Рассказ предка

И, наконец, мы достигли самой странной части «Рассказа Миксотрихи», кульминационного момента повествования. Вся эта история опосредованной биохимии, история заимствования большими существами биохимических талантов меньших существ внутри них, наполнена эволюционным дежа вю. Миксотриха сообщает остальным путешественникам: «Все это происходило и раньше». Мы достигли Большого Исторического Свидания.

БОЛЬШОЕ ИСТОРИЧЕСКОЕ СВИДАНИЕ

«Свидание» в этой книге имеет особое значение, логически вытекающее из главной метафоры – обратного путешествия во времени. Но есть одно катастрофическое событие, возможно, самое решающее событие в истории жизни, которое действительно было свиданием, буквально историческим свиданием, реально произошедшем в истинном, прямом направлении течения истории. Это было происхождение эукариотической (содержащей ядро) клетки: миниатюрного механизма на основе высоких технологий, которая является микроосновой всей крупномасштабной и сложной жизни на этой планете. Чтобы отличить его от всех других метафорических пунктов свиданий, я назвал его Большим Историческим Свиданием. У слова «историческое» здесь есть двойное значение: оно означает «большой важности», а также означает «прямую хронологию», в отличие от обратной.

Я сослался на Большое Историческое Свидание как на некое событие из-за того, что, как теперь кажется, является его единственным важным последствием – развитием эукариотической клетки с ее ядром, содержащим хромосомы, ее сложной ультраструктурой мембран и ее самовоспроизводящимися миниатюрными органоидами, такими как митохондрии и (у растений) хлоропласты. Но это были фактически два или три события, возможно, далеко отстоящие друг от друга во времени. Каждое из этих исторических свиданий было слиянием с бактериальными клетками, чтобы сформировать большую клетку. «Рассказ Миксотрихи», как современная реконструкция, подготовил нас к пониманию такого рода случаев.

Возможно, 2 миллиарда лет назад древний одноклеточный организм, своего рода прото-простейшее, вступил в странные отношения с бактерией: отношения, подобные тем, что имели место между миксотрихой и ее бактериями. Как и в случае с миксотрихой, то же самое случалась не раз с различными бактериями, события, вероятно, разделенные сотнями миллионов лет. Все наши клетки похожи на отдельную миксотриху, наполненную бактериями, которые стали настолько неузнаваемыми из-за поколений сотрудничества с хозяйской клеткой, что их бактериальное происхождение почти утеряно из виду. Как у миксотрихи, только в большей степени, бактерии стали настолько глубоко связанными с жизнью эукариотической клетки, что было главным научным триумфом обнаружить их там вообще. Мне нравится сравнение с улыбкой Чеширского Кота, используемое сэром Дэйвидом Смитом (David Smith), одним из наших ведущих экспертов по симбиозу, для совместного сосуществования некогда различных составляющих элементов в клетках.

Вторгшийся организм в окружении клетки может прогрессивно терять свои части, медленно смешиваясь с общим фоном, и только некоторые пережитки выдают его прежнюю сущность. Действительно, они напоминают Алису в Стране Чудес, встретившую Чеширского Кота. Она наблюдала, что «он исчезал весьма медленно, начиная с хвоста и заканчивая улыбкой, которая оставалась некоторое время после того, как остальная его часть пропала». Многие объекты в клетке похожи на улыбку Чеширского Кота. Для тех, кто пытается проследить их происхождение, улыбка является стимулирующей и действительно загадочной.

Какие биохимические приемы привнесли эти некогда свободные бактерии в наше существование: приемы, которые они выполняют по сей день, без которых немедленно прекратилась бы жизнь? Два самых важных – фотосинтез, который использует солнечную энергию для синтеза органических соединений и выделяет в воздух кислород как побочный продукт; и окислительный метаболизм, который использует кислород (в конечном счете, растений) для медленного сжигания органических соединений и преобразования энергии, которая первоначально произошла от солнца (Бактерии (включая археев) также обладают монополией (наряду с разрядами молнии и человеческими промышленными химиками) на фиксацию азота.). Эти химические технологии были развиты до Большого Исторического Свидания (различными) бактериями, и, в некотором смысле, бактерии все еще являются оптимальным вариантом. Изменилось только то, что они теперь занимаются своим биохимическим искусством на специальных фабриках, называемых эукариотическими клетками.