Сергей Ястребов - От атомов к древу. Введение в современную науку о жизни

А ведь перед нами будущее — и оно еще более сложно и непредсказуемо, чем прошлое.

Чарльз Дарвин считал, что родственные отношения всех живых организмов могут быть изображены ветвящимся древом. Сам термин «древо жизни» изобретением Дарвина не является — он, скорее всего, заимствован из библейской Книги Бытия. Классическая биология полагала, что все биологическое разнообразие возникло из единственного начального узла эволюционного древа в результате серии его последовательных ветвлений. Сейчас эту «нулевую гипотезу» дополняет постулат, блестяще популяризированный Ричардом Докинзом в книгах «Эгоистичный ген» и «Расширенный фенотип»: эволюция генов и эволюция целых организмов — просто-напросто разные вещи. Гены вполне могут перемещаться из одного организма в другой, и все реальные организмы (включая человека) суть в той или иной степени генетические химеры. Например, в геноме человека имеется довольно много генов и еще больше некодирующих нуклеотидных последовательностей, включенных туда эндогенными ретровирусами (см. главу 12). Все эукариоты получили от вирусов такие важные для работы генетического аппарата вещи, как механизм кэпирования информационной РНК и фермент топоизомеразу, играющий важную роль в репликации ДНК (см. главу 10) [547] Erives A. J. Phylogenetic analysis of the core histone doublet and DNA topo II genes of Marseilleviridae: evidence of proto-eukaryotic provenance // Epigenetics & Chromatin , 2017, V. 10, № 1, 55. . Список подобных примеров легко продолжить. Итак, в общем случае нам приходится иметь дело не с единым молекулярно-филогенетическим древом, а с набором древес, относящихся к отдельным генам, которые совсем не обязаны совпадать друг с другом.

Картина еще больше усложняется в тех случаях, когда по ходу эволюции организмы не просто обменивались генами, а сливались целиком. Таких примеров гораздо меньше, но некоторые из них очень важны для истории жизни на Земле: например, происхождение эукариот, которое сопровождалось слиянием минимум двух, а может быть, и трех микроорганизмов (см. главы 10, 14). Систему родственных связей, возникающую в результате наложения друг на друга множества событий подобного рода, «древом» уже не назвать.

В 2010 году известный французский биолог Дидье Рауль предложил для обозначения структур такого типа термин «ризома» [548] Raoult D. The post-Darwinist rhizome of life // The Lancet , 2010, V. 375, № 9709, 104–105. . Попросту говоря, ризома — это сеть. Типичную ризому дает, например, попытка построить по молекулярным данным общее эволюционное древо бактерий. Иначе и не может быть, учитывая, насколько легко разные бактерии обмениваются генами. Внутри древа эукариот эффекты горизонтального переноса генов выражены гораздо меньше, но зато происхождение эукариот как таковых без учета этого процесса вообще необъяснимо.

Французское слово «ризома» (rhizome) буквально означает «корневище». В 1976 году философы-постмодернисты Жиль Делёз и Феликс Гваттари сделали это слово философским термином. Ризома — это сетевая структура, противопоставляемая древовидной; визуализацией ризомы будет запутанная корневая система, лишенная сколько-нибудь четкой формы, но пронизанная множеством внутренних связей. «Ризома так устроена, что в ней каждая дорожка имеет возможность пересечься с другой. Нет центра, нет периферии, нет выхода. Потенциально такая структура безгранична», — писал Умберто Эко в «Заметках на полях „Имени розы“», рассуждая о типах лабиринтов. Ризома — образ мира, «потерявшего свой стержень», но таящего в себе неожиданные возможности, — «творящий Хаос». Превращая «ризому» из чисто философского термина в биологический, Дидье Рауль, несомненно, учитывал эти оттенки значений. В своих интервью он обратился еще и к философии Ницше, говоря, что эволюция — не столько аполлонический мир (красивый, разумный, организованный), сколько дионисический (хаотичный, бурный, внезапный). С точки зрения Рауля, эволюция гораздо более прерывиста, случайна и непредсказуема, чем полагало большинство ученых XIX–XX веков.

Разумеется, такой взгляд на вещи не надо превращать в догму (впрочем, к любым другим научным взглядам это тоже относится). Тем не менее здесь наверняка отражены некоторые реальные свойства природных процессов — причем не только генетических. Из сказанного в этой книге можно увидеть, что система траекторий, по которым двигалась (или могла бы двинуться) история жизни на Земле, в общем-то гораздо больше похожа на сеть тропинок в дремучем лесу, чем на прямую, как стрела, провешенную трассу. Это относится к нашему прошлому, и нет никаких оснований считать, что это не будет относиться к будущему. Стоит добавить, что такой вывод не должен служить основанием для пессимизма. Конечно, путь сопряжен с риском — в ризоме легко заблудиться, но она же может подарить путнику новые, неожиданные возможности: ведь сотворение мира еще длится. Эволюция — не освещенная дорога, ведущая от амебы прямо к человеку, а темный лабиринт, полный обрывов, провалов, тупиков, внезапных пересечений, катастроф и эвкатастроф. Дионисический космос, таящий в себе и смерть, и надежду.

1. Азимов А. Асимметрия жизни. — М.: Центрполиграф, 2007.

Оригинальное название этой книги — «Левая рука электрона», что уже само по себе отлично ее характеризует. Фактически это сборник очерков на разные темы, интересные автору и пунктирно связанные общей идеей, — от фундаментальной асимметрии Вселенной до роли асимметрии в происхождении жизни.

2. Азимов А. Мир углерода. — М.: Химия, 1978.

Введение в органическую химию, увлекательное (как и все у Азимова) и не требующее абсолютно никаких начальных знаний. Рассказывает о многих интересных вещах, в том числе не имеющих ни малейшего отношения к биологии: бывает ведь и просто химия.

3. Азимов А. Мир азота. — М.: Химия, 1981.

Непосредственное продолжение книги «Мир углерода». Азимов не успел в первой книге рассказать обо всем, что ему показалось интересным, и написал вторую — про азотсодержащую органику.

4. Гранин Д. А. Зубр. — Л.: Советский писатель, 1987.

Документальный биографический роман о жизни выдающегося биолога, упоминаемого в данной книге. Рассказывает про его интеллектуальный круг, его учителей и учеников — многие из них были причастны к открытиям, которые тут обсуждаются.

5. Джохансон Д., Иди М. Люси: Истоки рода человеческого. — М.: Мир, 1984.

Подробный рассказ о находке одного из древнейших представителей гоминид. При этом в состав книги входит целая часть, где подробно излагаются теоретические взгляды антрополога Оуэна Лавджоя на происхождение человека — взгляды, которые с тех пор получили много новых подтверждений.