Река, выходящая из Эдема: Жизнь с точки зрения дарвиниста

Мы начали этот разговор с признания того факта, что перемешивание в результате полового процесса сводит всю генетическую летопись на нет, и отметили два способа отделаться от последствий такого разрушительного воздействия. Только что речь шла о первом способе, основывающемся на том, что половой процесс не перемешивает гены разных видов. Это открывает перед нами возможность использовать ДНК-последовательности для воссоздания генеалогии наших далеких предков, живших задолго до того, как мы приняли человеческий облик. Но мы уже согласились с тем, что если углубляться настолько далеко в прошлое, то все мы, люди, в любом случае окажемся потомками одной и той же конкретной особи. И нам хотелось бы выяснить, вплоть до какого момента это будет так — когда жил последний общий предок всего человечества. Для этого нам придется обратиться к ДНК-доказательствам другого рода. И вот тут-то на сцене появляется африканская Ева.

Ее еще называют митохондриальной Евой. Митохондрии — это крошечные продолговатые тельца, которые тысячами кишат в каждой из наших клеток. В принципе они полые, но со сложной внутренней системой мембранных перегородок. Площадь этих перегородок намного обширнее, чем можно было бы подумать, исходя из внешнего вида митохондрий, и вся она используется. Мембраны митохондрий — это конвейеры химического завода или, скорее, энергетической станции. По ним проходит цепочка тщательно контролируемых химических преобразований, и этапов в ней больше, чем может позволить себе любой химзавод, построенный людьми. В результате этих преобразований энергия, которая содержится в молекулах пищи, аккуратно высвобождается и сохраняется в удобной для использования форме, с тем чтобы впоследствии послужить организму топливом — в той его части и в тот момент, где и когда это понадобится. Без своих митохондрий мы бы погибли в одну секунду.

Вот чем занимаются митохондрии, но сейчас нас больше интересует то, откуда они взялись. Изначально, в далеком эволюционном прошлом, они были бактериями. Эта замечательная теория, отстаиваемая грозной Линн Маргулис из Массачусетского университета в Амхерсте, сперва считалась маргинальной ересью, затем стала вызывать ревнивый интерес и наконец победоносно достигла практически всеобщего признания. Два миллиарда лет назад далекие предки митохондрий были свободноживущими бактериями. Вместе с другими бактериями разных видов они поселились внутри более крупных клеток. Возникшее сообщество бактериальных (так называемых прокариотических) клеток дало начало большим (так называемым эукариотическим) клеткам, к которым мы относим и свои собственные. Каждый из нас представляет собой объединение сотни миллионов миллионов зависящих друг от друга эукариотических клеток. А каждая из этих клеток является объединением тысяч особым образом прирученных бактерий, которые, будучи полностью запертыми внутри клетки, могут, подобно любым бактериям, размножаться там сколько им угодно. Было подсчитано, что если все митохондрии одного человека составить в ряд, то они опояшут земной шар не единожды, а две тысячи раз. Каждое отдельно взятое растение или животное — это громадное сообщество сообществ, многоуровневое, подобно влажному тропическому лесу. Ну а тропический лес — это сообщество, кишащее, возможно, десятками миллионов видов, каждая отдельная особь которых сама по себе является сообществом сообществ одомашненных бактерий. Эта теория доктора Маргулис об истоках жизни, представляющая клетку как огороженный бактериальный сад, не только несравненно более вдохновляющая, волнующая и захватывающая, чем сказка про Эдем. У нее есть еще и то дополнительное достоинство, что она почти наверняка правдива.

Как и большинство биологов, я теперь признаю правоту этой теории и упоминаю о ней в настоящей главе исключительно ради одного конкретного вытекающего из нее следствия: у митохондрий есть своя собственная ДНК, вся представленная единственной кольцевой хромосомой, что типично для бактерий. А теперь, собственно, то, к чему я веду. Митохондриальная ДНК не принимает участия ни в каком половом процессе и не перемешивается ни с основной, «ядерной» ДНК организма, ни с ДНК других митохондрий. Подобно многим бактериям, митохондрии размножаются простым делением. Всякий раз, когда митохондрия делится на две дочерние, каждая из них получает идентичную (с поправкой на возможность случайной мутации) копию исходной хромосомы. Посмотрите, как это прекрасно с точки зрения того, кто увлекается отдаленной генеалогией. Мы выяснили, что в случае обычных ДНК-текстов половой процесс прячет концы в воду, перепутывая вклады со стороны отцовской и материнской линий. Митохондриальная же ДНК благословенно безбрачна.