Что случилось у червей: маленькая загадка большой эволюции
Кольчатые черви — одна из самых успешных на планете групп организмов. Возможно, своим успехом они обязаны одному фокусу, который они освоили, а мы пока нет.
Когда я ем курицу, я иногда думаю о ее хромосомах: четвертая, к примеру, очень похожа на мои половые хромосомы X и Y, а зато половые хромосомы самой курицы — Z и W, если курица девочка, — напоминают мои пятую и девятую. Думать о таком за едой — это, конечно, профдеформация, однако знания приносят не только печали, но иногда и свежий взгляд на мир. Хромосомы всех животных действительно похожи друг на друга. Не потому, что все они этакие кривые крестики, а потому, что у самых разных существ на хромосомах часто бывают очень похожие наборы генов. То есть если какие-то гены соединены вместе у слизня или медузы, есть немалая вероятность, что аналогичные гены соединены на одной хромосоме и у нас с вами. Генетики начали догадываться об этом правиле примерно полвека назад и назвали его «синтения» — от греческого «одна и та же лента».
Все наши родственники
Вообще тот факт, что последовательности ДНК разных организмов могут быть похожи между собой, в свое время стал для ученых сюрпризом. Когда в 50-х люди начали понимать, как устроены гены, все ожидали, что у разных организмов и гены будут разные (а иначе с чего бы вот это ворона, а вон то — крапива?). Авторитетнейший генетик Эрнст Майр в 1963 году на голубом глазу написал: «…Поиск гомологичных [то есть имеющих общее происхождение] генов является довольно бесполезным занятием, за исключением самых близкородственных видов». Это было попадание пальцем в небо: в том же году Цукеркандль и Полинг уже начали сравнивать последовательности аминокислот в белках, чтобы на основе различий и сходств восстановить пути их эволюции. В нашей рубрике этой темепосвященаиюльская заметка об общем предке всего живого.
Впрочем, ситуацию с генами еще можно понять: они похожи потому, что кодируют важные белки, и эти белки должны делать свое дело, а если их изменить, они станут негодными. Но вот с синтенией, то есть сходством хромосом, всё гораздо страннее: откуда она взялась и зачем нужна, никто пока так и не объяснил. Два года назад Олег Симаков, профессор Венского университета, вместе с соавторами попытался реконструировать хромосомы общего предка всех животных, то есть его, Олега Симакова, и губки. У нихполучилось, что у этого самого предка было 29 хромосом, и более-менее понятно, какие перестройки случились с ними на эволюционном пути к человеку или, к примеру, к той же курице.
Вообще-то это удивительно: общий предок всех животных жил в протерозое, то есть с тех пор промелькнула фактически вся история биосферы, зафиксированная в палеонтологической летописи, со всеми ее дикинсониями, трилобитами и динозаврами. А хромосомы, получается, перестраивались не так уж и часто — похоже, для эволюции это было не нужно или даже мешало. Раз уж мы помянули курицу, наш с ней общий предок жил лет этак миллионов триста назад и, видимо, напоминал то ли ящерицу, то ли саламандру. Но хромосомы — и мои, и курицыны — до сих пор помнят родство.
Ну поудивлялись — и хватит. В последние десять лет ученые начали удивляться другому явлению: отчего-то у некоторых существ это самое хромосомное родство не просматривается. Уже упомянутый Олег Симаков с коллегами некоторое время назадобратилвнимание мировой общественности на осьминога: это странное существо в какой-то момент перетасовало свои гены настолько яростно, что от синтении не осталось и следа. В результате у какого-нибудь садового слизня (он тоже моллюск, как и осьминог) генный состав хромосом гораздо более напоминает человеческий, чем осьминожий.