Определение «Древо жизни» пришло Дарвину в голову после того, как он зарисовал схему с точками разветвлений видов живых организмов. Сегодня, изучая межвидовые отношения, мы видим существование гораздо большего количество видов сейчас, нежели в далеком прошлом. Это верно, даже с учетом пяти (или шести) основных массовых вымираний. Все это разнообразие, как и появление новых видов, дает возможность предположить, что у вас и у меня, а также у всех остальных животных на Древе жизни есть такие родственники, о которых мы даже и знать не знали и за родственников никогда бы не приняли.
На протяжении полутора веков ученые всех мастей (биологи, палеонтологи, археологи, патологоанатомы, иммунологи, астробиологи) занимались классифицированием всевозможных живых организмов, живущих и вымерших, заселяя все ветви на этом Древе жизни. Вы можете подумать, что на данный момент эта работа уже закончена и в отношении главных ветвей дерева уже все ясно. Вообще-то нет. Но мы работаем над этим.
С момента открытия в 1970-х годах новых, ранее неизвестных науке организмов ученым пришлось переосмыслить связи, соединяющие одни живые существа с другими. На протяжении долгого времени ученые в целом сходились во мнении, что есть животные, а есть растения. Ну и ну, вот это новость! Нет, правда. Они классифицировали их в два царства – царство животных (Animalia) и царство растений (Plantae), – никак нам не расстаться с латинизированными биологическими терминами… Однако, переосмыслив все это с точки зрения эволюции, то есть с учетом порядка появления организмов на планете, ученые осознали, что животные и растения имеют гораздо больше общего друг с другом, нежели мы имеем почти со всеми остальными живыми существами на Земле. Это потрясающе. Большинство живых существ на нашей планете микроскопические, и эти микроскопические организмы имеют еще меньше общего с вами, чем вы с капустой.
Ученые совершили спуск по Древу жизни; или, можно сказать, что они прошагали справа налево по временной шкале эволюции. В любом случае они заново пересмотрели взаимосвязи всех организмов. Я разделяю точку зрения, согласно которой природа дала начало трем или четырем основополагающим видам живых существ, или доменам (надцарствам). И лично я исхожу из четырех. Итак, это бактерии, археи (микробы, которые принципиально отличаются от бактерий), эукариоты (это мы, животные и растения вместе) и вирусы.
Не каждый согласится со мной, что вирусы заслуживают отдельного домена. Традиционным аргументом такой позиции служит утверждение, будто вирусы не являются живыми существами в традиционном понимании. Действительно, для размножения им необходима клетка-хозяйка, самостоятельно воспроизводить себя они не способны. Вирусы не пытаются усваивать питательные вещества. У них нет устойчивого обмена веществ. Они остаются жизнеспособными, даже проводя огромное количество времени без взаимодействия с окружающей средой. Они не поглощают и не вырабатывают энергию.
На мой взгляд, вирусов могло вовсе не быть, если бы не было других доменов, на которых они могли бы паразитировать. Вирусы взаимодействуют с другими формами жизни, что делает их более похожими на нас и, конечно, больше похожими на живое, нежели на неживое. Недавнее открытие гигантских вирусов, таких как мимивирус и вирус Пандора, имеет поистине огромное значение, ибо оно стирает грань между вирусом и бактерией и лишь подкрепляет мою точку зрения в отношении доменов. В то же время вирусы явно не относятся ни к одному из трех других доменов. Для меня они должны иметь свою собственную ветвь на Древе жизни.
Разобравшись с доменами жизни, мы переходим к традиционным классифицирующим обозначениям: домен, царство, тип, класс, отряд, семейство, род и вид. Правда, не все так просто. В результате исследований ДНК и клеточной структуры организмов ученые еще добавили такие термины, как надсемейства, подсемейства и инфрацарства. Эти слова были придуманы только для того, чтобы оправдать все эти исследования. Я же избавлю нас от сложных подробностей.
Для меня самой главной и наиболее запутанной частью всей этой истории является разделение архей и бактерий в отдельные домены жизни. Эта классификация получила признание биологов лишь три десятилетия назад. Вы, без сомнения, знакомы с бактериями. Микроскопические археи по размеру и внешнему виду очень напоминают бактерии. Но внутри них таятся значительные отличия. Среди множества микроскопических организмов некоторые имеют ядра в своих клетках, а некоторые – нет. Некоторые из организмов, не имеющие ядра, для получения энергии используют отдельные последовательности протеинов, перерабатывающие или усваивающие химические вещества из окружающей среды. Другим для выполнения той же задачи требуется всего половина этого количества белков, расположенных в более простой последовательности. В современной теории более простые организмы принадлежат к домену бактерий, а более сложные относятся к домену архей. К тому же археи имеют более сложную, а в некоторых случаях просто более толстую мембрану, состоящую из белков и липидов, чем бактерии. Вирусы – это отдельная тема.
Для людей, изучающих эти домены, разница очевидна. И бактерии, и археи не имеют ядра, в то время как мы с вами, а точнее, наши клетки имеют. Вот почему нас называют эукариотами; слово происходит от греческого «eu» и «karyon», что означает «иметь ядро». Археи и бактерии – прокариоты, что означает «до ядра». Оказывается, это имеет удивительно большое значение для истории живых существ.
Следующие шаги в классификации несколько размыты, ибо ученые до сих пор продолжают исследования и размышляют о характере наших отношений со всеми остальными живыми существами на Земле. Возвращаясь к царствам, расположенным на следующей после домена ступени, можно сказать, что на данный момент их около пяти. Грибы единогласно были признаны отдельным царством – царством грибов. После них следует группа под названием простейшие, которые часто классифицируются в царство простейших (малярийный паразит принадлежит к этой группе). Затем идут одноклеточные организмы, формирующие царство эубактерий. Префикс эу- обозначает «истинный», а значит, речь об истинных бактериях. После следуют прокариоты – без ядра внутри. Затем царство растений. И животные, а также мы с вами относимся к царству животных.
На данный момент наименее понятным и изученным является царство архей. И тем не менее они существуют с самого момента зарождения жизни. Просто удивительно.
Возможно, такая версия Древа жизни кажется немного более сложной – такова она и на самом деле. Но ведь это просто замечательно! Живые организмы живут себе и живут, занимаются своими делами и размножаются независимо от того, понимаем ли мы или нет, кто из них от кого произошел и как нужно классифицировать вирусы. Правда, благодаря новым генетическим инструментам, помогающим биологам разложить последовательности аминокислот на молекулы ДНК и РНК, в настоящий момент мы ближе, чем когда-либо, подобрались к пониманию того, какой тип живого организма был первым. Вот тогда у нас и появится целый ряд новых вопросов.
