появления необходимо было усовершенствовать несколько сотен белков и обеспечить их слаженную работу. Этот процесс полностью соответствует дарвиновской теории эволюции и происходит медленно, но не обязательно медленно по геологическим меркам. В геологической летописи мы обычно наблюдаем долгие периоды стазиса, изредка прерываемые периодами быстрых изменений. В геологических масштабах такие изменения происходят быстро, но в масштабах поколений это далеко не всегда так: просто ограничения, которые прежде препятствовали изменениям, вдруг исчезают. Естественный отбор очень редко способствует изменениям. Чаще всего он, напротив, не позволяет популяции спуститься с пика адаптивного ландшафта, отсеивая отклоняющиеся формы. И лишь после значительных изменений адаптивного ландшафта (так сказать, адаптивных землетрясений) отбор может не только способствовать стазису, но и вызывать изменения. И тогда он может действовать с невероятной скоростью. Замечательный пример такого процесса – появление зрения. Глаза возникли во время “кембрийского взрыва”, и на их развитие потребовалось около 2 млн лет: по сравнению с сотнями миллионов лет докембрия это до неприличия быстро. Почему долгий застой вдруг сменился периодом исключительно быстрых изменений? Возможно, из-за повышения уровня кислорода отбор впервые стал способствовать развитию крупных подвижных животных: хищников и их жертв, обладавших глазами и крепким панцирем[83]. Существует математическая модель, которая позволяет рассчитать, сколько времени может занять эволюция глаза из простого светочувствительного пятна какого-нибудь червя. Если предположить, что жизненный цикл червя составляет один год, а в каждом поколении морфологическое строение может измениться не более чем на 1 %, то для возникновения глаза потребуется лишь полмиллиона лет.
Сколько же нужно времени для развития ядра, полового размножения или фагоцитоза? Почему на это может потребоваться больше времени, чем на развитие глаза? Одна из задач, которые нам предстоит решить – расчет минимального времени, которое требуется для развития эукариот из прокариот. Перед тем как приступить, нужно больше узнать о последовательности событий, связанных с появлением эукариот. На первый взгляд, нет оснований думать, что для этого нужны сотни миллионов лет. Может быть, хватит и 2 млн? Если считать, что в день клетка делится один раз, за это время сменится около 1 млрд поколений. Сколько же их нужно? После того, как исчез энергетический барьер, не позволявший эукариотам достичь сложности, я не вижу причин, по которым эукариотические клетки не могли возникнуть за сравнительно короткий промежуток времени. По сравнению с 3 млрд лет прокариотического застоя это действительно выглядит как прорыв, хотя это, по сути, процесс эволюции по Дарвину.
То, что эволюция может идти быстро, еще не означает, что так было на самом деле. Но есть серьезные основания полагать, что эволюция эукариот действительно происходила быстро. Одно из таких оснований – нетерпимость природы к пустоте. Проблема именно в том, что у эукариот есть почти все, а у прокариот – почти ничего. Такое состояние должно быть нестабильным. В гл. 1 мы рассматривали архезоев: относительно просто устроенных одноклеточных эукариот, которых некогда ошибочно считали промежуточным звеном между прокариотами и эукариотами. Это сборная группа организмов, которые произошли от более сложных предков, обладавших полным набором эукариотических признаков. Архезои не являются
Архезои не были вытеснены другими организмами, значит, в тех же экологических нишах могли выжить и простые переходные формы. Ничто не препятствует тому, чтобы их занимали настоящие переходные формы: клетки без митохондрий, или без ядра, или без пероксисом, или без системы мембран – без комплекса Гольджи и без эндоплазматического ретикулума. Если бы развитие эукариот шло медленно – десятки, сотни миллионов лет, – то должно было остаться множество стабильных промежуточных форм: клеток, у которых отсутствуют те или иные эукариотические признаки. Они должны занимать те же экологические ниши, которые сейчас занимают архезои, и некоторые из этих подлинных эволюционных переходных форм обязательно должны были выжить и стать мостом через пропасть. Но таких организмов нет! Несмотря на долгие поиски, не удалось найти ни одно дожившее до наших дней настоящее промежуточное звено. Если их не вытеснили другие организмы, то почему никто не выжил? Я полагаю, все из-за того, что они были генетически нестабильными. Есть не так уж много путей через пустоту, и большинство промежуточных форм погибло.
Это наводит на мысль о малом размере популяции. Большой размер популяции – признак эволюционного успеха. Если бы первые эукариоты процветали, они должны были активно распространяться, занимать новые экологические ниши и давать новые ветви. В таком случае они должны были быть генетически стабильными и хоть кто-нибудь выжил бы. Но этого не произошло. Вероятнее всего, первые эукариоты были генетически нестабильными, существовали в малых популяциях и очень быстро эволюционировали.
Еще одно доказательство – тот факт, что для всех эукариот характерны одни и те же свойства. До чего это странно! Всех людей объединяет набор одинаковых признаков: прямохождение, отсутствие шерсти, отставленные большие пальцы, крупный мозг, использование языка. Все это следствие нашего общего происхождения и непрерывного скрещивания (иначе говоря, секса). Это самое простое определение вида: популяция особей, скрещивающихся друг с другом. Группы особей, которые не скрещиваются друг с другом, обособляются и приобретают различающиеся признаки: становятся новыми видами. Но с первыми эукариотами такого не произошло – эукариот объединяет один набор основных признаков. Судя по всему, первые эукариоты представляли собой популяцию, в которой все особи скрещивались, то есть занимались сексом.
Можно ли добиться того же результата, пользуясь другими способами размножения? Не думаю. Бесполое размножение – клонирование – быстро
