Расплетая радугу. Наука, заблуждения и потребность изумляться

Митохондрии — непревзойденные мастера «вертикальной» передачи. Их близость с клетками хозяев настолько тесна, что нам теперь трудно разглядеть, что те и другие вообще когда-либо могли существовать порознь. Мой оксфордский коллега сэр Дэвид Смит подобрал изящную аналогию:

Организм, заселивший внутриклеточную среду, может постепенно утрачивать свои части, медленно сливаясь с фоном и только какими-то следами выдавая свое присутствие. На ум приходит встреча Алисы с Чеширским Котом: когда она взглянула на него, он «исчез — на этот раз очень медленно. Первым исчез кончик его хвоста, а последней — улыбка: она долго парила в воздухе, когда все остальное уже пропало»[60]. В клетке целый ряд объектов напоминает улыбку Чеширского Кота. Для того, кто пытается проследить их происхождение, улыбка эта манящая и поистине загадочная.

«Клетка как среда обитания» (1979 г.)

Во взаимоотношениях между митохондриальной ДНК и ДНК хозяина я не вижу сколько-нибудь большого отличия от взаимоотношений между двумя генами внутри нормального, традиционного генофонда, состоящего из «собственных» генов вида. Ранее я уже приводил доводы в пользу того, что наши с вами «собственные» гены следует считать взаимно паразитирующими друг на друге.

Еще одним «улыбающимся» реликтом, уже вполне признанным и бесспорным, являются хлоропласты. В растительных клетках хлоропластами называют мелкие тельца, которые занимаются фотосинтезом — запасанием солнечной энергии путем ее использования для синтеза органических молекул. Впоследствии эти молекулы можно расщепить, а энергию — высвободить в нужных количествах и в нужный момент. Своим зеленым цветом растения обязаны хлоропластам. Уже стало общепринятым думать, что хлоропласты происходят от фотосинтезирующих бактерий — родственников тех «сине-зеленых водорослей», которые и поныне свободно плавают, будучи виновниками «цветения» загрязненных водоемов. Процесс фотосинтеза одинаков как у этих бактерий, так и у (хлоропластов) эукариот. Согласно Маргулис, хлоропласты были взяты в плен иным путем, нежели митохондрии. Если предки митохондрий агрессивно вторгались внутрь более крупных хозяев, то предки хлоропластов были жертвами, которые изначально заглатывались в качестве пищи и только впоследствии развили взаимовыгодные отношения со своими поработителями — несомненно, опять-таки в силу того, что их ДНК «вертикально» передавалась от одного поколения хозяев другому.

Более спорно другое утверждение Маргулис: будто еще одна разновидность бактерий — винтообразно передвигающиеся спирохеты — оккупировала предка эукариотической клетки и внесла свой вклад в возникновение таких подвижных структур, как реснички, жгутики и те «веретена», которые в ходе клеточного деления растаскивают хромосомы в разные стороны. Реснички и жгутики представляют собой две разновидности одного и того же, различаясь лишь размером, и Маргулис предпочитает называть и те и другие «ундулиподиями». Термин «жгутик» она приберегает для внешне похожей, но на самом деле совершенно иначе устроенной хлыстообразной структуры, при помощи которой многие бактерии плавают в среде (или, лучше сказать, «ввинчиваются» в нее). Бактериальный жгутик, кстати, примечателен тем, что оснащен единственным во всех царствах живой природы настоящим подшипниковым механизмом. В природе не было другого значительного примера «колеса» (ну или, по крайней мере, оси), пока люди не изобрели его еще раз. Реснички же и прочие ундулиподии эукариот устроены сложнее. Маргулис считает каждую отдельную ундулиподию аналогичной целой спирохете, подобно тому как отождествляет с целой бактериальной клеткой каждую митохондрию и каждый хлоропласт.

Идея привлечь бактерий к выполнению каких-нибудь сложных биохимических трюков неоднократно всплывала на поверхность и на более поздних этапах эволюции. У глубоководных рыб есть органы свечения, которые они используют для коммуникации и даже для ориентировки. Вместо того чтобы браться за нелегкую химическую задачу по выработке света, они обратились к искусным в этом деле бактериям. Светящиеся органы рыб представляют собой мешочек с заботливо культивируемыми бактериями, испускающими свет в качестве побочного продукта своей собственной биохимической деятельности.