Стратиграфия рвет в клочья креационизм

Хотя большинство биологов смотрит на возражения против теории биологической эволюции с улыбкой, порой и им хочется вставить свою реплику. Часто эта реплика служит катализатором мощного потока гневных комментариев. Вот и мне посчастливилось в одном из обсуждений очередного видео креациониста с «мировым именем» Кента Ховинда, в котором автор вещает о том, что все животные жили одновременно и совсем недавно, написать короткий комментарий, содержавший один вопрос: «Как с точки зрения гипотезы Ховинда объясняется геохронологическая шкала». Я прочитал массу самых разных ответов, ни один из которых не содержал ничего, кроме цитирования текущего выступления Кента. Хотя, нет. Некоторые комментаторы разнообразили свои ответы оскорблениями и ссылками на то, что современная наука лжива и скрывает факты.

Итак, почему же геохронология и стратиграфия рвут в клочья любую гипотезу, в основе которой лежит младоземельный креационизм? Во-первых, что такое — младоземельный креационизм. Это комплекс взглядов на историю Земли, в основе которого лежит утверждение, что Земля сотворена богом около 6-7 тысяч лет назад. Вместе с сотворением Земли были сотворены и все живые существа, какие на ней существуют. То есть, это не метафора, а прямое указание на то, что все виды, так или иначе известные нам как в виде ископаемых, так и непосредственно некогда существовали вместе в одном временном отрезке. Это кратко. Теперь давайте перейдем к фактам.

Историю стратиграфии можно отсчитывать с момента, когда Николас Стено сформулировал свой закон напластования. Тогда была заложена основа, которая не была опровергнута никем до сих пор. Суть ее в том, что те слои, которые в норме расположены глубже, являются более древними, чем те, что лежат над ними. «В норме» означает случаи, когда последовательность слоев не нарушена тектоническими или другими естественными или искусственными процессами, в результате чего слои могут смещаться, перемещаться, а последовательность их нарушается. Сейчас геологи очень хорошо умеют определять такие нарушения. Отдадим им честь, они делают это часто без всяких мыслей о теории эволюции и научились делать это вообще еще до того, как вышла книга «Происхождение видов...».

А вообще, вопреки обвинительному заявлению Ховинда о том, что стратиграфия подделана в угоду теории эволюции, основные геологические эпохи были выделены опять же раньше, чем сэр Чарльз Дарвин выпустил свою знаменитую книгу.

Собственно, Дарвин-то был знаком с тогдашним положением дел в этой области и использовал эти знания по назначению. Собственно, потребность объяснить геохронологическую последовательность привела знаменитого Жоржа Леопольда Кювье к тому, что он предложил т. н. теорию катастроф. Иначе, как противник изменчивости видов, Кювье смену ископаемых организмов во времени объяснить не мог. Напомню, что Кювье умер в 1832 году. До публикации труда Дарвина оставалось 27 лет, а сам Чарльз в это время еще путешествовал на «Бигле». Таким образом все обвинения в предвзятости и подтасовке фактов в пользу теории эволюции со стратиграфии и геохронологии приходится снять. Конечно, пристального внимания стратиграфии долго не уделялось. Лишь во второй половине 19 века началось ее бурное развитие и приведение в систему всех накопленных знаний. Тогда, кстати, и распределили названия геологических эпох.

Что же показывает стратиграфия и почему она с легкостью обезоруживает любого младоземельца? Как я уже и говорил, стратиграфия показывает неоднородность строения осадочных пород, которая выражается в существовании ясно выраженных слоев. Более молодые слои лежат поверх более старых. Это крайне очевидный факт. Вроде бы, ничего особенного. Но еще Уильям Смит, составитель первой геологической карты Англии, указал, что существуют некие общие признаки для слоев определенного возраста (читай — положения в последовательности). В качестве таких признаков он использовал ископаемые останки и показал, что НИКОГДА останки из более глубоких слоев не соседствуют с таковыми из выше лежащих. Конечно же, мы говорим о нормальном, не нарушенном залегании. О том, как это может быть нарушено, я уже говорил.

Во времена Дарвина историю жизни на Земле знали вниз до кембрия включительно. Что было до того — оставалось загадкой. Но уже тогда было очевидно, что нет никакого смысла искать рядом с кембрийскими ископаемыми любые другие, характерные для других периодов. Впрочем, рядом с ископаемыми любого периода не найдешь ископаемых из другого. Безусловно, смена флор и фаун не была молниеносной, а происходила относительно нескоро, поэтому иногда, все же, в нижних отделах одного периода все еще можно встретить останки организмов из предыдущего.

Некоторые организмы успешно переживали несколько периодов (как пресловутые трилобиты, просуществовавшие с кембрия аж до конца перми). Но в таком случае мы встречаем не один и тот же вид, а множество видов и даже семейств, постепенно приходящих на смену друг другу. В нижних отделах кембрия еще можно обнаружить дальних потомков тех видов, которые населяли Землю в венде. Но это уже совсем другие виды. Те же трилобиты подавляющим большинством семейств вымерли уже к карбону (каменно-угольному периоду) и лишь одно семейство (в количестве одного вида) дожило до пермского периода.

А почему, спросите меня, я так привязался к трилобитам? Да просто очень удобные мне далее товарищи. Чтобы представить себе место трилобитов в экосистемах, можно достаточно точно сравнить их с современными морскими ракообразными. А тут и крабы, и омары, и лангусты, и креветки, и прочие морские пауки и раки. В общем, трилобиты в свое время занимали примерно то же место, какое занимают сейчас выше названные членистоногие (насекомых и паукообразных в морях не водится), а меростомовые обособились от трилобитов и прочих членистоногих уже в кембрии и до наших дней едва дотянули в лице мечехвостов, потому особой роли в экосистемах не играют.

Так вот, как говорят биологи, трилобитовые и современные ракообразные имели сходные экологические ниши. Если так, то и обитали они в сходных условиях. Тогда, исходя из гипотезы младоземельного креационизма, мы должны ожидать обнаружить современных ракообразных либо непосредственно рядом с трилобитами (или наоборот), либо в слоях одного геологического возраста. К слову, возраст слоев может быть определн в относительной шкале, принятой в геологии и палеонтологии, не только по ископаемым организмам, но и характеру минералов, по типу ископаемых почв и т. д. Конечно же, играет свою роль и абсолютная датировка радиоизотопными методами, которые так «любит» Ховинд.

Краткое отступление.
Почему относительная шкала нужнее и полезнее? А вот почему. Нам гораздо важнее знать не то, сколько миллионов лет назад произошло событие в истории жизни, а то, когда оно произошло относительно других событий. Какая информация будет полезнее:

• скелетная революция произошла около 542 миллионов лет назад.
• Скелетная революция произошла на границе эдиакарского и кембрийского периодов.

Лично мне, знающему характерные особенности венда (эдиакария) и кембрия гораздо больше скажет вторая фраза. Первую я приму во внимание, чтобы оценить временные интервалы и только. А вот вторая фраза будет источником множества следствий.

Радиоизотопное датирование же имеет свои пределы разрешения и свои ошибки. Причем, чем больше определяемый возраст, тем более существенными могут быть ошибки, возникающие как из-за загрязнения и неправильного взятия проб, так и от неправильной калибровки. К слову, кроме РИА существуют и другие методы абсолютного датирования. Но в общем, все методы такой датировки показывают сходные результаты и говорят о том, что, например, уже 600 миллионов лет назад на Земле жизнь расцетала.

Ховинд же использует единичные сообщения, которые относятся как раз к уже описанным ошибкам. Конечно, такие ошибки никуда из научных результатов не удаляются и, в общем-то, доступны. Это очень полезная информация, помогающая улучшать методы датирования.

Так вот, возвращаясь к теме, если предположить, что трилобиты и современные ракообразные обитали в одно время, почему же мы не находим их останки либо рядом, либо в слоях одного возраста? Можно выкрутиться и сказать, что они обитали в разных частях Земли. Но и это не проходит. По всей Земле трилобиты служат руководящими ископаемыми своих геологических эпох. Но нигде не найдено ни единого отпечатка или другой фоссилии, которую можно было бы определить, как что-то из современного. И почему вообще ракообразные пережили трилобитов?

Надо сказать, что такая ситуация имеет место быть с любыми другими парами. Адом с аммонитами не встречаются современные моллюски, рядом с динозаврами — современные млекопитающие, рядом с девонскими панцирными рыбами не находят кости и черепа современных, а в слоях венда вы никогда не обнаружите ни единого признака ни одного существа, которые повсеместно встречаются, начиная с кембрия.

На этот вопрос у Ховинда нет ответа. Впрочем, нет его и не у одного креациониста-младоземельца. А стратиграфия и геохронология рвут в клочья не только младоземельцев, но и всех креационистов-абсолютистов, которые требуют толковать библию буквально.

В качестве заключения:
Безусловно, спор с креационистами не имеет никакого смысла. Любая аргументация этих товарищей без особого труда опровергается. Правда, они дают хороший повод для отвлеченного применения знаний. Иногда написать пару комментариев и задать неудобные вопросы стоит, все же. Хотя бы для того, чтобы убедиться, на сколько наука опередила сама себя, ведь аргументация креационистов до сих пор волочится на уровне науки начала 19 века.

Человек - вирус почти наполовину

Конечно, это ради «красного словца». Но тут есть и достаточно большая капля смысла, без которой сложно обойтись в понимании того, что собой представляет геном, в данном случае - человеческий. Геном человека представлен молекулами ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), которая организована на самом нижнем уровне в виде двух цепочек, комплиментарных друг другу. Далее двойная молекула сворачивается в спираль, которая затем еще несколько раз упаковывается, добираясь, в конце концов, до уровня хромосом - суть плотно свернутых молекул ДНК. Таким вот образом в крошечное клеточное ядро умещаются молекулы ДНК общей длинной почти 2 метра. Хромосомы - это форма хранения ДНК. Толку от них никакого нет. Чтобы не затягивать эту часть, скажу, что для реализации своей функции - предоставления информации о белках - ДНК должна быть расплетена от хромосом до линейной молекулы. Только тогда механизм транскрипции (чтения последовательности нуклеотидов и перевода ее в последовательность нуклеотидов РНК) может обработать ДНК. А вот теперь о том, что же обрабатывает этот механизм. ДНК человека содержит примерно 3 миллиарда пар нуклеотидов, которые образуют примерно 20-25 тысяч генов. Но, и это многим известно, не все нуклеотиды принадлежат генам, которые непосредственно кодируют белки или выполняют другие важные функции (например, являются участками регуляции транскрипции). Кодирование белков осуществляет примерно 1,5% всей человеческой ДНК. Причем участники проекта «Геном человека» предполагают, что с совершенствованием методик поиска генов их общее число будет уменьшаться и, скорее всего, не превысит числа генов весьма примитивных организмов. Итак, только 1,5 процента из всех 3 миллиардов пар нуклеотидов хранят информацию о белках. Плюс небольшая доля участков регуляции. А чем же занимается вся остальная ДНК? Следует сказать, что этот вопрос очень долго не давал покоя биологам. ДНК бактерий, например, весьма эффективна и некодирующая часть в ней весьма невелика. А вирусы и вовсе представляют собой практически идеал хранения наследственной информации. Эвкариоты же на этом фоне крайней непрактичны, расточительны и тяжеловесны. Проблема была так актуальна, что ей дали название «С-парадокс» или парадокс избыточности генетического кода. До сих пор С-парадокс является оружием противников эволюционной теории. Надо сказать, это оружие весьма эффективно, особенно против тех, кто не углублялся в молекулярную биологию и не знаком с продвижением науки в этой области. Да, избыточность генетического кода имеет место быть. Но все не так плохо, как кажется. Первым открытием на этом пути стало обнаружение множественных копий генов, разбросанных по всему геному. Получалось, что живые организмы и эвкариоты в том числе приобрели своеобразный механизм защиты от повреждения активных генов — возможность заменять их в случае жесткой необходимости. Как мы делаем несколько копий важного документа, чтобы застраховать себя от потери. Многие гены клонированы неоднократно, но не транскрибируются. Вторым важным шагом стало исследование механизма размножения вирусов. Теперь всем известно, что вирусу для создания собственных копий нужна клетка-хозяин, точнее — ее ДНК, в которую ДНК вируса встраивается при помощи особых ферментов — рестриктаз, которые разрезают ДНК клетки-хозяина и вшивают в нее вирусную молекулу. Таким образом вирус получает возможность размножаться, используя механизм транскрипции и трансляции клетки-хозяина. Ну, а что произойдет, если участок ДНК, куда встроится вирусный геном, окажется поврежден? Скорее всего, он перестанет транскрибироваться либо считываться смогут только некоторые гены, но цельного вируса, которому для построения капсида нужны все белки, не получится. Чем дальше от момента внедрения вирусной ДНК и повреждения этого участка, тем меньше белков будет считываться с него (вполне возможно). В результате вирусная ДНК станет «мусорной» частью генома клетки-хозяина и прибавит к нему несколько сотен или тысяч пар нуклеотидов. Зная это, ученые предприняли поиск таких вирусных вставок в геномах различных организмов. Результаты оказались весьма впечатляющими. В геноме человека обнаружилось около 30000 ретровирусных вставок. Т. е. ДНК каждого человека несет 30000 потенциальных вирусов. Опасаться, правда, не стоит. Вряд ли они вообще когда-нибудь окажутся способны «ожить». Ретровирусы — еще одна интересная группа... сущностей (вирусы назвать живыми в полном смысле нельзя). Их особенность в том, что геном представлен не ДНК, а молекулой РНК (рибонуклеиновой кислоты). И они тоже могут встраиваться в ДНК клетки-хозяина. Но непосредственно РНК в ДНК встроить нельзя. Нужно как-то превратить рибонуклеиновую кислоту в дезоксирибонуклеиновую. И тут никакие чисто химические методы не помогут. Но нашлась лазейка. Существует фермент — обратная транскриптаза (полное название — РНК-зависимая ДНК-полимераза). Она-то и выполняет функцию, совершенно, казалось бы, чуждую эвкариотной клетке — читает последовательность нуклеотидов РНК и переводит ее в последовательность нуклеотидов ДНК. Таким образом на РНК-матрице ретровируса строится обычная ДНК, которая затем и вшивается в ДНК клетки-хозяина. И снова в этом участке может произойти мутация, которая сделает часть вирусного генома или весь его полностью нечитаемым. К ретровирусам, кстати, относится и ВИЧ. Итак, в геноме человека около 30000 ретровирусных фрагментов. Но и они не решают проблемы избыточности генетического кода.

К слову о том, как определяются такие фрагменты: последовательности нуклеотидов, кодирующих белки (особенно жизненно важные), меняются редко и если в геноме обнаружена последовательность, один в один повторяющая таковую в геноме, например, вируса (пусть даже с заменой нескольких нуклеотидов) — такое совпадение случайным не бывает. Ведь сложно предположить, что несколько тысяч или даже десятков тысяч пар оснований выстроились точно также, как они выстроены в сравниваемом образце ДНК или РНК (в случае РНК просто учитывается правило комплиментарности ДНК-РНК).

Следующим откровением для исследователей стало обнаружение в геноме подвижных участков, которым дали название мобильных генетических элементов (МГЭ). Наследственный материал теперь сложно было назвать стабильным. В нем постоянно происходят перемещения участков ДНК. В частности особый интерес представляют так называемые транспозоны — фрагменты ДНК, способные путем cut-paste (вырезать-вставить) перемещаться внутри генома. Обнаружены транспозоны были в 1951 году, но долгое время они практически не принимались во внимание. Их считали скорее исключением, чем правилом. Но позже, как обычно бывает, оказалось, что транспозоны имеют куда больший вес, чем думали ранее. Чтобы переместиться по геному, транспозону необходим особый фермент — транспозаза, который (и это еще более удивительно) кодируется самим транспозоном. Таким образом, транспозон содержит практически все, что необходимо ему для прыжков по геному. Ничего не напоминает? Вскоре были найдены и особые транспозоны, которые не умели перемещаться методом cut-paste. Для них имеется другой метод — copy-paste (копировать-вставить). Копирование такого транспозона происходит следующим образом: с участка ДНК транспозона считывается последовательность нуклеотидов и переводится в последовательность нуклеотидов РНК. А далее — путем обратной транскрипции с РНК снова читается ДНК и уже она встраивается обратно в геном. Потому такие транспозоны назвали ретротранспозонами. Сделаем паузу. Механизм обратной транскрипции выше мы уже видели у ретровирусов. В отношении молекулярных механизмов вообще сложно говорить о случайных совпадениях. Не тот случай. И получается, что ретротранспозоны — ближайшие аналоги ретровирусов. Аналоги потому, что не ясно, кто от кого произошел. То ли ретротранспозоны — это упрощенные ретровирусы, то ли ретровирусы — это ретротранспозоны, которые смогли обрести некоторую самостоятельность. Вторая гипотеза привлекательнее, т. к. объясняет не только происхождение вирусов, но и многие их свойства. В любом случае — это в данном контексте не столь важно. Куда важнее объем, занимаемый транспозонами обоих типов в геноме (в данном случае — человека). Итак, на ретротранспозоны и их фрагменты в геноме человека приходится... 42% и еще примерно 3% занимают транспозоны. Как вам нравится почти на половину являться вирусом? Точнее — кучей вирусов и недовирусов? Конечно, как я и говорил, это сильное упрощение, сделанное ради красивого названия. На самом деле — никакими вирусными свойствами транспозоны не обладают. Даже наоборот, играют весьма важную роль в геноме организмов. В частности, они могут использоваться при горизонтальном переносе, о котором мы уже говорили. Многие транспозоны выполняют регуляторную функцию, управляя считыванием с генов, тем самым обеспечивая определенные качественные реакции организмов на изменения в окружающей среде. Конечно, не только положительную роль играют МГЭ, но отрицательное их влияние перекрывается положительным. Например, не стоит думать, что МГЭ не подконтрольны эвкариотной клетке. Наоборот, все перемещения по геному в значительной степени управляемы, а регуляция активности МГЭ замкнута в сложные контуры обратной связи, что немедленно отражается на характере их поведения. Но механизмы эти, скорее всего, являются своеобразным ответом эвкариот на «замусоривание» своих геномов. Одна из гипотез (и она вполне хороша) определяет появление МГЭ, как следствие отсутствия у первых ядерных организмов каких-либо механизмов управления собственными геномами или их малой эффективностью. Поэтому в первый период существования эвкариот в их геномах творилась настоящая каша и МГЭ чувствовали себя вполне вольготно. Особенно хорошо было именно ретротранспозонам, ведь они копируют себя, а потому, в отсутствии контроля, расползлись по всему геному. Однако эвкариоты «придумали» им применение и превратили многие транспозоны из вредителей в помощников, «наделив» их полезным функционалом или, скорее, пристроив уже имеющийся у них функционал. Ведь для эволюции не характерно обдумывание. Она хватает полезную находку и далее тиражирует ее до тех пор, пока не найдет лучшую и даже после этого старая еще может функционировать длительное время. Обнаружение МГЭ поставило больше вопросов, чем дало ответов. Но самым важным ответом был следующий — в геноме ничего не лежит без дела. Каждый участок для чего-то нужен, чем-то заведует или что-то хранит. Именно поэтому нельзя говорить, что такой организм, как человек, определяется всего лишь 1,5 процентами своей ДНК. Нет, он определен всей своей наследственной информацией, даже той ее частью, которая, вроде бы, при первом взгляде никакого смысла не несет. Ну, а «родителей» не выбирают. Что досталось нам от наших предков, тем и располагаем. А досталась нам «избыточная» ДНК, наполненная вирусами и прочим мусором, который, как теперь становится понятно, вовсе не такой уж и бесполезный.

Неклассическая эволюция

Школа - рассадник стереотипов. Причем, таких крепких, что вышибание их из голов может превратиться в стрельбу тяжелыми снарядами. Впрочем, школа-то и не виновата. Повинны, скорее всего, те, кто ответственнен за выпуск школьных учебников по биологии. И не только школьных, но и университетских. Возраст в десяток лет уже ставит на учебнике печать «хлам» и «архивные материалы». Такие книги актуально использовать для «расширения кругозора». Актуальной информации с каждым годом в них становится все меньше. На мой взгляд замена учебников должна производиться не реже, чем раз в 3-4 года. А их подготовку поручит ведущим ученым, причем сразу нескольким, из разных школ и с разными взглядами. Пусть они найдут общий знаменатель и выпустят хороший учебник. Преамбула закончена.
Из школьного учебника мы все усваиваем понятие эволюции. Каждый в своей степени и каждый на разном уровне его понимает. Но всем известна картинка, иллюстрирующая этот феномен. Обычно рисуется что-то подобное:



Приживается эта картинка моментально. Ведь все логично, красиво и древовидно. И из этой картинки прочно усваивается следующий вывод: ветви, разошедшись однажды, уже никогда не сходятся. Но я, например, закончил школу почти 11 лет назад. Наш учебник, даже если бы был новым на тот момент, уже получил бы гриф «архивный материал». Но учебнику был уже десяток лет. А потому уже тогда он явно не являлся актуальным. И такое явление, как горизонтальный перенос генов в нем, как помню, совсем не освещался. О переносе генов мы узнали только в институте.
Суть такова: кусочки генома одних организмов могут переноситься и встраиваться в геномы других, где с них начинается транскрипция и далее - трансляция. Таким образом в геном организма могут быть занесены весьма полезные гены (впрочем, и бесполезные и опасные тоже могут попасть). Организм, таким образом, приобретает важные в эволюционном плане свойства «даром». Не всегда, конечно, полученные таким образом гены дают выигрыш, но бывают и такие случаи. Так, например, есть вполне обоснованное мнение, что эвкариоты появились во многом благодаря такому переносу.
В природе горизонтальным переносом особенно любять баловаться прокариоты. Есть даже точка зрения, что в определенном смысле всех прокариот можно считать одним супервидом с высокой степенью вариативности. В такой степени у них развит горизонтальный обмен генами. Оно и понятно, ведь настоящего полового процесса, который разнообразит генотип потомства, у бактерий нет. Вот они и нашли себе способ обойти это ограничение. После открытия горизонтального переноса генов встал вопрос, а могут ли эвкариоты использовать этот способ обмена генетической информацией? Принципиального ограничения на это не существует. Генотип организован в общем одинаково. ДНК прокариот практически ничем не отличается от ДНК эвкариот, кроме, разве что, способов компактизации (у прокариот нет хоромосом, а существует одна большая молекула ДНК - нуклеосома, которая не отделена от внутренней среды клетки ничем.
Однако, как показывает практика, эвкариоты выработали куда более сложные механизмы работы со своим генетическим материалом, намного более совершенные способы его хранения и использования. Среди этих приспособлений есть и такие, которые контролируют внедрение чужеродных фрагментов ДНК в собственный геном. Существует также и много способов контроля уже встроенных генов. У каждого из них существует множество регуляторов экспрессии и считывания, а сам процесс транскрипции строго детерминирован. Потому перенос генов от организма к организму весьма затруднен.
Однако на практике все оказывается не так, как в теории и эвкариоты все же позволяют горизонтальный перенос. В геноме многих эвкариот найдены гены, которые присутствуют у бактерий (при этом исключены гены, контролирующие работу органелл). Пути их попадания в общем ясны. Потому и никаких критических ограничений на обмен генетической информацией между эвкариотами, равно как и между прокариотами и ядерными нет. После этого открытия ученых занитересовал вопрос о том, как в таком свете будет выглядеть дерево эволюции живых организмов. После анализа многочисленных геномов было построено несколько вариантов таких деревьев. Одно из них выглядит так:



Теперь изолированные ветви оказались соединены между собой многочисленными связями и даже крупные таксоны, получается, не столь изолированы друг от друга, как казалось раньше. С такой позиции вся эволюция предстает несколько иначе. Ведь теперь нет особых ограничений на своеобразный «обмен опытом» между разошедшимися группами. Т. е. существует возможность передачи успешных эволюционных приобретений между ветвями дерева. А это значительно упрощает и ускоряет эволюционный процесс. Нет необходимости в многократном повторении путей эволюции для достижения тех же результатов, что и в другой ветви.
Конечно, процесс массированного обмена генетической информацией в мире эвкариот уже давно закончился, но успел сыграть свою значительную роль в формировании основных групп эвкариот. Кроме того, в настоящий момент до конца не ясен масштаб такого обмена у современных ядерных, но при этом есть все основания полагать, что он играет весьма существенную роль и нет никаких причин сбрасывать его со счетов.
В любом случае горизонтальный перенос сильно изменил взгляды на историю жизни на Земле. А сами живые организмы теперь уже не кажутся столь обособленными. Между ними будто местами убрали барьеры, которые расставляли биологи прошлого. Многое в этом вопросе еще не ясно, но уже сделаны первые наброски будущей картины, которая, как и многие другие, позволит прояснить не только пути эволюции жизни, но и ее современную систему и, в значительной степени, ее дальнейшую судьбу.

Великий симбиоз

По мотивам одноименной главы в книге «Рождение сложности» Александра Маркова.


Мы все со школьной скамьи привыкли к тому, что весь процесс развития живого, его движения к сложности — это борьба за существование, конкуренция и отбор. Так было написано в учебнике биологии 10-11 классов. И все прочно усвоили, что без конкуренции и борьбы никакой эволюции не будет. Мысль эта столь прочно сидит в голове, что ее даже экстраполируют на многие другие области деятельности. Что стоит одно «вечное»: жизнь — это борьба. Осталось понять — борьба с кем или с чем. Ну, да это и не важно. Если жизнь, значит — борьба, значит — конкуренция и отбор. В институте приходится отучать студентов от этой мысли.
Вне всяких сомнений, что конкуренция и борьба в природе имеется. Без этого никуда. Но масштабы этой конкуренции несоизмеримы с масштабами другого, полностью противоположного явления. Называется оно симбиозом. И снова стоит обратиться к школьному учебнику, в котором дано, в общем-то, вполне сносное определение этого явления, как взаимовыгодного сосуществования организмов. И в пример тут же приводятся опять же вполне сносные лишайники и микориза. «Вполне сносные» здесь значит, что для первичного понимания сути симбиоза этого достаточно. На этих примерах показывается, как два совершенно различных организма (из разных царств) сосуществуют вместе и приносят друг другу определенную пользу. Иногда можно встретить пример жвачных животных, у которых в кишечнике живут бактерии, способные к перевариванию клетчатки. Собственно, этим все и заканчивается. Этими примерами и формируется представление о симбиозе. К сожалению, крайне скудное. В полном объеме оно дается только в курсе биологических дисциплин университетов, да и там всей широты не показывается.
Симбиоз — явление куда более распространенное, чем можно представить. Александр Марков справедливо указывает, что в природе вряд ли можно найти организм, который без натяжек можно было бы назвать индивидуальным. Т. е. таким, который сам справляется с обеспечением своей жизнедеятельности, без помощи симбионтов. Даже там, где мы привыкли видеть таких индивидуалов, скорее всего, на самом деле, мы имеем дело с системами симбиотических организмов. Далеко ходить не надо, достаточно посмотреть в зеркало. Человек тоже не может жить полноценно без микрофлоры кишечника.
Удивительно, но наиболее успешные организмы как раз и являются симбиотическими системами с высокой степенью симбиоза. Возьмите, хотя бы, тлей, которые так докучают садоводам. Питаются они исключительно соками растений и больше ничем. Строгая диета из водички с углеводами. Других питательных веществ в соке особо-то и нет. В любом случае их крайне недостаточно для полноценной жизнедеятельности. Но тли быстро растут и размножаются. Равно и клопы, которые тоже питаются соком растений. И те, и другие имеют в своей пищеварительной системе симбиотических бактерий. У тлей это зашло дальше и теперь бактерии (Buchnera) живут не просто в пищеварительной системе, а в специализированных клетках. Как и многие другие симбиотические организмы, бухнера может жить только в организме хозяина. Она потеряла независимостьи ее геном резко сократился и потерял пластичность. Но это по-прежнему симбиот, т. к. он производит для организма хозяина аминокислоты, витамины и много другое, что из сока растений тли получить никак не могут. А тли дают бухнере убежище и создают для нее благоприятные условия проживания. Симбиоз в этом случае достиг такой степени, что симбиотическая бактерия стала едва ли не органойдом клетки... Но тут я сделаю паузу и эту тему вынесу в отдельный пост. Слишком уж она обширна.
Термиты, муравьи, черви (особенно те, которые обитают в глубинах океанов), даже высшие млекопитающие — в природе везде мы найдем примеры симбиоза, который, вроде бы, не укладывается в «школьное» понимание эволюции, как прцесса борьбы и конкуренции. Повсюду мы видим обратное — стремление к организации сложных связей между совершенно различными организмами. И не удивительно, что биологи полагают, что даже растения смогли выйти на сушу только благодаря симбиозу с грибами, который и сейчас имеет место быть и распространен гораздо шире, чем мы можем узнать из школьной программы. К примеру, орхидеи, которые нам столь хорошо знакомы и столь любимы многими за свои необычные цветы. Семена орхидей настолько малы, что больше похожи на пыль, а запас питательных веществ в них крайне скуден. Чтобы преодолеть это препятствие, семена орхидей после попадания в почву обзаводятся спутником в виде мицелия грибов, различных для разных видов орхидей. Грибы и снабжают молодое растение всем, что ему необходимо, пока оно не сможет самостоятельно добывать питательные вещества из почвы. А про клубеньковые бактерии-азотфиксаторы у бобовых мы все слышали.

Так что стоит переосмыслить свои взгляды на эволюцию и отказаться от «школьного» понимания этого процесса, на чем часто играют разнообразные любители покритиковать современную науку, ставя в качестве аргумента такой: терия эволюции оправдывает расизм, говоря, что процветание возможно только для сильных, а слабые и неполноценные должны вымирать. А в природе все оказывается, как всегда, совсем иначе. И борьба слабого с сильным тоже имеет место, но не совсем ясно, кто же сильный, а кто слабый. Потому нам стоило бы поучиться у природы, где при любой возможности организмы образуют между собой связи, плотно сплетающие их обоих, даже не смотря на то, что каждому из них приходится чем-то жертвовать для общего блага. Ну, и не только политикам стоит присмотреться к этому процессу, но и каждому есть, что почерпнуть, научиться понимать природу несколько иначе, с другой стороны, с изнанки. А через это научиться понимать себя. Ведь Великий симбиоз — одна из основ жизни на Земле.