Книга о самых невообразимых животных. Бестиарий XXI века

Генетик Джек Шостак (2010) предположил, что «простые физические силы», подобные тем, которые заставляют формироваться и разделяться мембраны клеток, могут еще сыграть определенную роль в попытках реконструировать происхождение жизни.

Одним из ключевых достижений этой революции, без сомнения, стало открытие в 1953 г. структуры ДНК и понимание того, что эта двойная спираль несет в себе «проект» любого живого существа. Изображение двойной спирали стало уже настолько обыденным, что мы иногда забываем, какое огромное значение имеют эти две спирали: сама жизнь во всем ее безграничном многообразии, развивающаяся поколение за поколением из относительно простой и, без сомнения, прекрасной геометрии «апериодического кристалла», в котором сгруппированные в шестигранники атомы объединены в пары оснований, словно образующие ступени винтовой лестницы.

Раковина наутилуса

А теперь представьте себе возраст ДНК! Она сформировала генетический код последнего общего предка, жившего между 3,8 млрд и 3,5 млрд лет назад. Редкие скалы на поверхности Земли могут похвастаться столь древним возрастом. ДНК древнее их всех. Вот вы сейчас набрали горсть пляжной гальки, и некоторым из этих гладких камушков, возможно, сотни миллионов лет, но ваша рука была сформирована с помощью механизма, несравненно более древнего. ДНК одновременно и очень молода: в каждом живом организме она постоянно синтезируется из других химических веществ. Со временем в кодирующих последовательностях и белках происходят изменения, иначе эволюция была бы невозможна, но сохраняется и определенная преемственность. У новорожденного младенца и трихоплакса (это еще более дальний родственник человека, чем, например, обыкновенные губки) есть несколько практически идентичных последовательностей, например ген p53, подавляющий образование опухолей.

Фраза «апериодический кристалл» используется в книге Эрвина Шрёдингера «Что такое жизнь?» (1944). «Шестигранники» – нуклеотиды аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т) и цитозин (Ц). В парах (А – Т и Г – Ц) они формируют пары оснований «цифрового кода» жизни.

И конечно, нельзя не упомянуть о размере ДНК. Если ДНК одной клетки вашего тела – почти 3,2 млрд нуклеотидных оснований, стиснутых в 46 хромосомах, – «распаковать» и объединить в одну молекулу, она была бы почти два метра длиной. В теле человека около 10 трлн молекул (это не считая микробных организмов-партнеров, которых в десятки раз больше); получается, что ДНК одного человека хватило бы, чтобы несколько сотен раз покрыть расстояние от Земли до Солнца (149 млн км). ДНК нескольких тысяч людей, объединенные в цепочку, могли бы достать до ближайшей звезды.

Самое древнее из обнаруженных на настоящий момент осадочных скальных образований – Нуввуагиттук на севере Квебека (Канада) – имеет возраст примерно 4,28 млрд лет, но большая часть поверхности Земли гораздо моложе.

Следствием такого большого числа пар оснований генома является если не бесконечная, то почти фантастическая возможность вариаций их последовательностей. Чтобы понять, как много может быть таких вариаций, представьте какое-нибудь выдуманное животное – вавилонская рыбка из рассказов Дугласа Адамса, пожалуй, подойдет – и представьте, что оно имеет такой же по длине геном, как и человек (это отнюдь не безосновательное предположение: геном двоякодышащей рыбы мраморного протоптера и некоторых видов саламандр в 40 раз длиннее). Так вот, давайте представим, что для вариаций будет использоваться только 1 % ее ДНК, если выбирать только из некодирующих секций (подобные эксперименты проводились на мышах без каких-либо очевидных негативных последствий). Общее возможное число вариаций составляет 232 000 000 или 109 632 960. Чтобы вы могли составить представление об этих цифрах: видимая Вселенная способна вместить не более плотно прилегающих друг к другу песчинок. Ближайшая точная копия вас может находиться всего-то в каких-то метрах от вас.