# Один раз за 4 млрд лет! Мечта идиота 69

Владислав Иванович Казаченко

Если бы я был натуралистом-исследователем, я бы никогда не устал удивляться решениям природы.


Продолжение. Начало в заметке 67.


Продолжу обзор некоторых случайных закономерностей. Хочу взглянуть на событие, которое называют “Появление сложности”. Подозревая, что не все обладают информацией об этом важнейшем событии, попытаюсь очень приблизительно его описать.


Обстоятельства, изложенные в прошлой заметке, привели к появлению жизни в поверхностных гидротермальных щелочных источниках. В начале появились два совершенно разных типа жизни. Вирусы и безъядерные микроорганизмы.

К сожалению, ничего не могу сказать о том, кто из них был первым. Все безъядерные микроорганизмы - прокариоты, превосходно дожившие и до наших дней, долгое время считались единым типом и назывались бактериями.


До тех пор, пока люди не научились читать геном. И тут выяснилось сенсационная штука. Исследование генома бактерий показало, что это не один тип, а два, совершенно различных по происхождению. Эти разные типы были названы “доменами”, у одного из которых сохранили старое название “бактерии”, а второй получил название “археи”. Почему-то посчитали, что археи более древние создания. Впоследствии это мнение изменилось. Похоже, что и археи и бактерии одного возраста. Причём, произошли они от общего предка по имени LUCA. Часто, по привычке, и тех и других называют бактериями.


Жизнь, состоящая из этих двух доменов (ну и, вероятно, из вирусов) длилась без особых “приключений” примерно 2 млрд лет. Затем произошла катастрофа - “великое кислородное событие”. И многое пошло прахом!


Дело в том, что некоторые виды бактерий в результате своей деятельности выделяли кислород. Какое-то время кислород поглощался океаном и горными породами. В частности, в большом количестве происходило окисление железа.

Рано или поздно железо должно было закончиться и кислород начал накапливаться в атмосфере. Как известно, только количество делает "лекарство ядом, а яд лекарством". Превышение содержания кислорода выше определённой планки вызвало катастрофические последствия.


Вымерло большинство тогдашних микроорганизмов, для которых кислород был ядом. Кроме того, кислород разрушил метан, который служил парниковым газом. Это привело к самому длительному похолоданию в истории Земли. Период этот называется "Земля-снежок".


Правда, были и положительные стороны. Появился озоновый слой, который до сих пор защищает нас от жёсткого излучения солнца.

Здесь мы подходим к самому удивительному. Великое кислородное событие создало условия для уникального явления - рождения третьего домена. Появились “эукариоты”, клетки, имеющие ядро. Не случись этого события, так бы и осталась Земля населена исключительно бактериями, археями и вирусами.


Пока мы установили только условия, а что же произошло на их фоне? В 1967 году, одна умная женщина - Линн Маргулис, доказала что эукариотическая клетка была рождена в результате симбиоза двух или более организмов. То есть, один микроорганизм поглотил другого, который не был съеден, а начал жить внутри клетки-хозяина. Это случилось до открытия архей, поэтому считалось, что оба организма - бактерии.


Именно этот факт привёл к появлению третьего домена. Домен назвали “эукариоты”, то есть, имеющие ядро. А событие было названо “Происхождением сложности”.


Когда в 1977 году было открыто, что все микроорганизмы состоят из двух доменов - бактерий и архей, выяснилось, кто именно поглотил кого. Оказалось, что “хозяевами” являются археи, а две органеллы внутри них являются бывшими бактериями. Это митохондрии и хлоропласты.


Вот такая фантастическая история. Один микроорганизм поглотил другого, но вместо того, чтобы его съесть, превратил в партнёра. В результате возникла эукариотическая клетка. То есть, клетка имеющая ядро, в котором хранится генетическая информация не только клетки-хозяина, но и большинство генетической информации симбионта.


Однако, само по себе, наличие ядра ничего не решало. Существование нашего мира стоит на использовании энергии. А митохондрии и хлоропласты как раз и являются энергетическими центрами, хотя и действуют несколько по-разному. Без этих двух органелл дальнейшее развитие живого мира было бы невозможно. Именно они производят и запасают энергию внутри клетки, что позволяет сделать скачок в развитии и начать строительство многоклеточных организмов. В том числе, и нас грешных, как вы понимаете.


Расшифровка генетической информации позволила сказать, что хлоропласт - это бывшая цианобактерия, а митохондрия произошла от альфа-протеобактерии. Однако до последнего времени не было известно ничего о клетке-хозяине.


В начале XXI века был обнаружен гидротермальный источник, названный “Замок Локи”. Этот чёрный курильщик своими башнями напомнил исследователям замок скандинавского бога хитрости Локи. Температура в источнике порядка 300°. На некотором расстоянии от него, где температура становится существенно ниже, был обнаружен микроорганизм, названный Локи-археем. Позже выяснилось что именно он является ближайшим родственником археев, которые стали предками эукариотов.


Особенно интересно то, что этот микроорганизм имеет множество выростов, способных удерживать некоторые объекты, скажем, бактерии. Таким образом возникает идея о том, что симбиоз был вызван не поглощением бактерии, а удержанием её при помощи “щупалец”.


Наверное, сказанного достаточно для того, чтобы понять общий принцип события. Остаётся добавить, что “Возникновение сложности” было настолько редким событием, что больше никогда не повторялось. Может быть, это связано с тем, что больше никогда не повторялись внешние условия. А, может быть, с другими, пока неизвестными нам обстоятельствами.

Вдумайтесь, за 4.5 млрд лет природа сумела произвести этот опыт лишь однажды!


После этого процесс пошёл вполне закономерно и привёл к тому, что вы видите в зеркале. Я попытался рассказать всё это близкому человеку. И получил ответ:- “Не морочь голову! Где я и где бактерии?! И даже не сами бактерии, а их эволюция!”.


С этим утверждением я категорически не согласен. Думаю, что информация о подобных “бутылочных горлышках” в развитии должна заставить нас по иному относиться, как к сохранению жизни вообще, так и к сохранению жизни человечества в частности.


Продолжение в Мечте идиота 70.