Рассказ предка

Особая бактерия Thermus aquaticus, о которой я хочу рассказать, известна молекулярным биологам как Taq. Различные бактерии кажутся нам чуждыми по различным индивидуальным причинам. Thermus aquaticus, как предполагает ее название, предпочитает находиться в горячей воде. В очень горячей воде. Как мы видели на Свидании 38, многие археи являются термофилами и гипертермофилами, но археи не имеют монополии на этот образ жизни. Термофилы и гипертермофилы – не таксономические категории, а нечто большее, как профессии или гильдии, как чосеровские Студент, Мельник и Врач. Они могут жить в местах, где никто иной не может: обжигающе горячих источниках Роторуа и Йеллоустонского парка или в жерлах вулканов серединно-океанических хребтов. Thermus – эубактериальный гипертермофил. Она может выжить с небольшими проблемами в почти кипящей воде, хотя предпочитает более приятные 70°C или около того. Она действительно удерживает мировой температурный рекорд: существуют глубоководные археи, которые процветают до 115°C, намного выше нормальной точки кипения воды (Снова же, если кажется удивительным, что вода может быть намного горячее своей нормальной точки кипения, вспомните, что вода кипит более горячей при высоком давлении.).

Thermits известна в кругу молекулярных биологов тем, что была источником фермента дуплицирования ДНК, известного как Taq полимераза. Конечно, все организмы имеют ферменты, чтобы дуплицировать ДНК, но Thermits должна была развить тот, который может противостоять температурам, близким к точке кипения. Он используется молекулярными биологами, потому что самый легкий способ дуплицировать имеющуюся ДНК состоит в том, чтобы кипятить ее, разделяя на две составляющих нити. Повторное кипячение и охлаждение раствора, содержащего ДНК и Taq полимеразу, дуплицирует – либо «амплифицирует» – даже очень ничтожное количество первоначальной ДНК. Метод называют «полимеразной цепной реакцией», или PCR, и это блестяще удачное название.

Известность Thermus как волшебницы биохимической лаборатории – достаточное оправдание, чтобы позволить ей рассказать этот рассказ. Но, между прочим, может быть другая причина, по которой Thermits, в частности, имеет все возможности, чтобы представить поучительно внеземную концепцию бактерий. Thermus принадлежит к маленькой группе бактерий, известных как галобактерии. В таксономической схеме, упомянутой в Свидании 39, Том Кавалир-Смит предполагает, что галабактерии, вместе с их кузенами зелеными несернистыми бактериями, могут быть самой ранней ответвляющейся группой бактерий. Если это так, то их группа – настолько отдаленные кузены остальной жизни, насколько это возможно.

Согласно этому представлению, Thermus и ее родственники находятся за пределами ветви. Все остальные бактерии разделяют друг с другом и с остальной жизнью общего предка, которого не разделяет Thermus. Если это подтвердится, это будет означать следующее. Как любая бактерия могла бы быть объединена с «остальной жизнью» в одну «младшую ветвь» жизни, так же Thermus в пределах бактерий может быть объединена с «остальными бактериями» в одну ветвь бактерий. Вместе с ее склонностью быть вареной, это было той причиной, по которой я выбрал Thermus для рассказа о разнообразии жизни. Но так как доказательства особого статуса Thermus не очень надежны, нет сомнений, что наибольшее разнообразие жизни на фундаментальном уровне химии является микробным, и подавляющее его большинство является бактериальным. Рассказ о разнообразии жизни, поскольку это – главным образом химическое разнообразие, по праву принадлежит бактерии, и равным образом это могла бы быть Taq.

Традиционно, и по понятным причинам, рассказ был рассказан с точки зрения больших животных – нас. Жизнь была разделена на царство животных и растений, и различие казалось довольно очевидным. Грибы считали растениями, потому что более известные из них укоренились на одном месте и не ходят, когда Вы пытаетесь их изучать. Мы даже не знали о бактериях до девятнадцатого века, и когда они были впервые обнаружены в сильный микроскоп, люди не знали, куда их поместить. Некоторые считали их миниатюрными растениями, другие миниатюрными животными. Еще другие поместили поглощающих свет бактерий к растениям (как «сине-зеленые водоросли»), а остальных к животным. Почти так же поступили с «протистами» – одноклеточными эукариотами, которые не являются бактериями и намного крупнее, чем бактерии. Зеленые протисты были названы протофитами, а остальные протозоа. Известным примером протозоа является амеба, и одно время считалось, что она близко связана с великим предком всей жизни – как мы были неправы, поскольку амеба едва отличима от человека, если смотреть на нее «глазами» бактерий.