Клеточный каннибализм как движущая сила эволюции

Клеточный каннибализм как движущая сила эволюции

Мы вообще крайне редко наблюдаем результаты мутации человеческой ДНК в течение одного нашего жизненного срока. Но, если вы привыкнете к мысли, что та сложноустроенная биология, которую мы воспринимаем как должное, возникла из скопления одноклеточных организмов, то начнёте казаться себе самым настоящим супергероем. Если вдруг вам почему-то недостаточно ощущения себя обычным человеком.

Так как же простейшие, донельзя примитивные клетки развились в таких высокоразвитых существ? Они знали, как размножаться, и у них были сотни миллионов лет свободного времени, не занятого ничем другим. Клетки совершали ошибки копирования и воспроизводства, перенимали, заимствовали и крали те или иные эволюционные решения у своих собратьев, подвергались чудовищному давлению со стороны конкурентов и среды своего обитания. В общем, им через многое пришлось пройти.

На самом раннем этапе, приблизительно 1.4 миллиарда лет назад, резкий скачок в эволюционной сложноустроенности мог произойти в результате "пожирания" одним одноклеточным организмом другого одноклеточного организма. Между ними, вероятно, существовали некоторые генетические различия, поэтому в результате произошло рождение более сложной клетки. Этот процесс называется фагоцитозом. При нём поглощаемая клетка не разрушается и не переваривается. Как раз наоборот - она вступает во взаимовыгодные отношения с той, что её поглотила.

Фагоцитоз
Фагоцитоз

Теория симбиогенеза предполагает, что после фагоцитоза симбиотические отношения получились настолько успешными, что оказавшаяся внутри клетка в конечном итоге передала внешней функцию добычи необходимых для жизни ресурсов. А та, в свою очередь, стала пользоваться всеми теми "продвинутыми" функциями, которые развились внутри её "жертвы", вроде способности генерировать энергию посредством фотосинтеза.

Митохондрии наших собственных клеток и хлоропласты, требующиеся для фотосинтеза растениям, могли изначально быть бактериями, поглощёнными другими клетками. У упомянутых органоидов сохранилось минимальное количество круговых геномов, характерных для бактерий. Это может свидетельствовать о том, что некогда они существовали раздельно. Мы бы с радостью сообщили, что подобный симбиоз работает и в более сложных системах, но, к сожалению, он ограничен простейшими одноклеточными организмами. То есть если вы надеялись съесть паука, даже радиоактивного, чтобы получить способность раскачиваться на паутине между небоскрёбами, это не сработает. Вы даже не сможете лазать по стенам на кончиках пальцев.

Человек-паук

Тем не менее, имеются свидетельства того, что более сложные геномы могут извлекать выгоду из контакта с посторонними генами. Одним из таких примеров является протеин, называющийся Arc. Он очень похож на протеины внешней оболочки ретровирусов, вроде того же ВИЧ. Он заполняет пространство между клетками "покрытием", состоящим из РНК. Именно этим способом ретровирусы заражают своих жертв. Однако у крыс и, возможно, людей это поведение протеина необходимо для формирования воспоминаний. Велика вероятность того, что наша версия Arc была получена от вируса, который давным-давно заразил клетку организма нашего предка, и теперь, не будь его, мы не могли бы ничего помнить! Почему? Учёные этого до сих пор не знают. Тем не менее, нашим нейронам нужна способность перемещать РНК в том или ином направлении. В точности, как вирусам.

Эта способность является доказательством горизонтального переноса генов. Вертикальный перенос - это прямое наследование, а этот как раз и есть причина и источник всего необычного, что происходит в мире биологии. В создании разнообразия посредством случайных генетических изменений есть очевидное эволюционное преимущество, и природа обладает множеством механизмов проверки всех этих вариаций на жизнеспособность. То, что выживет, останется внутри популяций и, с большой долей вероятности, придаст им некие полезные свойства, о наличии которых мы не будем догадываться до момента, когда они действительно пригодятся.

Шанс того, что какое-то случайное событие приведёт к мгновенному развитию у нас какой-то сверхспособности, с точки зрения науки равен нулю. До того момента, когда станет привычным делом генная инженерия, пройдёт немалое время. Но именно сейчас, в этот самый момент времени вы почти наверняка являетесь частью масштабного эксперимента природы. Участником, который передаёт триллионы малюсеньких кирпичиков со всеми накопленными в них мутациями и сверхспособностями следующим поколениям.

Вас также может заинтересовать

Оставить комментарий

Другие записи из раздела Научное