Электронная библиотека » Николай Кукушкин » » онлайн чтение - страница 8


  • Текст добавлен: 12 июня 2020, 10:41


Автор книги: Николай Кукушкин


Жанр: Биология, Наука и Образование


Возрастные ограничения: +16

сообщить о неприемлемом содержимом

Текущая страница: 8 (всего у книги 27 страниц) [доступный отрывок для чтения: 8 страниц]

Шрифт:
- 100% +

Мужской и женский пол появляются в тот момент, когда одна гамета становится крупнее другой. Но однажды возникнув, эта асимметрия полов нарастает как снежный ком.

Один пол стремится к дорогим гаметам, другой – к дешевым. Для одного пола важна каждая гамета и выгодно обеспечить каждой тепличные условия, а для другого важны не отдельные гаметы, а их количество и способность находить как можно больше яиц. Таким образом, один пол ориентирован на потомство, а второй – на поиск первого. Кроме того, поскольку мелких гамет гораздо больше, чем крупных, их производители обычно острее конкурируют между собой.

Пояснение, что отношения человеческих полов не сводятся к сперматозоидам и яйцеклеткам, надеюсь, излишне. Разумеется, за последующие миллиарды лет на одноклеточную логику полового размножения наслоились целые пласты генетики и культуры, усложнив и запутав все до неузнаваемости. И все-таки столь же очевидно и то, что истоки всего мужского и женского, что есть в живой природе, нужно искать здесь, в слиянии двух гаплоидных одноклеточных разных размеров.

Но, помимо асимметрии половых ролей, у возникновения яйца есть еще одно следствие. Стартовый капитал, который яйцо предоставляет зародышу, это не просто питательные вещества. Это время. Ресурсы, накопленные в яйце, дают полученному из него организму возможность развиваться, то есть проводить часть времени своего существования, не занимаясь поиском еды или размножением, а созревая до более совершенного состояния. Яйцо подарило диплоидной клетке детство – и тем самым проложило путь для принципиально нового этапа жизни на Земле.

Коммунистическая монархия

С высоты человеческого роста все муравьи кажутся более или менее одинаковыми. Они, конечно, различаются по цвету и размеру, но не более, чем, скажем, легковые автомобили. На самом деле различия между видами муравьев иногда не меньше, чем между котом и носорогом. Одни муравьи выращивают под землей грибы и пасут скот (тлю). Другие склеивают дома из листьев, цепляясь друг за друга и выдавливая липкое вещество из собственных личинок. Третьи – машины– убийцы, постоянно воюющие кланами внутри собственного вида и уничтожающие на своем пути целые леса. Про муравьев надо писать отдельную книгу, да еще и не одну.

Что объединяет всех этих разнообразных чудищ, так это их коллективность. Муравей не приходит один. Если вы увидели у себя на кухне хоть одного муравья, – значит, у вас на кухне муравьи. Все впечатляющие способности муравьев – от образования сложных сообществ с сельским хозяйством до создания гигантских армий, разрывающих врагов на части, – возможны благодаря тому, что эти животные умеют действовать не поодиночке, а группами.

Человек – тоже коллективное существо, хотя наша коллективность устроена совершенно иначе. Мы платим налоги и соблюдаем правила дорожного движения, потому что знаем преимущества общественного поведения. Но рядовому животному сложно объяснить, почему в принципе нужно делать что-либо против своей воли. Как так вышло, что муравьи вдруг поставили общество выше личности? Зачем муравью воевать в армии, если его шансы на выживание в тылу куда выше? За кого воюет этот муравей?

Воюет муравей, конечно, за царицу-матушку. Колония муравьев обычно состоит из огромного количества рабочих (часть из которых могут быть «солдатами» или какой-нибудь другой шестеренкой муравьиного общества), которыми правит плодовитая царица, их мать. Рабочие самоотверженно трудятся на благо матки и ее потомства.

С высоты наших представлений все это выглядит продуманной стратегией, наподобие государственного строя или хотя бы семейного этикета. Но самоотверженность муравьев имеет совсем другую природу. Все дело в том, что рабочие муравьи не умеют размножаться.

Не вдаваясь в интереснейшие, но запутанные детали (за которыми я настоятельно рекомендую читателю обратиться к книге Э. Уилсона «Социобиология: Новый синтез» Sociobiology: The New Synthesis), суть муравьиного общества в том, что оно поделено на размножающуюся и неразмножающуюся касты. Именно этим – так называемой эусоциальностью – объясняются все поразительные способности муравьев. То же самое характерно для пчел, термитов и голых землекопов (я не шучу)[12]12
  Об этом можно также почитать в кн.: Уилсон Э. Эусоциальность. Люди, муравьи, голые землекопы и другие общественные животные. – М.: Альпина нон-фикшн, 2019. – Прим. ред.


[Закрыть]
.

Суть рабочего муравья в том, что он никогда не эволюционировал сам по себе. Все его гены даны ему муравьиной маткой. Он как бы входит в комплект ее организма, вроде дистанционно управляемого органа. Он искренне хочет строить муравейник и воевать за царицу, потому что он часть ее тела. Та дает рабочему его гены, в которых записано, что именно этот рабочий должен для царицы делать. Это пропаганда на совершенно ином уровне. Муравейники в целом даже называют «суперорганизмами».

Если бы рабочий муравей умел размножаться, то у него бы наверняка рождались муравьята, лояльные бабушке-матке в чуть большей или чуть меньшей степени. Потомства было бы больше у свободолюбивых. Поколение за поколением рабочие избавились бы от «генов лояльности», что бы они собой не представляли, стали бы самостоятельными видами и им не приходилось бы трудиться на матку. Если ты размножаешься, то эволюция работает на тебя. Но если ты не размножаешься, то эволюция работает на того, кто размножается.


КСТАТИ

В связи с рабочими муравьями нельзя не вспомнить о евнухах в человеческой истории. Каким бы варварским ни казался акт оскопления с современных позиций, у него обычно была совершенно определенная цель: лишить человека потомства. Этим как бы перестраивается его мотивационная система. Дело не только в том, что евнухи не будут приставать к женам в гареме, потому что у них меняется гормональный фон. Евнухам незачем заботиться о собственном наследии, а значит, они безопасны для тех, кто оперирует династическими интересами. Евнухи числились в советниках у китайских и римских императоров, а в исламском мире составляли целый политический класс (что любопытно, кастрация формально запрещена Кораном, поэтому евнухов законопослушные граждане импортировали из неисламских стран)14, 15.

Такие отношения размножающихся цариц с рабочими можно изобразить в виде стрелы с отростками, как на рисунке. Поколение за поколением царица производит новых цариц, которые производят новых цариц, но, помимо этого, все они производят рабочих, которые никого не производят – их жизнь ведет в тупик. Рабочие – это отростки на древке стрелы, соединяющей прошлое с будущим через чередование поколений цариц. Это и делает их рабочими.

На самом деле, рассуждения про муравьев и евнухов мне потребовались именно для того, чтобы нарисовать эту картинку16. Муравьи – это просто метафора. А вот картинка с непрерывной стрелой и тупиковыми отростками описывает для нас нечто гораздо более значимое: принцип организации многоклеточного организма.



Власть гермоплазмы

Многоклеточный организм – это не просто много клеток. Это много клеток, работающих как одна. Этим многоклеточный организм отличается от колонии одноклеточных. Бактерии, например, образуют биопленки – бляшки особого плотного вещества, в котором сидят собственно бактериальные клетки. В каком-то смысле эти бляшки могут вести себя как отдельные организмы из множества клеток. И все-таки биопленка – не многоклеточный организм, а колония одноклеточных.

Разница в том, что каждая бактериальная клетка, входящая в состав биопленки, умеет делиться, поэтому способность к размножению равномерно распределена по всей биопленке. В настоящем же многоклеточном организме – в нашем собственном, например, – большинство клеток размножаются только в ограниченных пределах. Они делятся до тех пор, пока продолжается рост организма, а затем останавливаются и только изредка обновляются новым делением.

В этом большинство клеток нашего тела сродни муравьям-рабочим. Почти весь наш организм сделан из клеток, чьи гены, строго говоря, обречены на смерть. Клетки мышц или клетки мозга содержат ДНК точно так же, как яйцеклетки и сперматозоиды, но кожная или мозговая ДНК никогда не выйдет за пределы нашего организма, а значит, никогда не произведет потомства. То есть большинство клеток организма – это эволюционный тупик. Шанс оставить генетический след в истории есть только у особой, привилегированной, можно сказать, элитной группы половых клеток и их предшественников в семенниках и яичниках.

У этих двух «каст» клеток организма – размножающейся бесконечно и размножающейся ограниченно – есть названия. Клетки мозга, мышц, кожи, печени и в принципе клетки, из которых состоит наше тело, называются соматическими, от греческого слова σῶμα – «тело». Их подавляющее большинство. Сома – это «тупиковые» клетки-рабочие, которые подчинены меньшинству размножающихся клеток, живущих в половых органах. Те же несут генетическую эстафету, как олимпийский факел: от бабушки и дедушки, через папу с мамой – к внукам и так далее. Это они подвержены эволюции и собирают плоды отбора. Это они задают организму его свойства, дирижируя генами всех остальных клеток. Подобно муравьиной матке, эти размножающиеся клетки производят для своих целей вспомогательные тела – то есть нас с вами.



«Передача эстафеты», непрерывная линия, соединяющая поколения, отражена в названии этих «элитных» клеток многоклеточного организма. Они называются половой или зародышевой линией. В современном русском языке чаще используется термин «половая линия», а в английском – germ line, «зародышевая линия». Лучше всего, на мой взгляд, звучит старомодный вариант – germplasm, или «гермоплазма». Так давно никто не говорит, но зато в этом есть что-то от «Фауста». Этим термином я и буду пользоваться назло всем учебникам.

Сома и гермоплазма разделяются не сразу. Сразу после оплодотворения они представляют собой единое целое, потому что в этот момент весь зародыш – одна клетка с двойным набором хромосом, или зигота.

Разделение на две «касты» клеток у человека происходит только на третьей неделе развития17. Зигота поначалу дробится на две, четыре, восемь клеток, и вот через три недели, когда клеток уже тысячи, среди них обособляется группа, которой суждено развиться в предшественников половых клеток в яичниках или семенниках, в зависимости от пола. Это и есть гермоплазма. Остальные клетки сформируют кости, кожу и органы, но все это тупики, смертная материя, одноразовая сома. Задача половой линии – бессмертие, и достичь она его может только через половые клетки, потому что только оттуда гены могут отправиться в следующее поколение. А значит, только гены гермоплазмы определяют свойства потомков, включая и свойства их сомы.

Итак, с точки зрения одноклеточного многоклеточность – это форма общественных отношений, при которых меньшинство клеток, занятых половым размножением, подчиняет себе большинство клеток, обреченных на смерть. Самое интересное здесь в том, что мы смотрим на мир именно с точки зрения этих самых обреченных клеток. Наше тело, наш мозг, наше сознание – все то, что мы называем «я», – это тупиковая ветвь эволюции, произведенная на свет движением нашей гермоплазмы.

С одной стороны, звучит удручающе. Неужели человек просто орудие своего сперматозоида? На самом деле в разделении сомы и гермоплазмы – главный источник нашей свободы. Если бы мы были едины со своей гермоплазмой, то мы бы принципиально не могли пойти против своих генов, как не могут пойти против своих генов бактерии. Но соме, в принципе, ничего не мешает не подчиняться гермоплазме. Конечно, ей не свойственно это делать, потому что сомы, которые не обеспечивают выживание гермоплазмы, быстро вымирают. Но полностью контролировать сому гермоплазма просто не может. Многоклеточный организм – это сложнейшая конструкция, количество деталей в котором существенно превышает количество генов в геноме. Тем не менее все инструкции к этим деталям должны умещаться в одной клетке, отправляемой в следующее поколение. Поэтому чем такой организм сложнее, тем больше у него свободы от собственных генов.

Как даже самым нервным родителям на каком-то этапе приходится отпускать детей в школу с ранцем и обедом в кульке, так и генам гермоплазмы приходится на каком-то этапе довольствоваться общими напутствиями клеткам развивающегося тела. Остальную информацию клетки сомы получают друг от друга и от окружающей среды. У животных кульминацией этого антигенетического свободолюбия организма становится изобретение специальной машины, которая в течение всей жизни учится новым инструкциям, вообще никак не упомянутым ни в каких генах. Эта машина называется мозгом.

Благодаря половому размножению мы отличаемся от предков. Благодаря многоклеточности мы умеем думать сами за себя. Но за эту уникальность мы дорого платим. Как бы высоко мы ни парили над своей гермоплазмой, как бы ни возвышались над властью собственных генов, один аспект наших взаимоотношений остается незыблемым. Гермоплазма бессмертна, а сома – нет.

КСТАТИ

Бесполое размножение – это из одного два, а половое – из двух один. Так почему тогда это вообще размножение?

Разгадка тут в том, что с изобретением многоклеточности изменился смысл слова «размножение». Мы считаем свой организм продуктом полового размножения родителей. С точки зрения наших одноклеточных гамет, он представляет собой продукт бесполого размножения зиготы. Именно это бесполое размножение, собственно, приводит к приросту биомассы. Что же касается слияния двух клеток в одну, то сами сливающиеся клетки явно не считают это размножением.

Строго говоря, «размножиться» типичный одноклеточный организм может только однажды, разделившись на две клетки[13]13
  У некоторых навороченных одноклеточных вроде инфузорий бывает иначе, но это отдельный разговор.


[Закрыть]
. То есть появление двух новых клеток сопровождается исчезновением старой. Но многоклеточный организм, произведя потомство, не исчезает – он может повторять процесс многократно, что и делает наше половое размножение собственно размножением. Это полнейший переворот самого понятия.

Первая смерть

Смерть – это новый элемент в типичном жизненном цикле живого организма.

Конечно, одноклеточные существа умирали и раньше. Помимо относительно недавней перспективы быть проглоченной, любая древняя клетка могла запросто остаться без источника питания и попросту раствориться в океане, а то и свариться в каком-нибудь кипящем фонтане. Для одноклеточного смерть означает поражение. Сварился – значит не поделился, а другой задачи у одноклеточного нет. Смерть отрубает его генетическую ветку с вечно растущего древа жизни.

Но для многоклеточного смерть – это не поражение, а часть программы.

Почему многоклеточный организм обязательно должен умереть? Прежде всего надо отметить, что для среднего живого существа вопрос стоит не в том, зачем в принципе нужна смерть, а в том, кто, когда и как его съест. Фантазии на тему вечной жизни – это человеческая роскошь.

В принципе, обратившись к научной фантастике, вполне возможно представить нестареющий многоклеточный организм (скажем, жука – у меня скоро начнутся колики от слова «организм»). Вечный жук – это не то же самое, что вечный двигатель. Вечных двигателей быть не может, потому что для этого требуется создать энергию из ниоткуда. Вечный жук совсем необязательно должен создавать энергию – наоборот, ему требуется постоянно хорошо питаться, потреблять всякие витамины и антиоксиданты, чтобы поддерживать свое вечное тело в вечном состоянии. Вечный жук не противоречит законам биологии или физики. И все-таки вечных жуков не бывает. Любой жук, даже если его никто не ест, рано или поздно постареет и умрет.

Причина существования старения – сложный и неоднозначный вопрос. Производство нового организма отнимает колоссальное количество времени и энергии. Казалось бы, несопоставимо дешевле с эволюционной точки зрения продлить жизнь старому – так почему этого не произошло за миллионы лет эволюции?

Тут есть несколько версий. Одна из версий состоит в том, что вероятность размножиться с возрастом снижается (чем ты старше, тем удивительней, что тебя еще не съели), а значит, на проблемы со здоровьем, проявляющиеся с возрастом, хуже действует естественный отбор (рак у детей – большая проблема для популяции, а рак у стариков на генофонд влияет мало). По другой версии в генах прописана своего рода «техподдержка» организма (включая защиту от повреждений ДНК), но эта техподдержка делит «финансирование» с отделом размножения, поэтому эволюция распределяет между ними бюджет, из-за чего рано или поздно контракт на техподдержку просто истекает, и организм умирает от накопления мутаций18,19.

Причина неминуемой смертности жуков не в том, что жук непременно должен прийти в негодность. Суть в том, что гермоплазме жука не нужны вечные жуки. Ее заботы – не жучьи, а эволюционные. Гермоплазме нужно двигаться вперед, чтобы оставаться в живых. А шаги свои она мерит поколениями.

Эмерджентный домен

Бактерии, вечные коллективисты, при всем своем групповом подходе к решению проблем всегда остаются отдельными клетками. Эукариоты, приняв индивидуализм как жизненный принцип, то и дело норовят сделать из разных клеток какую-нибудь гиперклетку, наподобие суперорганизма у муравьев. Диплоид – первая из таких гиперклеток. Вроде бы одна, а на самом деле две. Работает как единый организм, но управляется двумя наборами генов. Многоклеточный организм – вторая. Выглядит как много клеток, а на самом деле одна большая зигота. Как это ни парадоксально, переступив порог нашей эукариотической империи хищников и эгоистов, мы стали с бóльшим интересом относиться к себе подобным.

Тут прослеживается более глубокая тема, чем слипающиеся клетки: эволюционное возникновение нового из совокупности старого. Жизнь – это наслоение уровней, каждый из которых состоит из компонентов предыдущего, но не сводится к этим компонентам. Многоклеточный организм – это не просто много клеток. Диплоид – это не просто два гаплоида. Клетка – это больше, чем кучка хромосом и белков. Молекулы – не просто набор атомов. В каждом из этих случаев целое больше, чем сумма компонентов.

У этого феномена много названий: синергия, холизм, системный эффект. Я пользуюсь словом «эмерджентность», потому что так его назвал Андрей Игоревич Гранович на первой лекции по зоологии в мой первый день на первом курсе биофака СПбГУ. Тогда я, конечно, был слишком поглощен свежеоткрывшимся мне статусом студента-универсанта, чтобы обращать внимание на такую ерунду, но я помню момент при подготовке к сессии, когда я перечитал первую страницу конспекта и вдруг все понял. Как из неживого вырастает живое, как оно находит новые способы существования, как оно усложняется в процессе, как оно выглядит в результате. Эмерджентность! Ради таких моментов, пожалуй, существует высшее образование. Я до сих пор благодарен Андрею Игоревичу за то, что он открыл для меня это слово, да и вообще страсть к скрытому смыслу живого.

Эмерджентность – очень простая идея: нечто больше, чем сумма его компонентов. Молекула – это не просто несколько атомов, это еще и их особая конфигурация. Предложение – это не просто набор слов, это смысл, который вырастает (англ. emerge) из их взаимоотношений. Мелодия – это не просто столько-то нот до и столько-то нот ре. Это то, как они соотносятся во времени. Короче говоря, у системы есть свойства, которых нет у ее компонентов. Это и есть эмерджентность.

Но в случае вечно движущейся живой природы эмерджентность – не просто удобный термин. Это долгосрочная стратегия выживания, способ вечно создавать новое там, где возможности кажутся исчерпанными. Именно это искусство создания новых уровней, как мы увидим в следующей части книги, в совершенстве постигли эукариоты.



Во всяком случае, извлекая из глубин своего многоуровневого мозга это многоуровневое предложение, я с теплом думаю о древних эукариотических предках и их ненасытной погоне за сложностью.

Часть II
Откуда взялись мы

5. Сложение движения
 
Движенья нет, сказал мудрец брадатый.
Другой смолчал и стал пред ним ходить.
 
Александр Пушкин

Слово животное происходит от старославянского живот, то есть «жизнь». Живот, как предполагается, восходит к праиндоевропейскому гвивоте, от которого происходит и греческая биота, и латинская вита. «Животное» по-английски – animal, имеет истоки в латинском слове anima, в основе которого и тут лежит праиндоевропейский корень ане-: «дыхание». Другое слово, которым иногда обозначают животных, зверь, восходит к греческому тэр, ну а тот, естественно, тоже к праиндоевропейскому предку, гвер – «дикий», от которого также ведет родословную, например, английское слово feral – «одичавший».

В этой книге я уделяю много внимания этимологии, потому что этимология – это эволюционная история слов, а значит, ключ к пониманию человеческих идей. Что такое животное с точки зрения пращуров? По крайней мере праиндоевропейцы, культурные предки множества народов от Европы до Индии, решили, что животное – это нечто живое, дышащее и дикое.

Глупо, конечно, спорить с пращурами, но по современным представлениям эти их определения животных никуда не годятся. В чем проблема «живого, дышащего и дикого»? В том, что при ближайшем рассмотрении эти качества никак не отличают животных от не-животных.

Что считать живым, а что не считать – это, конечно, даже сегодня вопрос скорее лингвистический, чем биологический. Но если следовать подходу NASA и считать жизнью любую «химическую систему, способную к эволюции», то в эту систему одинаково вписываются и человек, и другие животные, и растения, и микроорганизмы. Да и вообще, с сегодняшними знаниями, например, о сходствах растительной и животной клетки, сложно оправдать такое определение жизни, при котором утка считается живой, а камыш – неживым. Дышать, как мы выяснили в прошлой главе, после «кислородного холокоста» тоже умеют почти все, а уж что касается дикости, то, например, к соснам это слово подходит гораздо лучше, чем к кошкам.

И все-таки животные однозначно выделяются из окружающего мира. В большинстве случаев человек может безошибочно отличить животное от не-животного, даже если он никогда его раньше не видел и даже если оно ни на что не похоже. Осознанно или неосознанно, мы используем для этого один центральный признак, по совершенно неясным для меня причинам не вошедший ни в один из известных мне синонимов «животного».

Животные двигаются.

До написания этой книги я никогда не задумывался, что слово анимация, например, имеет именно «дыхательный» корень: анимировать – значит вдохнуть во что-то жизнь. Я был убежден, что анимировать, значит приводить в движение. Анимационный фильм – это фильм из двигающихся картинок. Аниматронная кукла – это двигающийся динозавр на шарнирах. Аниматор на турецком курорте – это дядька, который заставляет людей плясать. В основе всех этих семантических конструкций – древняя ассоциация между жизнью, дыханием и движением. И все-таки любопытно, что при наличии исключительно «двигательных» корней (например, греческого кине-, как в слове «кинематограф» – «запись движения») ему редко выделяется центральное место в культурном и мифологическом описании животного.

Если задуматься, то к движению сводится почти любое наше взаимодействие с окружающим миром. В данный момент внутри моего организма происходит масса разнообразных и сложных событий, но единственное их следствие для окружающего мира – это движение моих пальцев по клавиатуре и движение кофе из кружки в рот. Любая работа – это физическое перемещение вещей, будь то перемещение коробок, перемещение руля с педалями или перемещение воздуха голосовыми связками. Поведение – это просто паттерн движения. К нам это относится точно так же, как и к остальным животным. Чтобы как-то повлиять на мир, нужно что-то сдвинуть.

Движение – не просто отличительный признак животных. Это их главный талант, принципиальная эволюционная стратегия и, пожалуй, самый существенный вклад в живую природу. Дышать умеют все. Но двигаться так, как мы, не умеет никто.

Карл Линней, основатель сильно устаревшей, но до сих пор пронизывающей всю биологию классификации видов, считал животных царством. Так мы и будем о них думать. Линнеевские Animalia – это царство движения.

Двоецарствие

Другое «царство» Линнея, Vegetabilia, мы сегодня понимаем несколько иначе, чем он. К царству растений он относил, грубо говоря, все, что растет, но не двигается, включая, например, грибы. (Третьим царством были минералы.) Под словом «растения» в сегодняшней науке обычно подразумевается более узкая группа живых существ. Они ведут свою родословную от ранних эукариот, которые к тому моменту уже раздробились на множество разнообразных групп одноклеточных. Все эти организмы были снабжены митохондриями, без которых могучая эукариотическая клетка превращается в хилый пузырь. Но однажды одна из этих клеток, будущая прародительница растений, решила повторить успех с митохондриями и проглотила в дополнение к ним хлоропласт, фотосинтетическую бактерию, переведенную на постоянное место жительства внутри эукариота. Полученный тройной симбиоз между хлоропластом, митохондрией и клеткой-хозяином заложил основу для нового царства поистине совершенных созданий: растений.

Впрочем, сегодня растения – не единственные эукариоты, способные к фотосинтезу. Многие другие группы эукариот обзавелись фотосинтетическими органеллами позднее, когда растения уже существовали. Их объединяют под не очень четко определенным термином «водоросли». Водоросли – это на самом деле огромное количество разнообразных живых существ, живущих в воде и промышляющих фотосинтезом. Часть из них относится к растениям – это красные и зеленые водоросли, ближайшие родственники растений суши. Но многие другие далеки от растений в системе природы и формально растениями не считаются, хоть и изучаются по традиции ботаниками на кафедрах ботаники. Среди них бывают вполне заметные организмы: например, бурые водоросли, из которых читателю наверняка знакома ламинария, она же морская капуста. Это, пожалуй, лучший пример многоклеточного существа, которое не является ни растением, ни грибом, ни животным1–3.

КСТАТИ

Растения умеют фотосинтезировать, потому что их предок когда-то проглотил фотосинтетическую бактерию и так и оставил ее у себя внутри. Это также называется первичным эндосимбиозом. Первичным, потому что фотосинтез изобрели именно бактерии. Предок растений первым придумал приспособить бактерию под органеллу-хлоропласт (отсюда еще одно научное название растительной ветви как надцарства эукариот: Archaeplastida, «древнепластовые»).

Другие эукариоты, обделенные родственники этих «древнепластовых», подключились к фотосинтезу от зависти и глотали уже не бактерии, а самих «древнепластовых» с готовым хлоропластом внутри. Поэтому их эндосимбиоз называется вторичным. К таким «вторично-пластовым» видам как раз и принадлежит морская капуста. Бывает третичный и даже четвертичный эндосимбиоз4, короче говоря, водоросли – это зачастую матрешки из мембран проглоченных друг другом клеток, в наслоениях которых спрятана заветная бактерия-солнцеед. Известен только один пример первичного эндосимбиоза за пределами Archaeplastida. Это одинокая амеба Paulinella из совсем другой, скромной в эндосимбиотическом смысле ветви эукариот. Считаные миллионы лет назад она вступила в союз напрямую с цианобактерией, то есть повторила то, что когда-то на заре времен сделал предок всех современных растений5.

Царство растений стоит на фотосинтезе. Если среди бактерий это один из путей освоения окружающего мира, пусть и чрезвычайно важный, то растения изначально не знают ничего другого. Все, что отличает нас, животных, от растений, в конечном итоге сводится к тому, что они берут еду из света, воздуха и воды, а мы – из них.

Взять, например, клеточную стенку. Это еще одно принципиальное отличие растений от животных, но и оно в конечном итоге сводится к фотосинтезу: именно благодаря этому магическому дару растения могут себе позволить такую роскошь, как бронированные клетки.

У бактерий и архей стенка вокруг клетки почти всегда есть, но первые эукариоты от нее избавились. Они жили тем, что заглатывали бактериальных жертв, чтобы сжигать их в своих новомодных митохондриальных печах, а это удобнее делать без твердой стены, окружающей мембрану. Животные, потомки этих древних одноклеточных, так и продолжают жить без клеточной стенки. Растения же в ходе эволюционного процесса заново возвели вокруг своих клеток укрепления.



Клеточная стенка – это очень привлекательная идея с точки зрения ее защитных качеств. Толстые стенки между клетками означают, что растение сделано из кирпичей. Его грызут жуки, клюют вороны, топчут сапоги, а оно как стояло, так и стоит. У клеточной стенки есть только одна проблема: она мешает двигаться, особенно многоклеточному организму, в котором эти кирпичи еще и скреплены между собой бетоном. Сравните подвижность березы (растение с клеточной стенкой), подберезовика (гриб с клеточной стенкой) и зайца (животное без клеточной стенки). Животное сделано почти что из пены, мягких клеточных пузырей, которые гнутся, ползают и сокращаются во всех плоскостях. Куда ни ткни – у него что-нибудь лопается, отрывается или ломается, зато животное быстро бегает и больно кусает.

То есть в каком-то смысле мы, животные, ближе к древним эукариотическим традициям лихой жизни. Именно благодаря своей особой движущейся мембране эукариоты когда-то получили возможность пожирать другие клетки. Их потомки растения пошли по «зеленому пути» и отказались от хищничества и вообще всяких мирских зависимостей. Поэтому они и строят свое тело из укрепленных блоков, намертво припаянных друг к другу, – им ничего не нужно от мира, кроме места. Мы не умеем фотосинтезировать, поэтому нам нужно все время есть, искать еду и отбивать ее у других едоков. Для этого нам нужны рты, зубы и желудки. Для этого нам нужны ноги и кулаки. Для этого нам нужно движение, даже ценой фундаментальной физической уязвимости по сравнению с растениями.

Может показаться, что отношения между нашими двумя царствами в лучшем случае нахлебнические, в худшем – вассальные: без растений животных быть не может, а вот растения без животных вполне управятся. Принципиально так, наверное, и есть. Но, по крайней мере, своим текущим расцветом царство растений столь же обязано животным, сколь и те обязаны растениям.

Именно союзом с животными, прежде всего с насекомыми, объясняется могущество главной группы растений современности – цветковых. За счет цветковых образуется вся биомасса лиственных лесов и обеспечивается почти все производство калорий для человечества, в первую очередь в виде четырех сельскохозяйственных гигантов: пшеницы, риса, сои и кукурузы.

Внимание! Это не конец книги.

Если начало книги вам понравилось, то полную версию можно приобрести у нашего партнёра - распространителя легального контента. Поддержите автора!

Страницы книги >> Предыдущая | 1 2 3 4 5 6 7 8
  • 0 Оценок: 0

Правообладателям!

Данное произведение размещено по согласованию с ООО "ЛитРес" (20% исходного текста). Если размещение книги нарушает чьи-либо права, то сообщите об этом.

Читателям!

Оплатили, но не знаете что делать дальше?


Популярные книги за неделю


Рекомендации