Ник Лейн - Лестница жизни

• Название: Лестница жизни
• Автор: Ник Лейн
• Издательство: Act, corpus
• Жанр: Биология
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-17-079731-8

Как возникла жизнь? Откуда взялась ДНК? Почему мы умираем? В последние десятилетия ученые смогли пролить свет на эти и другие вопросы происхождения и организации жизни. Известный английский биохимик реконструирует историю всего живого, описывая лучшие изобретения эволюции, и рассказывает, как каждое из них, начиная с самой жизни и генов и заканчивая сознанием и смертью, преображало природу нашей планеты и даже саму планету.

---

Еще более неприятный пример касается губкообразной энцефалопатии крупного рогатого скота (коровье бешенство). Эту инфекционную болезнь вызывают прионы — особые белки, которые могут действовать как инфекционные частицы. Попав в организм, они меняют структуру его собственных соответствующих белков, полимеризующихся, образуя длинные фибриллы — иными словами, своего рода цитоскелет. Раньше прионы считались просто патогенами, но недавние исследования указывают на то, что прионоподобные белки могут играть определенную роль в формировании в мозге синапсов, обеспечивающих сохранение долговременной памяти.

53

Одним из немногих хоть сколько-нибудь прославившихся выпускников моей школы был один молодой человек, впоследствии ставший рулевым в команде Кембриджа на состязаниях по гребле с Оксфордом. Лодка под его управлением врезалась прямо в баржу и затонула, к глубокому неудовольствию всей команды. Впоследствии он объяснял, что не заметил баржу, потому что она «попала в слепое пятно».

54

Пер. К. Тимирязева и др. под ред. А. Тахтаджяна. — Прим. пер.

55

Пер. К. Тимирязева и др. под ред. А. Тахтаджяна (с изменениями, соответствующими цитируемому здесь первому изданию «Происхождения видов»). — Прим. пер.

56

«…Я понял, что хотя Дживз не высказал недовольства, довольным его тоже назвать было нельзя…» (П. Г. Вудхауз, «Кодекс чести Вустеров». Пер. М. Гилинского). — Прим. пер.

57

В частности, известно ли вам, что большинство млекопитающих (к приматам это не относится) неспособны к аккомодации, то есть не могут настраивать зрение на резкость в зависимости от удаленности рассматриваемых объектов? Эта способность — одно из дополнительных усовершенствований.

58

Аммониты вымерли вместе с динозаврами, оставив после себя великолепные спиралевидные раковины, сохранившиеся в ископаемом виде в породах юрского периода. Мой любимый экземпляр вмурован в расположенный на головокружительной высоте и, к прискорбию, недоступный для стареющего скалолаза уступ над берегом моря возле городка Суонидж в графстве Дорсет.

59

Последний этап (не показанный на рис. 7.2), позволяющий получить глаз трилобита, должен был состоять в многократном удвоении числа готовых фасеток и образовании из них фасеточного глаза. Но и это не проблема: природа прекрасно умеет удваивать уже имеющиеся части.

60

Мой излюбленный пример касается крошечного паразитического сосальщика Entobdella soleae, у которого имеется хрусталик, образованный слившимися митохондриями. Обычно митохондрии служат «электростанциями» сложных клеток, вырабатывая энергию, которая используется на всевозможные нужды, и не обладают особыми оптическими свойствами. Более того, у некоторых других плоских червей хрусталики образованы скоплениями митохондрий, которые даже не удосуживаются сливаться. Очевидно, даже простое скопление обычных клеточных структур может достаточно хорошо преломлять свет, чтобы давать организму какие-то преимущества.

61

При этом целью исследований, проводившихся в «Белл лабораториз», было коммерческое производство наборов микролинз для электронных и оптических устройств. Вместо того чтобы изготавливать эти микролинзы с помощью лазера (как обычно делают, невзирая на недостатки этого метода), исследователи сумели извлечь уроки из достижений природы (этот подход называют бионикой), предоставив ей самой возможность производить подобные линзы. Об успехе этих разработок сообщалось в журнале «Сайенс» в 2003 году.

62

Покойный Эрик Дентон, возглавлявший лабораторию Морской биологической ассоциации в Плимуте, давал похожий совет: «Получив хороший результат, хорошо поужинайте, прежде чем пытаться его повторить. Тогда вы, по крайней мере, сможете утешаться тем, что хорошо поужинали».

63

Внимательный (или осведомленный) читатель мог заметить, что опсин «красных» колбочек сильнее всего поглощает свет с длиной волны 564 нанометра, то есть вовсе не красный, а расположенный в желто-зеленой части спектра. Дело в том, что при всей яркости красного цвета он представляет собой лишь плод нашего воображения: мы видим красный цвет, когда мозг сопоставляет информацию, поступающую одновременно от двух типов колбочек: отсутствие сигнала от «зеленых» и слабый сигнал от «красных», то есть «желто-зеленых». Это наглядный пример силы воображения. В следующий раз, когда вы будете спорить с кем-нибудь, подходят ли друг к другу два разных оттенка красного, напомните собеседнице, что «правильного» ответа просто не существует, а значит, она в любом случае не права.

64

Папарацци хорошо знают: чем крупнее линза, тем больше она позволяет увидеть. Это относится и к хрусталику. Очевидно, что верно и обратное, так что хрусталик не может быть меньше некоторого порогового размера — сравнимого с размером отдельных фасеток в глазах насекомых. Однако важную роль здесь играют не только размеры хрусталика, но и длина световых волн: чем меньше длина волны, тем лучше разрешение. Возможно, именно этим и объясняется, почему и современные насекомые, и древнейшие (мелкие) позвоночные воспринимали ультрафиолетовый свет: это увеличивает разрешающую способность маленьких глаз. У нас в этом нет необходимости, потому что хрусталики наших глаз крупные и мы можем себе позволить отбросить эту опасную для клеток часть спектра. Интересно, что способность насекомых воспринимать ультрафиолетовый свет дает им возможность видеть узоры и оттенки цветов, которые для нас выглядят просто белыми. Во многом именно поэтому на свете так много белых цветов: с точки зрения опылителей они весьма пестро окрашены.

65

Родопсины имеются у многих бактерий. Бактериальные родопсины похожи по структуре как на родопсины водорослей, так и на родопсины животных, и кодирующие их гены родственны генам родопсинов водорослей. Бактерии используют родопсины как в светочувствительных датчиках, так и для осуществления одной из форм фотосинтеза.

66

Клемент Фрейд был внуком Зигмунда Фрейда. Какое-то время он занимался политикой, представляя Либеральную партию. Однажды, прибыв в составе парламентской делегации в Китай, он с удивлением узнал, что одного из его младших коллег поселили в более дорогом гостиничном номере, чем был номер Фрейда. Ему объяснили, что тот парламентарий был внуком Уинстона Черчилля. «Это был единственный случай в моей жизни, когда я проиграл, меряясь дедушками», — вспоминал Фрейд.

67

Строго говоря, это не так. Крупные животные вырабатывают меньше тепла на килограмм веса, чем мелкие, то есть интенсивность обмена веществ при увеличении размеров снижается. Причины этого остаются предметом споров, и я не стану в них углубляться. Желающие прочитать подробное обсуждение могут найти его в моей книге «Энергия, секс, самоубийство: митохондрии и смысл жизни». Здесь достаточно сказать, что крупные животные действительно сохраняют тепло лучше, чем мелкие, несмотря на то, что вырабатывают меньше тепла на килограмм веса.

68

Переиначенные слова песни, которую исполнял легендарный блюзмен Хаулин Вулф: «Один сложен эдак, другой сложен так, а я сложен плотно, но я не толстяк. Не так сложен тот, чей удел — беготня, но что нужно девчонкам, все есть у меня».

69

Если вам сложно себе представить, как отбор мог одновременно действовать на такое множество признаков, просто посмотрите вокруг. Некоторые люди явно выглядят спортивнее других, особенно те немногие, кто отличается по-настоящему олимпийским телосложением. Если бы существовала программа (разумеется, весьма спорная в этическом плане) поощрения браков между особенно атлетичными спортсменами и спортсменками, можно не сомневаться, что рано или поздно мы получили бы «суператлетов». Подобные эксперименты проводили на крысах, исследуя развитие диабета, и всего за десять поколений добились увеличения аэробной мощности на 350 % (что существенно снижало риск развития диабета). Кроме того, у этих крыс на шесть месяцев, то есть примерно на 20 %, увеличилась средняя продолжительность жизни.

70

Одно интересное возможное объяснение, которое активно отстаивают Пол Элсе и Тони Халберт из Университета Вуллонгонга в Австралии, предполагает, что все дело в составе клеточных мембран. Высокая интенсивность обмена веществ требует быстрого прохождения различных молекул через мембраны, а это обычно означает сравнительно высокое содержание полиненасыщенных жирных кислот, зигзагообразные цепочки которых делают мембрану более текучей, как растительное масло по сравнению со свиным жиром. Если у животных идет отбор на высокую аэробную мощность, в их мембранах обычно оказывается больше полиненасыщенных жирных кислот, в том числе во внутренних органах, что может вызывать вынужденное повышение интенсивности обмена веществ в состоянии покоя. У этого объяснения есть один недостаток: судя по всему, состав жирных кислот в мембранах клеток различных тканей вполне может быть разным, и в какой-то степени так действительно бывает. Поэтому мне это объяснение представляется не особенно убедительным. Кроме того, оно не отвечает на вопрос, почему у теплокровных животных во внутренних органах должно быть больше митохондрий, чем у холоднокровных. Этот факт заставляет предположить, что высокая интенсивность метаболизма во внутренних органах теплокровных животных непосредственно поощрялась отбором, а не возникла как случайное следствие изменения состава жирных кислот в мембранах.