Александр Гангнус - Эволюция для всех, или Путь кентавра

• Название: Эволюция для всех, или Путь кентавра
• Автор: Александр Гангнус
• Издательство: Гелеос
• Жанр: Биология
• Год: 2001
• ISBN: 5-8189-0110-6

Алесандр Александрович Гангнус. Эволюция для всех, или Путь кентавра. М.: Гелеос, 2001.

Александр Гангнус — писатель, ученый и журналист, автор многих популярных книг в разных областях науки, неоднократный лауреат конкурсов общества «Знание».

Эта книга — рассказ о занимательном путешествии первой живой клетки, длившемся 4 миллиарда лет.

И кентавр в заголовке — на просто образ. Наш организм действительно несет в себе множество свойств других живых существ, объединившихся, чтобы собрать нас по кирпичику.

«Путь кентавра» — первая книга в новой серии.

---

Алесандр Гангнус Эволюция для всех, или Путь кентавра

Вместо пролога. Наша родословная

ОТКУДА МЫ?

Что есть я? Мы?

Одно из самых первых проявлений человеческого сознания — это острый интерес к самому себе. Примерно в полугодовом возрасте ребенок бывает как громом поражен, поняв, что в большом зеркале платяного шкафа он видит… себя. Котенок, даже став взрослым котом — сильным, ловким, в общем, гораздо более сообразительным, чем полугодовалый младенец, никогда не реагирует на своего двойника в зеркале так остро. Только некоторые высшие из обезьян проявляют что-то вроде того пристального, человеческого интереса к себе, просыпающегося в нас так рано.

Иногда говорят об особой роли Человека в мире, во Вселенной. Человек — это материя, стремящаяся познать себя, достигшая уровня самопознания.

Но человек — не застывшая фотография. Он растет, меняется, появляются новые черты характера. Постепенно, вглядываясь в себя, юный человек убеждается, что почти все черточки своего портрета он может как-то понять и объяснить, только научившись ставить вопрос несколько иначе: «Откуда это во мне?», «Почему?»

От человека во все стороны растекаются волны бесчисленных «почему?». Он замечает, что он и ему близкие, ему подобные связаны со множеством предметов, вещей, обычаев, растений и животных. Сеть этих связей чудовищно запутана и усложнена. Чтобы распутать ничтожную их часть, нужны были тысячелетия развития человеческой культуры, науки. А для того, чтобы каждый из нас мог хотя бы частично повторить этот огромный путь, он должен много и долго учиться. Всю жизнь. И хорошо, если на какое-то из «почему?» мы за свою жизнь сумели ответить сами, увеличив, расширив область познанного, окружающую нас, людей.

Это книга о том, откуда мы, люди, взялись.

ДО ОБЕЗЬЯНЫ

Конечно, читатель, владеющий курсом биологии, преподаваемой в средней школе, знает, что человек произошел от обезьяны. Что люди догадывались об этом давно, но доказали это по-настоящему Ч. Дарвин и его ученики.

О том, как человек произошел от обезьяны, от какой именно обезьяны и как он превращался в настоящего человека, написано немало книг. И я почти не буду здесь об этом говорить.

Мы попытаемся вместе с тобой, читатель, пройти путь «до обезьяны». Путь в миллиарды лет — от появления самой первой «почти живой молекулы». И в сотни, тысячи лет, понадобившиеся человечеству, чтобы понять свое кровное родство со всем живым миром.

Конечно, рассказать обо всем невозможно, да я и не собираюсь. Но может быть, мне удастся выделить самое главное в этих двух эволюциях — эволюции всего живого и эволюции эволюционного учения. А самое главное, оно же и самое трудное, — это те проблемы, которые мучают ученых и сейчас. Но я обещаю не обходить этих трудных мест…

Мы начнем с того времени, когда не было еще никаких организмов. Не было генов — тех наследственных зачатков, которые передают из поколения в поколение «инструкции» об устройстве и повадках живых существ. Ничего этого не было, но тем не менее некая преджизнь уже была и развивалась в растворах древних луж, озер, в «первичных бульонах» по очень мало исследованным пока физико-химическим законам самоорганизации. Эти законы, вероятно, родственные правилам кристаллизации морозных узоров на стекле, так похожи на заранее задуманное кем-то мудрым сознательное созидание, что некоторые биохимики называют их «биохимическим предопределением», но мы убедимся, что ничего сверхъестественного не было в этом чуде.

Потом мы попадаем во времена, когда первые полуорганизмы-полукристаллы — мельчайшие предклетки, кое в чем похожие на нынешние вирусы, и первые очень еще простого устройства клетки — бактерии, самые примитивные одноклеточные водоросли, — уже по-настоящему размножались, изменялись, совершенствуясь по законам изменчивости и отбора, по всем правилам эволюции. По каким правилам? О некоторых ты прочтешь в этой книге, о других — нет, но если бы эволюция шла только по тем правилам, которые уже удалось понять ученым-эволюционистам, то мир, может быть, так бы и остался заселенным невидимыми предклетками или бактериями, и не было бы ни деревьев, ни цветов, ни животных, ни нас с тобою! Ибо учение об эволюции все время развивается, и через двадцать лет многое в этой истории будет выглядеть иначе…

Некоторые из наших предков-микроорганизмов научились жить сообща, помогать друг другу теми веществами, которые могли вырабатывать только они, но которые нужны были всем. Каким-то таинственным и до сих пор не совсем понятным образом эти маленькие коллективы из представителей разных совершенно разных групп микроорганизмов (сегодня эти группы числят разными «империями», то есть рангом даже выше царств, например, животных и растений) окружили себя общей оболочкой, заполнили этот свой коллективный «скафандр» раствором, похожим по составу на «первичный бульон» первого этапа развития жизни. Современные ученые сравнивают этот способ творения живых существ — из смешения весьма между собой не схожих и не слишком родственных предшественников — с появлением мифических химер или не менее мифических кентавров. Но именно таким путем возникли первые настоящие клетки, из которых состоим и мы с тобой. Некоторые из этих клеток — те, которые включили в себя маленькие зеленые тельца предклеток-хлоропластов, — сами научились вырабатывать с помощью солнечного света все нужные вещества из неживой материи. Другие клетки стали питаться теми веществами, что были приготовлены зелеными… Так было заложено деление живого мира на автотрофы и гетеротрофы — на мир зеленых растений и прочих существ, зависящих в своем питании от первых.

Мы увидим, как и эти, теперь уже настоящие клетки, «догадались» объединиться, чтобы сообща бороться за жизнь и совершенствоваться. Как колонии клеток постепенно превращались в многоклеточные растения и животных, как клетки приобретали специальности, становясь нервными, покровными, пищеварительными, как они образовывали органы. Вместе с учеными мы проникнем в мир наших клеток-кентавров, хранящих историю далекого прошлого, еще не забывших навыки самостоятельного питания и размножения и даже поведения, неведомого для нас, их хозяев.

Мы узнаем, как небольшое временное усовершенствование, придуманное природой для свободно плавающих личинок некоторых морских животных, оказалось очень нужным, удачным приспособлением — хордой и положило начало целому типу наиболее совершенных животных, к которым принадлежим и мы, люди.

Мы попытаемся понять, что именно толкнуло древних предков рыб на путь усовершенствования «органов управления» телом — нервной системы и мозга, как вышла на сушу первая кистеперая рыба. Попробуем распутать сложные степени родства, связывающие нас с четвероногими «братьями меньшими» — земноводными, ящерицами, сумчатыми зверями.

По пути мы поговорим о тех ученых, которые сделали возможной эту встречу с предками. И закончим рассказом о генной инженерии, которая взялась, наконец, искусственно создать — из разных организмов — новых химер, новых кентавров, новые составные организмы, и о том, какой совершенно необычный свет проливает это научное направление на весь путь, пройденный нашими предками, на эволюцию в целом и на судьбу эволюционного учения.

Геохронология. В этой книге много раз будет говориться о сроках эволюции, о часах нашей планеты, существующей около пяти миллиардов лет. Геохронологическая шкала была разработана еще в XIX веке, и довольно долго ученые знали, что было раньше, а что позже, не представляя себе, когда это было и сколько длилось. Это была относительная шкала. Но только в XX веке, и далеко не сразу, по распаду долгоживущих радиоактивных элементов обнаружились абсолютные цифры, истинная продолжительность всех этих эр, периодов и эпох, в которых разворачивалась наша родословная.

Часть первая. ЖИЗНЬ ТАЙНАЯ

ГЛАВА ПЕРВАЯ О зарождении жизни и о том, почему такое могло случиться лишь однажды

«ВСЕ ЖИВОЕ — ИЗ ЯЙЦА!»

Ты вышел ранней весной на берег пруда. Квакают и поют лягушки — этот концерт означает, что лягушки мечут икру. Можно подойти, взять пышный, как пена, комок прозрачно-сероватой икры, поглядеть на черные точки — зародыши головастиков (не зашевелились уже?) и быстро опустить икру обратно в воду, пока она не высохла, пока не прервалась по твоей вине новая жизнь.

Все просто и ясно? А ведь всего несколько веков назад очень многие умные люди и даже специалисты-зоологи думали, что лягушки, утри, крокодилы, черви заводятся просто из грязи и ила. Это называлось самозарождением. Вот что говорил, например, один из героев драмы Шекспира «Антоний и Клеопатра» (место действия — Африка): «Здешние земноводные рождаются из ила благодаря действию Солнца, как, например, крокодилы».