Майкл Брукс - Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла

Тогда Бернар Ла Скола, бактериолог из его команды, взял на себя следующий этап, чтобы точно классифицировать новое приобретение. Это требует еще одной рутинной процедуры — молекулярного анализа рибосомной РНК, которая помогает бактериям производить белки из аминокислот. Но оказалось, у образца такой молекулы нет; во всяком случае, найти ее Ла Скола не смог и с тридцатой попытки. Тогда он расчехлил свой электронный микроскоп, тысячекратно более мощный, чем стандартная оптика. И увидел монстра.

Бактерия оказалась не бактерией, а гигантским вирусом. Исследователи окрестили его «Мими»; заявив о своем открытии в мартовском выпуске журнала «Сайенс» 2003 года, они там же объяснили и выбор названия: вирус как бы мимикрирует под бактерию. (Правда, потом Дидье Рауль признался, что мотивы были не чисто научные: в детстве отец развлекал его историями о приключениях амебы по имени Мими. А поскольку вирус-гигант был впервые найден в амебах, такое название показалось и милым, и вполне подходящим.) Первое научное сообщение уместилось на одной странице; в нем было сказано только то, что французские ученые открыли самого большого представителя крупных ядерно-цитоплазматических ДНК-содержащих вирусов: Acantamoeba polyphaga mimivirus.

В вирусологии применяются разные системы классификации. Международный комитет по таксономии вирусов систематизирует признаки новых видов, чтобы поместить их в соответствующие разделы; при этом учитываются такие свойства, как формула нуклеиновой кислоты — РНК либо ДНК, типы хозяев, форма капсида — белковой оболочки вируса, в которой заключен его геном, и тому подобное. У ДНК-содержащих вирусов — например, различных видов герпеса, вариолы, то есть черной оспы, и оспы ветряной (последний вызывает также опоясывающий лишай у взрослых), — как следует из их названия, в капсиде находятся нити дезоксирибонуклеиновой кислоты. В эту группу входит много больших вирусов, но до марсельского гиганта им всем далеко. Представьте себе фигурку человека у двенадцатиэтажного офисного здания — это и будет сравнительный масштаб большинства известных науке вирусов рядом с новооткрытым.

При взгляде в электронный микроскоп Бернара Ла Сколы Мими, как и все вирусы, напоминает кристалл. Он не выглядит мешковатым, подобно изолированной клетке или бактерии, а имеет упорядоченные формы, словно выстроенные по строгим архитектурным правилам. Его капсид — икосаэдр, фасеточный двадцатигранник, подобный искусно обработанному драгоценному камню. Столь же высокоорганизован он и в других отношениях.

Геном мимивируса, в отличие от его соседей по домену, являет собой чуть ли не эталон целесообразности. У других вирусов капсиды забиты разным генетическим хламом совершенно неясного назначения, между тем гены Мими в большинстве выполняют четкие функции — да какие! Есть, например, гены, кодирующие синтез белков. Они решительно опровергают биологический догмат, согласно коему все вирусы возлагают эту задачу на хозяйские клетки. Аппарат, производящий белки, у мимивируса отчасти совпадает с любым живым существом. Имеются также гены для восстановления поврежденных нуклеотидов, для усвоения сахаров и свертывания белка — решающий элемент в конструкции жизни. Марсельские исследователи установили: Мими — гордый обладатель 1262 генов. (У обычных вирусов их около сотни, а реально используется лишь десятая часть.) Свыше трети этих генов ученые никогда прежде не встречали. Однако больше всего их озадачили как раз гены, хорошо известные раньше.

Чтобы понять парадокс, придется для начала вернуться в 1758 год, когда шведский натуралист Карл Линней выпустил десятое, дополненное издание своей революционной книги «Система природы по трем царствам природы, согласно классам, отрядам, родам, видам, с характеристиками, дифференциями, синонимами и местообитаниями». Труд Линнея покончил с нехитрой, но темной системой классификации живых сущностей, принятой до него. Вместо этого он стал группировать организмы по общности физических свойств. Тем самым Линней во многом заложил основы для будущей теории Чарльза Дарвина: идея естественного отбора также исходит из общности характерных признаков; отсюда следует вывод, что биологические виды, внешне схожие друг с другом, по всей вероятности, связаны родством. Биологи получили в свое распоряжение «древо жизни» и смогли задуматься об установлении общего предка всего живого на Земле.

Вместо прежнего единственного (но зачастую отменно длинного) названия Линней дал всем известным ему созданиям природы по паре коротких. Первое служило «характеристикой», определяя род: например, Homo. Второе — «дифференция» — обозначало вид, отличительный признак существ, принадлежащих к общему роду: например, sapiens или erectus. Эта стройная классификационная система до сих пор не превзойдена. Хотя выражение «серый волк» большинству людей знакомо куда лучше, чем Canis lupus, многие названия понятны без перевода с латыни: скажем, Tyrannosaurus rex или Escherichia (обычно сокращается до одной буквы Е.) coli, она же кишечная палочка.

Новая революция в таксономии произошла в 1970-е, когда Карл Вёзе перенес фокус исследований с фенотипов на генотипы. Воспользовавшись методами зарождавшейся в те годы генной инженерии, он заново упорядочил классификацию живых организмов, уже по характеристикам геномов. При этом Вёзе дерзнул изменить строение «древа жизни», придав ему так называемый филогенетический характер.

В начале того десятилетия носителей жизни делили на два основных царства. Одна ветвь — эукариоты — это многоклеточные животные и растения, чьи крупные и сложно организованные клетки имеют ядро, содержащее генетическую информацию. Вторые — прокариоты — устроены проще: это, например, бактерии с безъядерными клетками.

Между тем Вёзе в 1977 году опубликовал работу, где предлагал разбить домен прокариот на части. Классифицируя геномы различных микроорганизмов, он столкнулся с несоответствиями принятому порядку. Группа, которой он дал имя архебактерий, или архей, в этом отношении отличается от прокариот, но более сходна с эукариотами. Согласно Вёзе, археи, особенно обитающие в высокотемпературной среде или выделяющие метан в процессе обмена веществ, могут походить на прокариот, однако по генетическим признакам имеют совершенно иную эволюционную историю. Так в биологической систематике образовались три домена, или «надцарства», вместо прежних двух. Сегодня известно, что археям принадлежит важная доля в общей биомассе планеты — по одной из оценок, до 20 процентов. Места для обитания они, как правило, выбирают самые неприютные: скажем, галобактерии предпочитают концентрированные рассолы. Другие семейства живут в кишечнике жвачных животных, в кипящих серных источниках, на дне океанских впадин, в жерлах подводных вулканов и в залежах нефти… список продолжает пополняться.