Запутанная жизнь. Как грибы меняют мир, наше сознание и наше будущее

Живое относят к трем доменам. Один – бактерии. Археи – одноклеточные микроорганизмы, напоминающие бактерии, но строящие клеточные мембраны иначе, – составляют другой. Эукариоты образуют третий. Мы – эукариоты, как и все многоклеточные организмы, будь то животные, растения, водоросли или грибы. Клетки эукариотов крупнее, чем у бактерий или архей, и организованы из ряда особых структур. Одна из них – ядро, содержащее большую часть ДНК. Митохондрии, или энергетические комплексы, – другая такая структура. У растений и водорослей есть еще хлоропласты, где происходит фотосинтез.

В 1967 году американский биолог Линн Маргулис, отличающаяся профессиональной проницательностью, стала активной сторонницей теории, которая отводила симбиозу центральную роль в эволюции жизни на ее ранних стадиях. Маргулис доказывала, что некоторые из самых значимых этапов эволюции произошли в результате плотного сосуществования разных организмов. Эукариоты возникли, когда одноклеточный организм поглотил бактерию, а та продолжала симбиотическую жизнь внутри его. Митохондрии стали потомками этих бактерий. Хлоропласты были потомками фотосинтезирующих бактерий, поглощенных ранней эукариотической клеткой. Развившаяся впоседствии сложная жизнь, включая и человеческую, – долгая история «близости незнакомцев».

Идея о том, что эукариоты возникли в результате «слияния и поглощения», дрейфовала по биологической мысли, то появляясь, то исчезая, с начала XX века, оставаясь при этом на задворках «благовоспитанного биологического сообщества». К 1967 году мало что изменилось, и рукопись Маргулис возвращали 15 раз, прежде чем она была наконец опубликована. После публикации ее идеи столкнулись с сильной оппозицией, как и аналогичные теории прошлого. (В 1970 году канадский микробиолог Роджер Станиер ядовито заметил, что «эволюционную гипотезу Маргулис <…> можно рассматривать как относительно безобидную привычку, как поедание арахиса, если только она не превращается в одержимость; в таком случае она становится грехом». Тем не менее в 1970-х было доказано, что Маргулис права. Новые методы генетических исследований продемонстрировали, что митохондрии и хлоропласты начинали как независимые бактерии. С тех пор были обнаружены другие примеры эндосимбиоза. Клетки некоторых насекомых населены бактериями, внутри которых тоже живут бактерии.

Предположение Маргулис сводилось, по сути, к дуализму ранней жизни эукариотов. А потому неудивительно, что она мобилизовала лишайники на борьбу за ее дело – так же поступали первые сторонники сходной точки зрения на заре XX века. Первые эукариотические клетки можно рассматривать как «вполне аналогичные» лишайникам, так она утверждала. Лишайники все так же занимали важное место в ее работе в последующие десятилетия. «Лишайники – поразительные примеры инноваций, вытекающих из партнерства, – писала она позднее. – Эта связь куда значительнее, чем простая сумма составных частей».

Эндосимбиотическая теория, или теория симбиогенеза, как она стала известна позднее, переписала историю жизни. Это был один из самых драматических сдвигов в биологической картине мира XX века. Ботаник-эволюционист Ричард Докинз пошел дальше и поздравил Маргулис с тем, что она «не оставила теорию и прошла с ней до конца, [проделав путь] от “неприемлемой до общепринятой”». «Это одно из величайших достижений эволюционной биологии XX столетия, – продолжил Докинз, – и я восхищен мужеством Линн Маргулис, ее выдержкой».

Философ Даниэль Деннет отзывался о теории Маргулис как об «одной из самых прекрасных идей, которые он когда-либо встречал». Саму же Линн Маргулис он назвал «героем биологии XX столетия».

Среди самых значительных следствий теории эндосимбиоза является то, что целые наборы характеристик приобретаются в одно мгновение в готовом виде, сформировавшимися от организмов, которые не являются ни родителями, ни представителями того же вида, царства и даже домена. Ледерберг продемонстрировал, что бактерии способны получать гены по горизонтали. Теория эндосимбиоза предположила, что одноклеточные организмы по горизонтали получали целые бактерии. Передача генов по горизонтали трансформировала геномы бактерий в космополитные территории; эндосимбиоз преобразовывал клетки в космополитные территории. Предки всех существующих ныне эукариотов по горизонтали получили по бактерии с уже существующей, врожденной способностью превращать кислород в энергию. Подобным же образом предки существующих сегодня растений приобрели бактерии с развитой способностью к фотосинтезу.