Как эволюция могла породить мейоз?

СНОБ18+

Главные вопросы секса: как и зачем

Продолжаем публикацию цикла «Зачем живые любят друг друга» о загадках размножения и других парадоксах биологии. Как эволюция могла породить мейоз?

Алексей Алексенко

1.jpg
Иллюстрация: Лика Сочкина

Глава тридцать пятая, в которой все уже рассказано, но по-прежнему ничего не понятно

Мы задали вопрос «Что самое главное в мейозе?» и не получили на него ответа. Ничего удивительного, поскольку сам вопрос был с гнильцой. Что значит «главное»? А что главное в человеческой крови? Там есть эритроциты, тромбоциты и пять типов лейкоцитов, из которых один подразделяется на три вида, и без каждого из них жить никак невозможно, не говоря уже о плазме крови. Куда любопытнее понять, как эта самая кровь произошла в ходе эволюции из обычной морской воды, которую непрестанно прокачивал через себя наш древний предок, какие усовершенствования она претерпела и почему каждое из них оказалось настолько полезным, что естественный отбор радостно ухватился за эту возможность.

Попробуем так же рассуждать о мейозе. Как сложилась эта затейливая машинка и что в ней было такого полезного, чтобы из всех потомков общего предка сложных организмов планеты до наших дней дожили лишь те, кто ею обзавелся? Те, кто ее потом по небрежности сломал или потерял, не в счет, потому что у них тоже когда-то все было. По-видимому, на всем ветвистом дереве сложной жизни — среди тех, у кого в клетках есть ядра, то есть у эукариот, — нет ни одной веточки, где ни у кого никогда не бывало мейоза. И это, конечно, большая трудность для биологов.

Беда в том, что эволюционисты привыкли высматривать в природе всякие промежуточные формы. Есть существа без глаз, есть с совсем простыми глазами, у кого-то глаза посложнее, а у некоторых просто суперглаза, как у нас с вами или у осьминогов. Раз все эти типы глаз существуют сейчас, значит, они могли существовать и в прошлом, и остается только выстроить их в линейку по степени сложности и понять, как каждое новое усовершенствование помогало обладателям этих глаз выживать. Дарвин показал этот фокус специально для тех, кто считал сложный глаз млекопитающих примером «неустранимой сложности», то есть органом, который якобы не мог возникнуть путем постепенных усовершенствований («Какая польза от половины глаза?!» — вопрошали эти демагоги). Нет, терпеливо отвечал им Дарвин: от светочувствительного пятна до сложного глаза с хрусталиком и диафрагмой можно добраться маленькими шажками, каждый из которых сделает организм более приспособленным к жизни, а потому будет поддержан естественным отбором. Эта идея — о том, что любой сложный признак можно получить из простого путем маленьких полезных усовершенствований, — называется «градуализмом», и Дарвин твердо стоял на этом.

С мейозом такой фокус не проходит, потому что никаких промежуточных ступенек вы в природе не найдете. Если вы тем не менее продолжаете верить в градуализм, то промежуточные ступеньки придется воображать из головы, и эта задачка оказалась одной из сложнейших в биологии. Размышления над ней вынудили классика эволюционной теории Уильяма Гамильтона написать в 1999 году следующие слова:

«Если есть во всей эволюционной цепочке одно событие, при мысли о котором мой разум позволяет благоговейному изумлению подавить во мне способность анализировать, и где я готов признать, что повсеместное господство дарвиновского градуализма может быть не так просто увидеть, это событие — возникновение мейоза» (из книги Narrow Roads to Gene Land: Evolution of Sex)*.

Надо полагать, Гамильтон все же находил способы овладеть собой и как-то взбодрить свою способность к анализу, потому что написал об эволюции секса не только эту книгу, но и множество статей, изобилующих плодотворными идеями на этот счет. Увы, сам Билл Гамильтон умер от малярии меньше чем через год после выхода своей книги. За последующие два десятилетия было выдвинуто множество гипотез о том, из каких именно простых шагов мог состоять путь нашего предка к мейозу. Перечислять все эти идеи нет никакого смысла, потому что во многом они перекликаются между собой, кое в чем биологи пришли к согласию (ясно, к примеру, что мейоз произошел от митоза), а чтобы всерьез анализировать отличия, ни автор, ни читатели не обладают достаточным багажом знаний. Поэтому для иллюстрации мы сейчас возьмем только одну из гипотез.

Мой выбор — статья Робина Холлидея, написанная им в соавторстве с Адамом Уилкинсом. Холлидей написал ее в 2009 году, за пять лет до своей кончины и спустя почти полвека после того, как он же предложил модель рекомбинации ДНК, включающую знаменитую крестообразную «структуру Холлидея», которая его и прославила. Вполне понятно желание ученого подвести некую черту под полувековой историей изучения рекомбинации и секса, в которую он внес столь важный вклад, — хотя сама история пока еще далека от завершения, но жизнь-то не бесконечна. К тому же авторы начали статью тем самым эпиграфом из книги Гамильтона, который я привел выше, и именно оттуда я его позаимствовал, так что остается кратко пересказать и остальное.

Итак, мейоз произошел от митоза, в этом нет никаких сомнений. В нем есть все то, что есть в митозе, но есть и кое-что еще. Уилкинс и Гамильтон насчитали четыре таких важных добавления.

Во-первых, спаривание гомологичных хромосом.

Во-вторых, рекомбинация между гомологами (а не между сестринскими хроматидами, как это чаще всего бывает в обычной жизни клетки).

В-третьих, отказ сестринских хроматид расставаться в первом делении (мы еще помним, что их склеивает белок когезин, а другой белок, монополин, придает асимметрию кинетохору, так что нити веретена деления прикрепляются к хромосоме только с одной стороны).

В-четвертых, отсутствие удвоения хромосом перед вторым делением мейоза.

Проблема для тех, кто ищет «градуалистическое» объяснение этого сложного механизма, в том, что для успеха предприятия нужны все четыре элемента: без любого из них задача не будет выполнена.

Мы уже упоминали красивую идею Томаса Кавалье-Смита: наши «в-третьих» и «в-четвертых» можно легко объединить общей логикой. При обычном клеточном делении когезиновый клей полностью растворяется перед тем, как хромосомы разойдутся по разным ядрам. Отсутствие этого клея — верный признак, что деление прошло нормально и клетке пора снова удваивать свои хромосомы. А после удвоения сестринские хроматиды вновь окажутся склеенными. Итак: пока хроматиды склеены, удваивать хромосомы не надо. А при мейозе после первого деления они как раз и остаются склеенными, так что «в-четвертых» наступает совершенно естественным образом: клетка решает, что репликация ДНК уже произошла и можно сразу переходить к следующему делению. Кавалье-Смит считал, что именно это и есть тот самый главный шаг, который сделала эволюция для превращения митоза в мейоз.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Турция, Испания, Индия, Япония, Корея: cекреты роскошных волос из разных стран Турция, Испания, Индия, Япония, Корея: cекреты роскошных волос из разных стран

На какие только ухищрения не идут заморские красавицы ради роскошных волос

Лиза
Изменить привычкам Изменить привычкам

Стрессовое время вполне подходит для того, чтобы заняться улучшением жизни

Psychologies
Анемия у детей Анемия у детей

Причины и симптомы анемии у детей

Лиза
Как не потерять себя в мире, где все одинаковы: фрагмент из сборника рассказов «Невидимые голоса» — о бедности Как не потерять себя в мире, где все одинаковы: фрагмент из сборника рассказов «Невидимые голоса» — о бедности

Если просто, это книга о надежде — надежде на тепло и понимание

Правила жизни
«Все молодцы, кроме меня»: как синдром упущенной выгоды портит нам жизнь «Все молодцы, кроме меня»: как синдром упущенной выгоды портит нам жизнь

У тебя бывало ощущение, что все, кроме тебя, живут насыщенной?

VOICE
«Россия, Петербург, снега, подлецы, департамент — все это мне снилось» «Россия, Петербург, снега, подлецы, департамент — все это мне снилось»

Выбранные места из переписки с друзьями в эмиграции

Weekend
«Очерки советской экономической политики в 1965-1989 годах» «Очерки советской экономической политики в 1965-1989 годах»

Как чиновники определяли развитие энергетики

N+1
Посмотри мне в глаза Посмотри мне в глаза

Как убрать нависшее веко: методы, которые помогут справиться с проблемой

Лиза
Анна Большова: Анна Большова:

У нас в театре такого еще не было, это беспрецедентный случай

Коллекция. Караван историй
«Я — инфантильный человек»: 3 шага, чтобы повзрослеть «Я — инфантильный человек»: 3 шага, чтобы повзрослеть

Как проявляется инфантилизм и что делать, если вы обнаружили его признаки у себя

Psychologies
Действительно ли «не в деньгах счастье»? Ученые нашли ответ на этот вопрос Действительно ли «не в деньгах счастье»? Ученые нашли ответ на этот вопрос

Достаточно пятизначной суммы в твердой валюте, чтобы жизнь заиграла красками

Psychologies
Стоит ли прощать родителей, которые били вас в детстве? Стоит ли прощать родителей, которые били вас в детстве?

Как ребенку, продолжая любить родителей, защищаться от агрессии?

Psychologies
Что возбуждает мужчину больше всего: слова, запахи, тело Что возбуждает мужчину больше всего: слова, запахи, тело

О секретах мужской сексуальности рассказала врач-сексолог

Psychologies
14 признаков настоящей дружбы: проверьте себя 14 признаков настоящей дружбы: проверьте себя

Ученые попытались разложить дружбу на составляющие

Psychologies
Незамерзайка для машины: как выбрать и сколько стоит Незамерзайка для машины: как выбрать и сколько стоит

На что обратить внимание, выбирая эффективную незамерзайку?

РБК
5 книг, которые спасут от осенней хандры 5 книг, которые спасут от осенней хандры

Подборка книг, которые помогут быть счастливыми даже в самую печальную пору

Psychologies
Стресс налицо... Стресс налицо...

Переживания неизбежно отражаются на нашем облике

Лиза
Сама по себе Варя Сама по себе Варя

Варвара Феофанова — об узнаваемости, экспериментах в кино и работе с мужем

OK!
Пароход и человек Пароход и человек

Пароходы — важнейшая страница в истории человечества

Y Magazine
9 самых популярных видов маникюра: уход, лечение и нейл-арт 9 самых популярных видов маникюра: уход, лечение и нейл-арт

Рассказываем об основных профессиональных видах ухода за ногтями

РБК
Государство — это всё: как любимый философ Путина воспринял бы новую идеологию России Государство — это всё: как любимый философ Путина воспринял бы новую идеологию России

Почему российское государство не может выработать собственную идеологию?

Forbes
Денис Конанчук: «Лидерам сегодня не у кого подсмотреть готовые решения» Денис Конанчук: «Лидерам сегодня не у кого подсмотреть готовые решения»

Нынешний кризис существенно отличается от предыдущих

РБК
Китайские ученые: люди, которые считают себя привлекательными, чаще ведут себя эгоистично Китайские ученые: люди, которые считают себя привлекательными, чаще ведут себя эгоистично

Люди, которые считают себя привлекательными, готовы жертвовать другими

Inc.
«Не та почка» или 10 фатальных медицинских ошибок: откровенные признания, сделанные пациентами «Не та почка» или 10 фатальных медицинских ошибок: откровенные признания, сделанные пациентами

Рассказываем о частых оплошностях, которые могут произойти с пациентами

ТехИнсайдер
Полосатые озорники: 4 факта о бурундуках Полосатые озорники: 4 факта о бурундуках

Жизнь бурундука вовсе не похожа на приключения экранных героев

Вокруг света
5 продуктов, которые необходимо добавить в рацион после 40 лет 5 продуктов, которые необходимо добавить в рацион после 40 лет

Что обязательно нужно добавить в свое меню, когда вам немного за сорок?

Psychologies
Александра Флоринская. Неправильная актриса Александра Флоринская. Неправильная актриса

Думаю, в моем случае судьбы артистки трудно было избежать

Караван историй
Дать себе волю Дать себе волю

Отчего же мы не спешим упражняться в управлении своей жизнью?

Psychologies
Ар-брют: искусство, которое зародилось в кабинете психиатра Ар-брют: искусство, которое зародилось в кабинете психиатра

Ар-брют — грубое и необработанное искусство

Psychologies
5 самых смертоносных видов оружия за всю историю: от напалма до атомной бомбы 5 самых смертоносных видов оружия за всю историю: от напалма до атомной бомбы

Виды вооружений, соперничать с которыми на всей Земле не мог никто

ТехИнсайдер
Открыть в приложении