Ричард Докинз - Сліпий годинникар - як еволюція доводить відсутність задуму у Всесвіті

Робочою частиною вірусу є план РНК. Ззовні його неможливо відрізнити від будь-яких інших робочих креслень РНК, що вільно плавають навколо після зняття з оригіналу ДНК бактерії. Але якщо прочитати невеличку роздруківку вірусної РНК, виявиться, що там написано щось диявольське. Літери роз’яснюють план створення РНК-реплікази для продукування машин, що виготовляють більше копій тих самих планів РНК, що виробляють більше машин, які створюють більше копій планів, які роблять більше…

Таким чином, завод, немов терористи, захоплюють ці своєкорисливі креслення. У певному сенсі він сам аж кричав, щоб його захопили. Якщо ви заповнюєте свій завод настільки складними машинами, здатними зробити все, що накаже їм будь-яке креслення, навряд чи варто дивуватися, коли рано чи пізно виникне креслення, яке накаже цим машинам копіювати себе. Завод заповнюється дедалі більшою кількістю цих шахрайських машин, кожна з яких потоком випускає шахрайські креслення для створення нових машин, що виготовлятимуть іще більше самих себе. Зрештою нещасна бактерія вибухає й випускає мільйони вірусів, що інфікують нову бактерію. Отакий він, звичайний життєвий цикл вірусу в природі.

Я назвав РНК-репліказу і РНК відповідно машиною й кресленням. Ними вони в певному сенсі й є (що розглядатиметься з інших позицій в одному з наступних розділів), але вони є також молекулами, і для людей-хіміків можливо очистити їх, розлити по пляшках і зберігати на полиці. Саме це й зробили в 1960-х роках в Америці Сол Шпіґельман і його колеги. А потім вони помістили ці дві молекули разом у розчин, і сталася цікава річ. Молекули РНК у пробірці працювали як шаблони для синтезу копій самих себе, в чому їм допомагала присутність РНК-реплікази. «Верстати» і «креслення» були екстраговані й поміщені на зберігання в холодильник окремо одне від одного. Та щойно вони отримали доступ одне до одного, а також до дрібних молекул, необхідних як сировина, у воді, обидві повернулися до своїх старих фокусів, навіть попри те, що вони перебували вже не в живій клітині, а у пробірці.

Тут уже недалеко й до природного відбору та еволюції в лабораторії. Це лише хімічна версія комп’ютерних біоморфів. Здебільшого експериментальний метод полягає в тому, щоб вибудувати довгий ряд пробірок, кожна з яких містить розчин РНК-реплікази, а також сировини — дрібних молекул, які можна використовувати для синтезу РНК. Кожна пробірка містить у собі «верстати» й «сировину», але наразі все це простоює без роботи через брак необхідного «креслення». Аж ось у першу пробірку потрапляє крихітний об’єм самої РНК. Репліказний апарат одразу ж починає працювати й виробляє багато копій свіжододаних молекул РНК, що поширюються пробіркою. Тепер крапля розчину з першої пробірки переноситься в другу. Там процес повторюється, а потім крапля розчину використовується для засівання третьої пробірки, і т. д.

Час від часу через випадкові помилки в копіюванні спонтанно виникає трохи інша, мутантна молекула РНК. Якщо з якоїсь причини новий різновид є конкурентоздатнішим порівняно зі старим у тому сенсі, що, можливо через його низьку «липкість», він реплікується швидше чи якось іще ефективніше, новий різновид, очевидно, поширюватиметься пробіркою, в якій він виник, чисельно переважаючи батьківський тип, що його породив. Тоді під час перенесення краплі розчину до наступної пробірки її засіватиме вже новий, мутантний, різновид. Якщо дослідити РНК в довгій послідовності пробірок, ми побачимо те, що можна назвати лише еволюційною зміною. Конкурентоздатніші різновиди РНК, отримані після кількох «поколінь» у пробірці, можна розлити по пляшках і підписати для майбутнього використання. Один різновид, наприклад під назвою V2 , реплікується значно швидше, ніж звичайна РНК Q -бета, мабуть через свій менший розмір. На відміну від РНК Q -бета, він не мусить «перейматися» наявністю планів для створення реплікази. Репліказа вільно надається експериментаторами. РНК V2 використовувалась як відправна точка для цікавого експерименту Леслі Орджела та його колег у Каліфорнії, в якому вони нав’язували їй «складні» умови навколишнього середовища.

Вони додавали до своїх пробірок отруту під назвою бромистий етидій, що пригнічує синтез РНК, ускладнюючи роботу «верстатів». Орджел із колегами почали зі слабкого розчину цієї отрути. Спочатку отрута знизила швидкість синтезу, але після еволюції приблизно впродовж дев’яти перехідних «поколінь» у пробірках був відібраний новий штам РНК, стійкий до отрути. Швидкість синтезу РНК тепер була порівнянною зі швидкістю для звичайної РНК V2 за відсутності отрути. Після цього Орджел із колегами подвоїли концентрацію отрути. Швидкість реплікації РНК знову впала, але приблизно ще через 10 перехідних пробірок з’явився штам РНК, що був імунним навіть до вищої концентрації отрути. Потім концентрацію отрути подвоїли знову. У такий спосіб, шляхом послідовних подвоєнь, експериментатори примудрилися вивести штам РНК, здатний до самореплікації за дуже високих концентрацій бромистого етидію, у 10 разів вищих за концентрацію отрути, що пригнічувала первинну, предкову РНК V2 . Учені назвали цю нову стійку РНК V40 . Еволюція V40 із V2 тривала приблизно 100 перехідних «поколінь» у пробірках (звісно, насправді багато поколінь реплікації РНК з’являється й усередині кожної перехідної пробірки).