Утро. Сэр в кресле с газетой за утренним кофе. Леди спускается по лестнице из спальни и говорит:
– Плохая новость, сэр. То, что мы принимали за беременность, оказалось не беременностью…
– Как, леди, у нас не будет наследника?
– К сожалению нет, сэр…
– И что же теперь делать?
– Придётся повторить.
– Боже! Опять эти нелепые бессмысленные телодвижения!

Действительно, зачем нам нужны эти нелепые телодвижения? Судя по всему, автора научного открытия, о котором мы сегодня поговорим, такая мысль посещала, и не раз. А ведь не будь этих телодвижений – возможно, живой мир был бы гораздо менее разнообразен.

Наш герой, Герман Джозеф Мёллер, долгое время работал над исследованием влияния радиации на живые организмы. В ходе исследований выяснилось, что рентгеновские лучи при действии на мушек-дрозофил приводят к необратимым летальным мутациям. Сейчас для нас очевидно, что радиация способна атаковать ДНК живой клетки, в ходе чего ее генетический код изменяется, почти всегда – в худшую сторону. Но также доподлинно известно, что некоторые мутации полезны для особей и могут привести к хорошему эволюционному результату. Нет ли в этом противоречия?

Мёллер считал, что нет. Каким бы хорошим кратковременным эффектом ни обладали отдельные мутации, весь процесс мутагенеза en masse приносит гораздо больше вреда, чем пользы. В самом деле: каждый ген, несущий полезную нагрузку, имеет ограниченный функционал полезных мутаций, а вот нарушить отлаженный генетический механизм может почти любое случайное изменение. Это значит, что в популяциях, в которых эволюция проходит для каждого организма изолированно, вырождение будет принимать все большие и большие масштабы, и конца этому видно не будет. Этот принцип получил название “храповик Мёллера”.

Как же выйти из ситуации, в которой для каждой конкретной особи и ее потомства ситуация с течением времени становится только хуже? Очевидно, выход в кооперации! Если твои гены постепенно деградируют, лучшим выбором будет сделать так, чтобы лучшие из твоих генов рекомбинировали только с лучшими генами других представителей популяции. Следовательно, нужно развить способность микшировать гены. Иииии… поздравляем – мы придумали секс! Именно эту идею Мёллер изложил в своей статье в 1932 году.

Идея эукариотического секса проста, как яйцо. Предположим, у нас есть два диплоидных организма, размножающихся гаплоидным гаметами, и у одного из них с каким-то важным геном все отлично (назовем это АА), а у другого – не очень (назовем его аа). В отсутствие секса потомство второго обречено, но добавим немного любви – и вот у нас несколько потомков с набором Аа (а они не совсем безнадежны). Тогда при скрещивании с полностью здоровым организмом такой потомок равновероятно даст АА и Аа, с таким же, как он – АА:Аа:аа в отношении 1:2:1, а с больным – равновероятно Аа и аа. Скорее всего, больные все равно будут отбракованы естественным отбором, но есть один нюанс – особь аа всё-таки имеет больше шансов передать свои гены детям. И это неплохо, ведь, помимо вредной мутации, у нее могут быть и полезные. Не стоит забывать и о том, что одна и та же мутация может быть сегодня вредной, а завтра – полезной. В общем, секс помогает нашей популяции быть чуть живее и разнообразнее.

Но как же быть прокариотам? Ведь у них, строго говоря, нет ни ядра, ни хромосом, ни диплоидного набора клеток! Не беда – на помощь приходит горизонтальный перенос генов. Как известно, помимо основной кольцевой ДНК клетки прокариотов содержат плазмиды – чуть более короткие вариативные фрагменты ДНК. Плазмид может послужить клетке хорошую службу: если в нем есть полезный ген, прокариот получает эволюционное преимущество и может передать его не только своим детям, но и соседям! Для этого бактерии приспособились вытягивать в сторону товарищей специальные жгутики – пили, через которые плазмиды и полезные вещества могут переходить из клетки в клетку. Такое явление называется “горизонтальный перенос генов” и помогает штаммам бактерий, например, вырабатывать антибиотикорезистентность.

В общем, если посмотреть, обмен генами критически важен почти для каждого вида. Поэтому, даже если вы бактерия, не стоит уходить в мир нарисованных 2D-сородичей – плодитесь и размножайтесь, как было завещано. Ну или хотя бы тыкайте других жгутиками.

Добавить комментарий