Существует множество вещей, которые обеспечивают движение городского транспорта: различные типы дорог и шоссе, ограничения скорости на разных дорогах, знаки остановки и светофоры. Все это важно для организации дорожного движения. Тем не менее в конечном счете все сводится к водителям автомобилей. Они знают правила и соблюдают их. Они приводят машины в движение и останавливают их. Они используют сигналы поворота, высматривают, нет ли на дороге каких-то препятствий и при необходимости их объезжают. Водители довозят автомобиль в пункт назначения. И хотя они не знают, что происходит с другими машинами на других дорогах или шоссе, система прекрасно работает.
Есть ли у человеческих клеток «водители», которые приводят клетки в движение и тормозят их? Оказывается, есть. Водители человеческих клеток и человеческого обмена веществ называются
Если вам доводилось изучать биологию, вы, вероятно, помните, что митохондрии – это «электростанции клетки». Они производят энергию для клеток, превращая пищу и кислород в АТФ. Несомненно, их роль в производстве энергии очень важна, но митохондрии – это гораздо больше, чем просто электростанции. Без них жизнь в том виде, в котором мы ее знаем, была бы попросту невозможна.
В книге 2005 года «Митохондрии и смысл жизни. Энергия, секс, самоубийство» доктор Ник Лэйн подробно и убедительно рассказывает о митохондриях и их роли в эволюции человека (1). Хотя название книги может навести на мысль о какой-то беллетристике, на самом деле Лэйн представляет строгую научную историю митохондрий и их роли в здоровье человека и самой жизни.
Происхождение митохондрий
Когда-то давно первой митохондрией была бактерия. По оценкам исследователей, митохондрии произошли от самостоятельного живого организма где-то между одним и четырьмя миллиардами лет назад. В статье 1998 года, опубликованной в журнале Nature, говорится, что они имеют много общих генов с современной Rickettsia prowazekii, бактерией, вызывающей сыпной тиф (2). Миллиарды лет назад другой одноклеточный организм, архея, поглотил этого митохондриального предка, только она не умерла, как это обычно бывает, – оба организма продолжили жить. Считается, что этот новый организм стал первой эукариотической клеткой (то есть клеткой с ядром). Внутренняя бактерия сосредоточилась на производстве энергии, позволив внешнему организму заняться получением пищи. Это стало поворотным моментом в эволюции.
Таким образом, прежде чем появилось клеточное ядро, содержащее ДНК, и другие органеллы, существовала митохондрия – одна-единственная митохондрия и одна-единственная клетка-хозяин. Вместе они были полны решимости выжить. На самом деле не просто выжить, а процветать. Они участвовали в эволюционной гонке вместе со всеми остальными формами жизни – и они в ней победили!
Со временем именно это симбиотическое соглашение позволило создать многоклеточную жизнь – по сути, все живое, что мы можем увидеть сегодня своими глазами. У всех эукариот эти внутренние бактерии превратились в митохондрии. В растениях и водорослях (также эукариотах) некоторые из них превратились в то, что мы сейчас называем хлоропластами. Хотя митохондрии и хлоропласты имеют разные названия, они выглядят и функционируют одинаково, и считается, что они произошли от одной и той же бактерии миллиарды лет назад. Более того, известно, что это слияние произошло только один раз и что все растения, животные, водоросли и грибы, существующие сегодня, взяли свое начало от одного и того же организма. Для тех, кто верит в Бога, эта концепция единого события, положившего начало жизни, какой мы ее знаем, может быть обнадеживающей. Для тех, кто не верит в Бога, это было просто одно из тех необычных и маловероятных событий, которые определили эволюцию на миллиарды лет вперед. Независимо от того, во что вы верите, произошло значимое событие в истории жизни на нашей планете.