать, как было дело, уже нет в живых, я до сих пор не знаю, кто мой отец: в свидетельстве о рождении на месте его имени прочерк.

Все индивидуумы рождаются с относительно малым числом новых генетических вариаций, которые большей частью возникают случайным образом и не являются общими ни с одним из биологических родителей. Эти унаследованные отличия не только вносят вклад в уникальность отдельных организмов, но и служат объяснением, почему живые существа не остаются неизменными в течение длительного времени. Жизнь постоянно экспериментирует, вносит новшества и приспосабливается к изменениям окружающего мира, и мир, в свою очередь, сам изменяется в соответствии с этим. Чтобы такое стало возможным, генам нужно находить равновесие между необходимостью сохранения информации, оставаясь постоянными, и одновременно способностью меняться, порой весьма значительно.

Следующая концепция показывает нам, как это может происходить и как в результате этого жизнь стала столь ошеломляюще разнообразной.

Это концепция эволюции путем естественного отбора.

3 Эволюция путем естественного отбора Случайность и необходимость