Фрэнк Райан - Виролюция. Важнейшая книга об эволюции после «Эгоистичного гена» Ричарда Докинза

• Название: Виролюция. Важнейшая книга об эволюции после «Эгоистичного гена» Ричарда Докинза
• Автор: Фрэнк Райан
• Издательство: Ломоносовъ
• Жанр: Биология
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-91678-143-4

Основная идея этой книги шокирует. Все живое на планете, в том числе люди, живут в симбиозе с вирусами, эволюционируют вместе с ними и благодаря им… выживают. Первая реакция читателя: этого не может быть! Но, оказывается, может… Вирусы, их производные и тесно связанные с ними структуры составляют как минимум сорок три процента человеческого генома, что заставляет сделать вывод: естественный отбор у человека и его предков происходил в партнерстве с сотнями вирусов. Но как вирусы встроились в человеческий геном? Как естественный отбор работает на уровне вирус-носитель? Как взаимодействуют движущие силы эволюции — мутации, симбиогенез, гибридизация и эпигенетика? Об этом — логичный, обоснованный научно и подкрепленный экспериментальными данными рассказ Фрэнка Райана.

Книга изготовлена в соответствии с Федеральным законом от 29 декабря 2010 г. № 436-ФЗ, ст. 1, п. 2, пп. 3. Возрастных ограничений нет

---

С возникновением генетического секвенирования, примененного впервые к микробным формам жизни, генетики-эволюционисты обнаружили, что бактерии и археи не просто разделенные крупные ветви. По словам Грэхэма Лотона, написавшего обзорную заметку в «Нью сайнтист», бактерии и археи запросто обменивались генетическим материалом, так что «аккуратное деление на ветви быстро дегенерировало в непроходимую чащу родственных связей, причем многие виды оказывались в одних отношениях близкородственными, а в других — далекими»[168]. Гибридизация — важная эволюционная сила у растений, и сейчас все более растет убеждение в важности ее как эволюционной силы для животных, так что и здесь вместо ясного ветвления эволюционного древа наблюдается тенденция к превращению в непроходимую чащу. А если еще добавить влияние симбиогенеза, то мы обнаружим сросшиеся ветви, исходящие из очень далеко расположенных сучьев. Сейчас уже очевидно: биологи, а в особенности биологи-эволюционисты не должны игнорировать вирусы. И потому мы должны как-то отобразить симбиотические вирусы на древе жизни — возможно, как некое туманное роение, размывающее контуры корней, ствола, ветвей — и так до последнего листочка.

Возможно, нам следует изображать дарвиновское древо не кряжистым дубом, а, скорее, старейшим на Земле деревом — узловатой, древней, остистой сосной, напряженно борющейся за жизнь на голой скале. Это величественное, огромное дерево, его корни переплетены, они всевозможных форм и очертаний, их пронизывает мицелий вездесущих грибов. И, произрастая от такой сложной основы, стремятся вверх гротескно искаженные, деформированные ствол и ветви, с многажды обломанными в жестоких зимних бурях и сросшимися заново телами, с обнаженной золотистой сердцевиной, искривленной и бугристой, словно края водоворота, наводненной полчищем вирусов, проникших в ее самую суть, в непостижимую глубину, ставших неотъемлемой частью дерева. Но, несмотря на все это, древо жизни могуче и непобедимо, оно растет и развивается, и оно воистину полно жизнью.

Глоссарий

Аксон — отросток нервной клетки, по которому нервные импульсы идут от тела клетки (сомы) к иннервируемым органам и другим нервным клеткам.

Апоптоз — программируемая клеточная смерть, регулируемый процесс самоликвидации на клеточном уровне. Убирает ненужные клетки, но может происходить и вследствие болезни, приводя к гибели нормальных клеток.

Аутосома — любая хромосома, кроме половой.

Бактериофаг — вирус, паразитирующий на бактериях.

Видообразование — процесс возникновения новых биологических видов.

Гаструляция — сложный процесс морфогенетических изменений, сопровождающийся размножением, ростом, направленным перемещением и дифференцированием клеток, в результате чего образуются зародышевые листки (эктодерма, мезодерма и энтодерма) — источники зачатков тканей и органов. Второй после дробления этап онтогенеза. При гаструляции происходит перемещение клеточных масс с образованием из бластулы двухслойного или трехслойного зародыша — гаструлы.

Геном — все гены гаплоидного набора хромосом и каждого из внехромосомных генетических элементов, содержащиеся в отдельной клетке зародышевой линии многоклеточного организма. У вирусов геном могут составлять и РНК.

Геномная креативность — совокупность всех сил и механизмов, дающих начало наследственным изменениям формы жизни и создающих изменчивость — основу работы механизма естественного отбора.

Гибридизация — процесс образования или получения гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной клетке. Может осуществляться в пределах одного вида (внутривидовая гибридизация) и между разными систематическими группами (отдаленная гибридизация, при которой происходит объединение разных геномов).

Голобионт — партнерство в симбиотическом союзе.

Демиелинизация — разрушение миелинового слоя нервных волокон. Встречается при неврологических заболеваниях (например, при рассеянном склерозе).

Зигота — диплоидная (содержащая полный двойной набор хромосом) клетка, образующаяся в результате оплодотворения (слияния яйцеклетки и сперматозоида).

Интрон — участок ДНК, который является частью гена, но не содержит информации о последовательности аминокислот белка.

Кладистика — направление филогенетической систематики. Характерные особенности кладистической практики состоят в использовании так называемого кладистического анализа (строгой схемы аргументации при реконструкции родственных отношений между таксонами), строгом понимании монофилии (происхождения таксона от одного общего предка) и требовании взаимно однозначного соответствия между реконструированной филогенией и иерархической классификацией.

Комменсализм — способ совместного существования двух разных видов живых организмов, при которых одна популяция извлекает пользу от взаимодействия, а другая не получает ни пользы, ни вреда.

Лентивирусы — род вирусов семейства Retroviridae с длительным инкубационным периодом. Вирусы Вич-1 и ВИЧ-2 принадлежат к этому семейству.

Макрофаг — клетки в животном организме, способные к активному захвату и перевариванию бактерий, остатков погибших клеток и других чужеродных или токсичных для организма частиц.

Мейоз — деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. При нем образуются половые клетки (гаметы), такие, как яйцеклетка и сперматозоид.

Метастаз — отдаленный вторичный очаг патологического процесса (злокачественной опухоли), возникший перемещением вызывающего его начала (опухолевых клеток, микроорганизмов) из первичного очага болезни через ткани организма.

Миелин — вещество, образующее оболочку нервных волокон.

Мимикрия — внешнее сходство одного животного (имитатора) с другим животным (моделью), развившееся в процессе естественного отбора и обычно предоставляющее определенные преимущества животному-имитатору.

Множественный (рассеянный) склероз — хроническое аутоиммунное заболевание, при котором поражается миелиновая оболочка нервных волокон головного и спинного мозга.

Мутуализм — взаимодействия между видами, приносящие обоюдную пользу.

Нуклеотиды — фосфорные эфиры нуклеозидов, нуклеозид-фосфаты. Свободные нуклеотиды играют важную роль в энергетических и информационных внутриклеточных процессах, а также являются составляющими частями нуклеиновых кислот и многих коферментов. В частности, из нуклеотидов состоят ДНК и РНК.

Обратная транскриптаза — см. ретровирусы.

Окислительное фосфорилирование — один из важнейших компонентов клеточного дыхания, приводящего к получению и накоплению энергии в виде АТФ. Субстратами окислительного фосфорилирования служат продукты расщепления органических соединений — белки, жиры и углеводы.

Онковирус — вирус, вызывающий рак.

Онкоген — ген, вызывающий рак.

Паразитизм — форма взаимоотношений между организмами различных видов, из которых один (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания и источника питания, нанося ему вред.

Патогномоничный — термин применяется для описания симптома или признака, который характерен только для какого-либо одного конкретного заболевания и позволяет точно диагностировать его.

Плазмиды — дополнительные факторы наследственности, расположенные в клетках вне хромосом и представляющие собой кольцевые (замкнутые) или линейные молекулы ДНК.

Полиднавирусы — семейство из более чем двадцати тысяч вирусов, симбиотически существующих с осами-паразитами.

Полиплоидия — наличие у формы жизни более чем двух наборов хромосом.

Профаг — геном вируса-фага, инкорпорированный в геном бактерии-носителя.

Протеаза — энзим, разрушающий протеин.

Провирус — вирус, инкорпорированный в геном хозяина (см. профаг).

Рекомбинация — процесс обмена генетическим материалом путем разрыва и соединения разных молекул.

Рецессивное наследование — ситуация, когда индивидуум получает одинаковый рецессивный ген от каждого из родителей.

Ретровирусы — семейство РНК-содержащих вирусов, заражающих преимущественно позвоночных. Наиболее известный и активно изучаемый представитель — вирус иммунодефицита человека. После инфицирования клетки ретровирусом в цитоплазме начинается синтез вирусного ДНК-генома с использованием вирионной РНК в качестве матрицы. Все ретровирусы используют для репликации своего генома механизм обратной транскрипции: вирусный фермент обратная транскриптаза (или ревертаза) синтезирует одну нить ДНК на матрице вирусной РНК, а затем уже на матрице синтезированной нити ДНК достраивает вторую, комплементарную ей нить. Образуется двунитевая молекула ДНК, которая, проникнув через ядерную оболочку, интегрируется в хромосомную ДНК клетки и далее служит матрицей для синтеза молекул вирусных РНК. Эти РНК выходят из клеточного ядра и в цитоплазме клетки упаковываются в вирусные частицы, способные инфицировать новые клетки.