Расплетая радугу. Наука, заблуждения и потребность изумляться

Бактерии же, напротив, демонстрируют гораздо более широкий спектр метаболического разнообразия по сравнению с эукариотами. Они позволяют себе самые странные способы брожения, производят метан, «поедают» азот прямо из воздуха, добывают энергию из гранул серы, осаждают железо и марганец своим дыханием, получают воду сжиганием водорода при помощи кислорода, растут в кипятке и в соляном растворе, запасают энергию благодаря пурпурному пигменту родопсину, и так далее. <…> Ну а мы пользуемся всего одной из их многочисленных метаболических схем для выработки энергии — а именно аэробным дыханием, фирменным блюдом митохондрий.

Аэробное дыхание — замысловатый набор циклов и цепочек биохимических реакций, высвобождающих заключенную в органических молекулах солнечную энергию, — происходит в митохондриях, мельчайших органоидах, которыми кишат наши клетки. Маргулис удалось убедить научный мир — полагаю, небезосновательно, — что митохондрии являются потомками бактерий. В те времена, когда предки митохондрий жили сами по себе, у них выработались те биохимические уловки, которые мы называем аэробным дыханием. Мы, эукариоты, теперь извлекаем выгоду из этой отточенной химической магии, потому что в наших клетках содержатся потомки бактерий, ее изобретших. Согласно такой точке зрения, существует непрерывная линия родства, ведущая от современных митохондрий к предковым бактериям, свободно жившим в океане. Под «непрерывной линией родства» я подразумеваю именно то, что говорю: некая свободноживущая бактериальная клетка разделилась на две новые, из которых как минимум одна тоже разделилась на две, хотя бы одна из которых опять раздвоилась, и так далее до тех пор, пока мы не дойдем до любой из митохондрий, продолжающих делиться внутри ваших клеток.

Маргулис полагает, что изначально митохондрии были паразитами (или хищниками — на микробном уровне разница невелика), нападавшими на более крупных бактерий — тех, кому было предначертано стать основой для эукариотической клетки. И в наши дни некоторые бактериальные паразиты действуют таким же манером: проделывают ход в клеточной стенке своей добычи, а затем, удобно устроившись по другую сторону, запечатывают стенку и съедают клетку изнутри. По теории Маргулис, предки митохондрий постепенно превратились из паразитов-убийц в менее опасных паразитов, которые оставляют хозяина в живых, с тем чтобы дольше его эксплуатировать. По прошествии еще некоторого времени клетки хозяина стали извлекать выгоду из метаболической активности протомитохондрий. Взаимоотношения сдвинулись от хищничества или паразитизма (хорошо для одной стороны, плохо для другой) в сторону мутуализма (хорошо для обеих сторон). По мере того как эти мутуалистические отношения крепли, их участники все больше и больше зависели друг от друга, и каждый в итоге лишился тех своих составных частей, функции которых лучше выполнялись его партнером.

В дарвиновском мире такое тесное и преданное сотрудничество возникает только тогда, когда ДНК паразита передается «вертикально» от поколения к поколению хозяев на тех же носителях, что и их собственная ДНК. Даже сегодня в митохондриях все еще содержится своя ДНК, которая лишь отдаленно родственна ДНК, «принадлежащей» нам с вами, и связана более тесным родством с ДНК некоторых бактерий. Но она из поколения в поколение передается людям в человеческих яйцеклетках. Те паразиты, чья ДНК передается вот так по вертикали (от хозяина-родителя к хозяину-потомку), становятся менее враждебными и более склонными к сотрудничеству, поскольку все, что хорошо для выживания ДНК хозяина, автоматически оказывается полезным и для выживания их собственной ДНК. А паразиты, ДНК которых передается «горизонтальным» путем (от одного хозяина к какому угодно другому — не обязательно его детенышу), такие как, например, вирусы бешенства или гриппа, могут даже становиться со временем все более опасными. При горизонтальной передаче ДНК гибель хозяина — не такая уж плохая штука. Крайней формой этой стратегии мог бы быть паразит, который пожирает хозяина изнутри, превращая его тело в свои споры, пока в итоге не разорвет его — и споры не разлетятся по ветру на все четыре стороны в поисках новых хозяев.