Расплетая радугу. Наука, заблуждения и тяга к чудесам

Бактерии напротив, демонстрируют гораздо более широкий диапазон метаболических вариаций, чем эукариоты. Они занимаются причудливой ферментацией, производят метан, «поедают» азот прямо из воздуха, получают энергию из капель серы, выделяют в осадок железо и марганец в процессе дыхания, сжигают водород, используя кислород, чтобы заставить воду превращаться в кипяток и раствор соли, хранят энергию при помощи пурпурного пигмента родопсина, и т. д… Мы, однако, используем только один из множества их метаболических приспособлений для производства энергии, а именно аэробное дыхание, специализацию митохондрии. Аэробное дыхание, сложный набор биохимических циклов и цепочек, посредством чего пойманная энергия солнца высвобождается из органических молекул, происходит в митохондрии, мелкие органеллы, кишащие в наших клетках.

Маргулис убедила научный мир, думаю, по праву, что митохондрии произошли от бактерий. У предков митохондрий, когда они жили самостоятельно, эволюционировали биохимические трюки, которые мы называем аэробным дыханием. Мы, эукариоты, пользуемся выгодами этого прогрессивного химического колдовства, потому что в наших клетках содержатся потомки бактерий, которые его открыли. Согласно этой точке зрения, существует непрерывная наследственная линия от современных митохондрий назад к предковым бактериям, свободно живущими в море. Когда я говорю «наследственная линия», я буквально подразумеваю, что свободно живущая бактериальная клетка разделилась на две, и по крайней мере одна из них разделилась на две, и по крайней мере одна из них разделилась на две, и так далее, пока мы не достигнем каждой из ваших митохондрий, продолжающих делиться в ваших клетках.

Маргулис полагает, что первоначально митохондрии были паразитами (или хищниками — различие не важно на этом уровне), нападавшими на большие бактерии, которым суждено было стать эукариотическими клетками. Все еще существуют некоторые бактериальные паразиты, прибегающие к подобному приему, зарываясь через стену клетки жертвы, а затем, оказавшись в безопасности внутри, запечатывающие стенку и поедающие клетку изнутри. Предки митохондрий, согласно теории, эволюционировали от убивающих паразитов в менее опасных паразитов, которые оставляют своего хозяина живым, чтобы дольше его эксплуатировать. Еще позже клетки хозяина начали извлекать выгоду из метаболической активности протомитохондрий. Отношения сместились от хищнических или паразитических (хорошо для одной стороны, плохо для другой) к мутуалистическим (хорошо для обоих). По мере того, как мутуализм углублялся, каждый стал больше зависеть от другого, и каждый стал терять те свои части, цели которых лучше всего удовлетворял другой.

В дарвинистском мире такая преданно близкая кооперация эволюционирует только тогда, когда ДНК паразита «продольно» передается поколениям хозяина теми же самыми транспортными средствами, что и ДНК хозяина. На сегодняшний день наши митохондрии все еще обладают своей собственной ДНК, которая лишь отдаленно связана родством с нашей «собственной» ДНК и более близко связана родством с ДНК некоторых бактерий. Но она передается сквозь поколения людей в человеческих яйцеклетках. Паразиты, ДНК которых продольно передается подобным образом (то есть, от родителя хозяина к ребенку хозяину), становятся менее опасными и более кооперирующимися, потому что все, что хорошо для выживания ДНК хозяина, обычно автоматически хорошо для выживания их собственной ДНК. Паразиты, чья ДНК переходит «горизонтально» (от хозяина к какому-то другому хозяину, который как правило не является его собственным ребенком), например вирусы бешенства или гриппа, могут становиться даже более смертельными. Если ДНК должна передаваться горизонтально, смерть хозяина может не быть неприятностью. Крайним случаем мог бы быть паразит, который питается внутри особи хозяина, превращая его плоть в споры, пока та, наконец, не разрывается, рассеивая ДНК паразита по ветру, разносящему ее повсюду в поисках новых хозяев.