От атомов к древу. Введение в современную науку о жизни

Любая группа живых организмов имеет общего предка, у которого был свой геном. От этого генома путем конвариантной редупликации, то есть копирования с сохранением изменений, произошли геномы всех современных представителей группы. Многообразные события, меняющие геномы в ходе эволюции, оставляют следы, которые наслаиваются друг на друга. Их можно найти и прочитать, примерно так же, как можно найти и прочитать следы правок в обычном тексте. Ведь геном — это тоже текст (хотя и не только текст, конечно). Геном любого организма заключает в себе целую летопись эволюционных изменений, многие из которых можно довольно точно распознать и датировать. Сплошь и рядом это относится даже к изменениям, которые произошли много сотен миллионов лет назад. Текст может сохранить все.

Любой геном — это в некотором смысле архив, документирующий события, происходившие на всем протяжении эволюционной линии от последнего общего предка всех живых организмов (или, во всяком случае, клеточных организмов, если мы говорим о них) до обладателя этого генома. Конечно, следы многих событий в конце концов стираются из генома начисто, и с этим ничего не поделаешь: «Полностью утраченная информация, не сохранившаяся ни в одном экземпляре, восстановлена быть не может»[541]. С другой стороны, бывают и такие эволюционные новшества, которые запечатлеваются в геноме очень четко — так, что «прочитать» их следы можно даже спустя миллиарды лет. «Впечатанные» в геном свидетельства в принципе могут воспроизводиться из поколения в поколение сколь угодно долго. Причем все они заключены внутри сложной упорядоченной структуры, дающей возможность их послойно датировать. Это означает, что наряду с палеонтологической летописью, которая интенсивно изучается с начала XIX века, в распоряжении биологов теперь есть еще одна настоящая летопись — генетическая. Как и палеонтологическая летопись, она неполна, но зато любой ее сохранившийся фрагмент несет огромное количество информации.

Установление родства между организмами — далеко не единственная, но, безусловно, очень важная задача эволюционной биологии. Сейчас эта задача частью уже решена, а частью активно решается. Неудивительно, что книги на эту тему быстро устаревают, и данная книга не составит исключения. Особенно это относится к главе 15, которая местами, вероятно, успеет устареть еще до выхода книги из печати. Избежать этого невозможно: скорость открытий в области мегасистематики сейчас такова, что любая сводка должна обновляться по меньшей мере раз в год, а иногда и быстрее. Например, супергруппа Excavata все более четко разбивается современными исследованиями на две самостоятельные супергруппы — Discoba и Metamonada, которые независимо отходят от «корня» общего древа эукариот[542]. Вместо супергруппы Opisthokonta на эволюционном древе эукариот все чаще появляется супергруппа Obazoa, включающая тех же опистоконтов плюс две небольшие группы примитивных жгутиконосцев[543]. Загадочную ветвь криптомонад в последнее время сближают с архепластидами, то есть с растениями — в противовес старой системе, причислявшей криптомонад к хромальвеолятам[544]. С другой стороны, на молекулярных деревьях, построенных с учетом новейших данных, регулярно возникает сестринская по отношению к ризариям ветвь, состоящая из страменопилов и альвеолят — а это означает, что систематики, возможно, поторопились с «закрытием» группы Chromalveolata: не достаточно ли было просто изменить ее состав, выкинув оттуда криптомонад и гаптофит? Наконец, в феврале 2018 года, когда эта книга уже версталась, вышла авторитетная и основанная на большом наборе новых данных работа, показывающая, что коллодиктион (многократно здесь упоминавшийся) вместе с двумя другими «микроцарствами» малоизвестных протистов образует целую супергруппу, сестринскую по отношению ко всем одножгутиковым (Unikonta = Amorphea)[545]. И конечно же, «продолжение следует». Остается лишь посоветовать интересующимся этой темой следить за научными новостями, благо освещаются они сейчас неплохо, а тема — и впрямь интригующая.

Подчеркнем примечательную вещь. Все перечисленные изменения касаются новой мегасистемы, которая оформилась только на рубеже XX–XXI веков. Преемственной по отношению к старой мегасистеме (разбивавшей живые организмы на два, три, четыре или пять царств) она не является. Можно утверждать, что современная мегасистема соотносится со старыми системами живой природы (образца «животные — растения — грибы — протисты — бактерии…») так же, как современная астрономия, во всей ее красе и славе, соотносится с геоцентрической системой Птолемея. С точки зрения истории науки это утверждение будет верным буквально, без всяких преувеличений. И это прекрасно! Нам выпало жить в годы, когда новая научная картина мира (во всяком случае, биологическая) формируется прямо на глазах.