Слепой часовщик. Как эволюция доказывает отсутствие замысла во Вселенной - Ричард Докинз

Еще одним доказательством в пользу нашей метафоры является тот факт, что хромосомы усеяны старыми генетическими текстами, которые больше не используются, но содержание которых все еще можно разобрать. Характер распределения этих “генетических ископаемых” способен поразить любого программиста сверхъестественным сходством с расположением информации на старом компьютерном диске, много использовавшемся для редактирования текстов. У большинства животных значительная часть от общего числа генов на самом деле никогда не считываются. Эти последовательности ДНК представляют собой либо полную белиберду, либо устаревшие, “ископаемые гены”.

Изредка таким ископаемым текстам снова доводится вступить в свои права, с чем мне пришлось столкнуться при написании этой книги. Из-за ошибки компьютера (впрочем, если говорить начистоту, то это могла быть и ошибка человека) диск, на котором была записана глава 3, случайно оказался “вытерт”. Разумеется, текст не был в буквальном смысле слова уничтожен. Удалены были лишь ссылки на начало и конец каждого “экзона”. “Формально” операционная система ничего не могла прочитать, но “неофициально” я мог выступить в роли генного инженера и исследовать содержимое диска полностью. То, что я увидел, было замысловатым пазлом из кусочков текста: некоторые из них были совсем недавними, а некоторые — устаревшими “ископаемыми”. Методом подборки фрагментов этого пазла мне удалось восстановить главу. Но в большинстве случаев я не знал, где были отрывки окончательного варианта, а где “ископаемые”. Это не стало проблемой, поскольку, не считая незначительных деталей, потребовавших кое-какой дополнительной правки, они были одинаковыми. По крайней мере некоторые из “ископаемых”, прежде выступавшие в качестве “интронов”, снова вернулись в строй. Они выручили меня из затруднения и избавили от необходимости заново переписывать целую главу.

У живых организмов тоже известны случаи, когда “ископаемые гены” возвращаются к активной жизни после спячки, длившейся миллионы лет. Не буду сейчас вдаваться в подробности: это увело бы нас слишком далеко в сторону, а мы, как вы помните, и так уже отклонились от основной темы данной главы. Здесь важен сам факт: “генетическая емкость” вида может увеличиваться за счет дупликации генов. Одним из способов, которыми это происходит, является повторное использование “ископаемых” копий существующих генов. Существуют и другие, более прямые пути переноса копий генов на рассредоточенные в пространстве участки хромосом. Это напоминает многократное сохранение файла на разных частях диска или на разных дисках.

У человека имеется восемь отдельных генов, называемых глобинами, которые используются в числе прочего для образования гемоглобина и располагаются на разных хромосомах. Считается несомненным, что все восемь происходят в конечном итоге от одного предкового глобинового гена. Примерно 1100 млн лет назад исходный глобин дуплицировался, и генов стало два. Датировать это событие нам позволяют независимые данные о том, с какой скоростью глобины обычно эволюционируют (см. главы 5 и 11). Один ген из пары, получившейся в результате этой первоначальной дупликации, стал предком всех тех генов, что производят гемоглобин у позвоночных. Другой стал предком миоглобинов — родственного гемоглобинам семейства белков, функционирующих в мышцах. Ряд последующих дупликаций привел к возникновению так называемых альфа-, бета-, гамма-, дельта-, эпсилон— и дзета-глобинов. Потрясает то, что мы можем нарисовать полное генеалогическое древо глобиновых генов и даже поставить дату возле каждой точки ветвления (к примеру, дельта-глобин и бета-глобин разошлись около 40 млн лет назад, а эпсилон-глобин и гамма-глобин — 100 млн лет назад). Однако все восемь глобинов, давным-давно возникшие у наших далеких предков, по-прежнему присутствуют все вместе внутри каждого из нас. Они разбрелись по различным участкам хромосом наших предков, и мы тоже унаследовали их в составе разных своих хромосом. Молекулы делят один и тот же организм со своими дальними молекулярными родственниками! Доподлинно известно, что повсюду в хромосомах произошло множество таких дупликаций за время эволюции. И это одна из тех важнейших особенностей реальной живой природы, которые делают ее более сложной по сравнению с биоморфами из главы 3. У всех биоморф было по девять генов. Эволюция шла у них только за счет изменения этих генов, и никогда — за счет увеличения их числа до десяти. Даже у реальных животных подобные дупликации достаточно редки, так что мое утверждение, что ДНК всех представителей одного вида имеет общую “систему адресации”, по-прежнему остается в силе.

Генная дупликация внутри вида — не единственный способ, каким число сотрудничающих друг с другом генов может возрастать в ходе эволюции. Другое важное явление, еще более редкое, но все-таки возможное, — это случайное встраивание генов другого вида, порой чрезвычайно далекого с эволюционной точки зрения. Так, например, гемоглобины были обнаружены в корнях растений семейства бобовых. Больше ни в каких других растительных семействах они не встречаются, и почти наверняка бобовые “заразились” ими от животных. В качестве посредников, вероятно, выступили вирусы.

Согласно получающей все большее признание теории американского биолога Линн Маргулис, особенно важным событием в этом ряду было возникновение так называемой эукариотической клетки. К эукариотическим относят все клетки, за исключением бактериальных[7]. Мир живой природы делится на две принципиально разные части: бактерии и все остальное. Мы с вами являемся частью всего остального и, таким образом, принадлежим к эукариотам. От бактерий нас отличает главным образом то, что наши клетки содержат внутри себя своего рода обособленные “мини-клетки”. К числу последних относится клеточное ядро, являющееся хранилищем хромосом, а также митохондрии (те самые, которые мы мельком увидели на рис. 1), напоминающие миниатюрные бомбы и начиненные замысловато упакованными мембранами. В клетках растений (эукариотических) содержатся еще и хлоропласты. Митохондрии и хлоропласты имеют свою собственную ДНК, которая реплицируется и распространяется независимо он основной клеточной ДНК, находящейся в хромосомах ядра. Все ваши митохондрии являются потомками маленькой группы митохондрий, полученной вами от вашей матери в составе ее яйцеклетки. Сперматозоиды слишком малы и не содержат митохондрий, так что митохондрии передаются исключительно по женской линии, а мужские особи в том, что касается размножения митохондрий, представляют собой тупик. Кстати говоря, это означает, что с помощью митохондрий мы можем проследить свою родословную, но только строго по женской линии.

Теория Маргулис состоит в том, что митохондрии, хлоропласты и еще кое-какие клеточные структуры — все они происходят от бактерий. Эукариотическая клетка возникла предположительно 2 млрд лет назад, когда несколько бактерий разного типа объединили свои усилия, поскольку такое сотрудничество сулило большую выгоду каждому из участников. По прошествии эонов они настолько тесно интегрировались в единую рабочую единицу, называемую эукариотической клеткой, что стало практически невозможно выявить тот факт, если это действительно факт, что некогда они были отдельными бактериями.