Виролюция. Важнейшая книга об эволюции после "Эгоистичного гена" Ричарда Докинза - Фрэнк Райан

Признаюсь, я не очень понял моего собеседника, поскольку привык думать о вирусах совершенно иначе — что было, как теперь понимаю (а тогда уже я начинал подозревать), неправильно и с медицинской, и с эволюционной точки зрения.

— Когда вы говорите об изучении вирусов, то имеете в виду изучение его генома? — спросил я.

Здесь мне следует объяснить для читателей, не имеющих биологического образования: геном — это совокупность всех генов живого существа. У всех живых существ, за исключением вирусов, геном закодирован последовательностью ДНК, геном же вирусов — хантавирусов, например — может кодироваться и молекулами РНК.

— Да, изучение генома, — подтвердил Йетс, — а также любых других его свойств, позволяющих пролить свет на его эволюцию. Вирус — до крайности простой организм. Например, для хантавирусов достаточно проанализировать последовательности аминокислот в РНК, чтобы понять, где место этого вируса на генеалогическом древе. А такой анализ, к счастью, можно проделать с высокой точностью.

— Вы, наверное, изучаете вирус начиная с того времени, как он был обнаружен? Или у вас есть способ узнать, каким вирус был в прошлом?

— Это вопрос непростой. Мы используем методологию, называемую «кладистикой». В общих чертах это филогенетический анализ (анализ генеалогического древа) различных линий вирусов.

— А вирусы эти вы наблюдаете в различных видах животных?

— Не совсем. Я имею в виду анализ изменений, произошедших за огромные промежутки времени. Мы преуспели в извлечении образцов ДНК из наших замороженных образцов и неплохо справляемся с извлечением ДНК из окаменелостей. Исследователи сумели извлечь ДНК из окаменелых растений миоцена — то бишь из растений древностью в тридцать миллионов лет. Для проведения филогенетического анализа нужно взять последовательность ДНК из хантавируса, носимого оленьей мышью из «четырехугольных» штатов, и сравнить с аналогичными последовательностями других видов вирусов, встречающихся на параллельных генеалогических ветвях вирусов и грызунов-носителей. В результате можно заглянуть в прошлое нашего вируса, проследить его эволюцию, сравнить с другими эволюционными линиями, ответвившимися ранее от интересующей нас линии.

Постепенно я начинал понимать, о чем именно говорит Йетс — и какие выводы можно сделать из его утверждений.

— То есть вы считаете связь между вирусом и его носителем чрезвычайно важной и существенной?

— Именно. К примеру, можно взять вирусы плацентарных млекопитающих и сравнить их последовательности с последовательностями вирусов сумчатых млекопитающих и яйцекладущих — они ведь архаичнее плацентарных.

— Как я понимаю, эти вирусы сходны, но это все же разные вирусы, и, поскольку где-то в прошлом животные имели общего предка, вы полагаете, что и вирусы имели общего предка?

— Конечно!

И вот здесь мне пришла в голову удивительная идея. Полагаясь на свои познания в биологии, и эволюционной биологии в особенности, я привык думать, что вирусологи рассматривают эволюцию вирусов, в общем-то, так же, как и я. А именно: вирусы эволюционируют неизмеримо быстрее млекопитающих и, значит, вирус в мгновение ока — если сопоставить со временем эволюции млекопитающих — приспосабливается к новому хозяину. И тем не менее я задал вопрос:

— А что, если вирус и его носитель-млекопитающее влияют на эволюцию друг друга? Что, если одно эволюционное древо тесно переплетается с другим на всем протяжении — огромном протяжении — эволюционного процесса?

Я провел куда больше времени, чем предполагал, в гостях у профессора Йетса. Я получил возможность изучить его работы, тщательно обдумать его идеи. Йетс не смог дать определенный ответ на мой вопрос, но заметил, что и в самом деле вирусы и их носители следуют очень близкими коэволюционными траекториями.

Высказанные им идеи заставили меня всмотреться пристальнее в специфику взаимоотношений вирусов и их носителей. Я беседовал со многими биологами, и в особенности с вирусологами, я пересмотрел множество источников. И насколько я мог видеть, никому не приходила в голову идея о взаимном влиянии вируса и его носителя на эволюции друг друга. Я понимал: если эта догадка найдет подтверждение на практике, если станет доказанным фактом — то это откроет совершенно новые горизонты. Моя случайная находка была как раз тем, на что каждый ученый надеется натолкнуться, проводя исследования, тем, что заставляет напряженно задуматься и даже поставить под сомнение истины, вынесенные со студенческой скамьи.

Давайте же зададимся вопросом: что такое вирус?

Биологи дадут вам очень разные ответы. Некоторые попросту процитируют выдающегося иммунолога и писателя сэра Питера Медавара, лауреата Нобелевской премии за работы по изучению пересадки тканей, — он шутливо назвал вирус скверной новостью, прикрытой белками. Но это определение, хотя и остроумное, весьма мало добавляет к пониманию природы вируса. Молекулярные биологи и генетики предпочтут рассматривать вирус скорее с химической точки зрения, а эволюционисты и до недавнего времени симбиологи склонны рассматривать вирусы просто как средства «горизонтального переноса генов» между разными видами. Мы уже видели поразительный пример слизня Elysia chlorotica, чей странный ретровирус делает возможным «горизонтальный» перенос генов из царства растений в царство животных, от водоросли к слизню. Любопытный взгляд на вирус сформулировал Эккарт Уиммер, профессор факультета молекулярной генетики и микробиологии университета Стони-Брук, Нью-Йорк, ставший знаменитым благодаря реконструкции в 2002 году вируса полиомиелита буквально из подручных лабораторных материалов[4]. Эксперимент этот вызвал большой интерес, хотя и не совсем здоровый. Уиммер с соавторами не просто воспроизвели вирус — они, основываясь на своем результате, сделали ряд заявлений весьма глубокого философского характера. Они утверждали: если известны формулы, описывающие геном вируса, вирус можно воспроизвести. Они даже привели эмпирическую формулу вируса полиомиелита:

C332, 652H492, 388N98, 245О131, 196P7, 501S2, 340

Странно думать, что живой организм, пусть и чрезвычайно маленький, можно свести всего лишь к перечню атомов. Тут уместно вспомнить известного французского натуралиста Жана Анри Фабра, названного «поэтом энтомологии», человека доброго, очень уважавшего Дарвина как личность и как ученого, но не принимавшего дарвиновские взгляды. В восьмой главе своего труда «Осы-охотники: продолжение» Фабр описал «скверный и, по-видимому, напрасный» эксперимент по скармливанию осам, питающимся гусеницами, «пригоршни пауков». Здесь нет нужды описывать эксперимент в деталях, достаточно привести заключение Фабра, приведшее к отрицанию им эволюции. Цитирую: «Конечно, это великое предприятие, вполне соответствующее непомерным человеческим амбициям, — пытаться втиснуть мир в тесный шаблон формул. Но… короче говоря, я скорее поверю, что эволюционная теория не способна объяснить пищевые предпочтения ос».