Чтение онлайн

Митохондрия хранит верность матери

Сперматозоид передает только свою нуклеиновую кислоту ДНК. Яйцеклетка также передает свою нуклеиновую кислоту ДНК, но сохраняет свои митохондрии, а следовательно, после оплодотворения сохраняет свою митохондриальную ДНК. Ребенок, вне зависимости от пола, получит митохондрии матери и хромосомы матери и отца. Проникнув в яйцеклетку, сперматозоид теряет свой хвостик. Сквозь мембрану яйцеклетки проникает только ядро, не содержащее митохондрий, так что в оплодотворенном яйце будет только мужская хромосомная информация. На этом утверждении основана теория митохондриальной Евы. Согласно этой теории, мы все произошли от одной африканской матери. Об этом мы расскажем несколько позже.

Ключ эволюции – организм, имеющий пол

Какое преимущество получила природа более миллиарда лет назад, когда усложнила форму жизни, оказав предпочтение половому хромосомному методу размножения вместо простого деления? Это усложнение открыло живым организмам феноменальные возможности эволюции. Больше ни один цельный организм не будет скопирован точь-в-точь. Гены, подлинные повелители наших предков и нашего потомства, подверглись многочисленным изменениям. Эти изменения могут быть вторичными как по отношению к мутации, так и к генетическому смешиванию хромосом из гамет матери и отца во время формирования эмбриона. Организм, который в результате появится на свет, не будет похож ни на кого, но вместе с тем будет содержать в себе признаки прошлых поколений.

ДНК практически бессмертна. Меняется только ее оболочка

После первой революции, заключавшейся в появлении живых организмов с половым размножением, наступает вторая, когда возникает пищевая цепочка: хищники и добыча. Естественный отбор идет полным ходом. Одни особи оказываются более приспособленными к охоте, чем другие. Удивительно: к виду, не претерпевшему изменений на протяжении 400 млн лет, относится акула! Ископаемые образцы свидетельствуют о том, что 570 млн лет назад в море появились многоклеточные организмы, а чуть позже, около 400 млн лет назад, трилобиты и папоротники. Трилобиты уже представляют собой довольно сложные организмы. Глаза трилобитов состоят из сотни фасеток, как у современной мухи. Точно так же, как глаза трилобитов можно назвать самыми первыми глазами на планете, можно сказать, что человек, без сомнения, первое живое существо на нашей Голубой планете, овладевшее даром речи.

Трилобиты, первыми увидевшие Землю, передали способность видеть многочисленным видам. Возможно, человек является исходной точкой для других видов, которые получат способность разговаривать. За время эволюции акула сохранила свой внешний облик. Тело акулы состоит из хрящевых тканей, ибо костной ткани в то время еще не существовало. Став непревзойденным океанским охотником, акула сумела выжить как вид. Она находится на вершине пищевой цепочки. Вместе со скатами она бороздит океанские воды, пожирая гладкокожих, без плавников и зубов, рыб, появившихся 530 млн лет назад. Эти первые рыбы питаются планктоном. Но вскоре появляются организмы, обладающие костным скелетом. Фосфат кальция, основной строительный материал для костей, устоявших перед испытанием временем, позволяет нам узнать о существовании этих животных на основании их ископаемых остатков. Течет время, изменяется климат, многочисленные виды появляются и исчезают. Разнообразие живого мира впечатляет. Эволюция медленно подготавливает появление приматов.

Известные нам сегодня рыбы имеют внутренний осевой скелет, состоящий из окостеневшей хрящевой ткани. Рыбы бороздят океаны. С появлением амфибий и рептилий формируется дыхательная система, пригодная для жизни на суше. Промежуточным звеном между рыбой и саламандрой является акантостега, жившая 350 млн лет назад. Метаморфоза, позволившая животным завоевать землю, начинается 330 млн лет назад. Изменяется скелет. Локомоторный аппарат, прежде не соединенный с тазовым поясом, теперь плотно с ним соединяется, чтобы удержать тяжесть собственного тела на твердой земле. Отныне важную роль играет сила тяжести. Чтобы передвигаться по твердой земле, надо иметь достаточно прочный и стабильный костяк. Надо развивать дыхательную систему, приспосабливая ее к нашей земной атмосфере. По мере того как море отступает, освобождая место для суши, по мере того как озера постепенно исчезают, животные морских глубин, чтобы выжить, вынуждены приспосабливаться к твердой земле и воздуху. Повелителями нашего земного мира постепенно становятся рептилии. Множатся растения. Водный мир делится на моря и реки. Акула сохраняет свое доминирующее положение. Рептилия медленно, но уверенно движется по тропе эволюции к млекопитающему. Утконос – промежуточное звено между ними – дожил до наших дней. Это чудное существо, очень странное. У него теплая кровь, он выкармливает детенышей молоком, но откладывает яйца.

250 млн лет назад эволюция потерпела глобальную катастрофу. По невыясненным до сих пор причинам вымерло больше половины живых организмов, обитавших в воде.

Удивительная эпопея динозавров начинается около 200 млн лет назад. На нашей планете воцаряются уникальные рептилии, устанавливается тропический климат, в котором до гигантских размеров вырастают не только травы и деревья, но и животные. Земля обретает краски, появляются цветы. Обнаруживается новый вид мелкой живности – млекопитающие.

Начинается общение посредством звуков. Разумеется, общение еще в зачаточном состоянии, но оно уже есть. И не только благодаря формированию уха у мелких млекопитающих, но также благодаря появлению примитивных ушей у динозавров. Ибо наличие уха – предварительное условие для осуществления звуковой коммуникации. У млекопитающего уже есть маленькие косточки, барабанная перепонка и некое подобие внутреннего уха. Идет формирование необходимого звена человеческого голоса. Появляется орган, воспринимающий нашу речь. У динозавра есть ухо, однако оно гораздо менее восприимчивое. Слышится шум. Доносится ворчанье. Это еще не настоящий голос. Но он уже на пути к нам. Каким образом на нашей планете, где господствуют динозавры, смогут развиться млекопитающие?

Катастрофа или чудо?

Отправимся на 65 млн лет назад. Небо ясное. На горизонте светит солнце. Внезапно космическое пространство пронзает астероид, движущийся со скоростью 16 км в секунду. Огненный шар озаряет небо над Голубой планетой. Шар приближается. По мере прохождения слоев стратосферы скорость его увеличивается. Его точка прицела находится в Мексиканском заливе, на полуострове Юкатан. Это астероид диаметром 12 км. Он с размаху врезается в полуостров. Угол его падения равен 30°. Он взрывается. Сила взрыва ужасающая. Образуется кратер диаметром 300 км. Происходит чудовищный, не имеющий прецедентов на нашей планете катаклизм. В атмосферу выбрасывается гигантское облако из дыма, пыли и каменистых обломков. За несколько часов, несколько дней Северная Америка, а затем и вся планета окутались пылевым облаком. В момент столкновения вспыхнули и распространились пожары. На многие сотни километров выгорело все живое. Ударная волна уничтожила животный и растительный мир на многих тысячах километров вокруг кратера. Резкое потепление атмосферы оказалось настолько мощным, что повлекло за собой высвобождение атомарного азота в воздух. Произошла химическая реакция. Следствием ее стал губительный кислотный дождь. Поверхность Земли превратилась в безжизненную пустыню. К смертельным дождевым потокам прибавилась высвободившаяся после столкновения тепловая энергия, создавшая парниковый эффект.

На месте столкновения находят иридий, деформированный кварц и мельчайшие алмазы, разбросанные вокруг кратера Юкатана. Эти открытия подтверждают астероидную теорию, объясняющую, по мнению Луиса Альвареса, исчезновение динозавров. Столкновение вызвало потоп, выброс значительного количества тепловой энергии, цепную химическую реакцию и на несколько месяцев, а вероятно, даже лет погрузило Землю в полный мрак.

Солнце больше не может согреть планету. Завеса из пыли препятствует проникновению солнечных фотонов. Земля остывает. Фотосинтез, необходимый для образования кислорода, почти не происходит. Тысячи видов вымирают, исчезают навсегда, будь то растения (90 %) или животные (70 %). Наступает конец царства динозавров. Чудо или катастрофа? Не за горами появление человека.

Постепенно жизнь берет свое. Плотное пылевое облако редеет. Снова появляется синее небо. Возобновляется активный процесс фотосинтеза. В русле реки времени уверенно маршируют млекопитающие, и это русло неуклонно ведет к появлению Ното vocalis. Наблюдая за полетом птицы над морем, мы наблюдаем за полетом ее предка динозавра.

Млекопитающее стучится в дверь

Климат становится более мягким. Млекопитающие благоденствуют и плодятся. Эволюция подготавливает возникновение человека. Появляются сумчатые, у них зародыш развивается во внешней материнской сумке. Затем начинают появляться плацентарные млекопитающие – прямая линия, ведущая к человеку. Их зародыш развивается внутри тела, в матке. Пространственно-временная траектория неумолимо движется вперед. Средства общения между млекопитающими неуклонно обогащаются. У летучих мышей, появившихся 55 млн лет назад, обнаруживается способность к эхолокации – возможности ориентироваться с помощью ультразвука. У дельфина развита такая же способность, сочетающаяся с рядом других звуковых сообщений, о которых мы поговорим позже.

Ген FOXP2, ставший пусковым механизмом образования речи, скоро начнет активно развиваться. Если, конечно, речь не идет о мутации.

Эволюция прогрессирует не только посредством мутации ДНК, но также и в связи с пищевой цепочкой. Любое травоядное зависит от растений, которыми оно питается. Но разве эти растения не трансформируют солнечную энергию в энергию биологическую?

В период эмбриональной жизни млекопитающее ускоренным порядком проходит путь, проделанный нами за несколько сотен миллионов лет. Вот этот путь: встреча двух клеток-гамет, затем образование многоклеточного существа, обладающего двумя слоями зародышевых клеток. Затем появляются живые организмы с тремя слоями зародышевых клеток. У человеческого эмбриона эти слои (листки) получают название эктодермы, мезодермы и энтодермы. Это структурная основа человека. Из массы клеток энтодермы образуются внутренние органы, ответственные за наше пищевое поведение. Эктодерма формирует наружный слой кожи, а из мезодермы, срединного зародышевого листка, формируются наши внутренние органы. Вот и получился человеческий эмбрион! Такова гипотеза, выдвинутая в конце XX века. Девять месяцев внутриутробного развития маленького человечка удивительным образом напоминают известную нам эволюцию от амебы к человеку.