Сергей Ястребов - От атомов к древу. Введение в современную науку о жизни

Остается разобраться в том, как эта удивительная форма жизни вообще появилась. Впрочем, большой тайны тут нет. Можно не сомневаться, что в ходе эволюции у насекомых произошло постепенное «одомашнивание» изначально самого обычного ДНК-содержащего вируса, геном которого интегрировался в геном осы [182] Whitfield J. B., Asgari S. Virus or not? Phylogenetics of polydnaviruses and their wasp carriers // Journal of Insect Physiology , 2003, V. 49, № 5, 397–405. . Вирусов с двуцепочечной ДНК, паразитирующих на насекомых, известно достаточно много. В том, что кто-то из них стал полиднавирусом, нет ничего невероятного, известные генетические механизмы это вполне допускают.

Интересно другое: таких событий было как минимум два. Мы уже упоминали, что есть две большие группы полиднавирусов — браковирусы и ихновирусы, связанные с разными семействами ос. Так вот, эти группы вирусов не имеют общего происхождения. Во всяком случае, их общий предок полиднавирусом еще не был.

Все браковирусы, скорее всего, произошли от одного-единственного «обыкновенного» ДНК-содержащего вируса, геном которого некогда встроился в геном древней осы-бракониды [183] Whitfield J. B. Molecular and morphological data suggest a single origin of the polydnaviruses among braconid wasps // Naturwissenschaften , 1997, V. 84, № 11, 502–507. . Генетики подсчитали, что интеграция этого вируса в осиный геном произошла примерно 103 миллиона лет назад [184] Bezier A. et al. Polydnaviruses of braconid wasps derive from an ancestral nudivirus // Science , 2009, V. 323, № 5916, 926–930. . Причем общим у всех браковирусов — как и можно было ожидать — оказалось только «ядро» генома, состоящее из генов репликации и капсида. Геномную «периферию» они заимствовали у ос лишь недавно и во многом независимо друг от друга.

Об эволюционных корнях ихновирусов пока известно меньше, но есть все основания думать, что история их происхождения была примерно такой же [185] Volkoff A. N. et al. Analysis of virion structural components reveals vestiges of the ancestral ichnovirus genome // PLoS Pathogens , 2010, V. 6, № 5, e 10 00923. . И это не случайное сходство. Тут мы видим прекрасный пример параллельного хода эволюционного процесса в двух близких, но уже успевших разойтись эволюционных ветвях.

Два интересующих нас семейства ос — бракониды и ихневмониды — разошлись примерно 150 миллионов лет назад, а вирусных сожителей и те и другие, надо думать, приобрели еще спустя десятки миллионов лет [186] Strand M. R., Burke G. R. Polydnaviruses: nature’s genetic engineers // Annual Review of Virology , 2014, V. 1, 333–354. . Причем ни бракониды, ни ихневмониды не «охвачены» этими вирусами полностью. В обоих семействах есть много представителей, у которых никаких полиднавирусов нет — и, вероятно, никогда не было. Этот факт как нельзя нагляднее показывает, что обретение полиднавирусов внутри семейства браконид и внутри семейства ихневмонид произошло совершенно независимо.

Так или иначе сейчас полиднавирусами заражено — если тут применимо это слово — примерно 50 000 видов ос-браконид и примерно 14 000 видов ос-ихневмонид (в скобках отметим, что у всех этих видов до единого их, конечно, не искали — тут перед нами прикидки, сделанные на основании конфигурации эволюционного древа) [187] Strand M. R., Burke G. R. Polydnaviruses: from discovery to current insights // Virology , 2015, V. 479, 393–402. . Это означает, что все особи всех этих видов несут во всех своих клетках вирусные геномы. Впечатляющий эволюционный успех — особенно учитывая, что начаться он мог всего-навсего с двух индивидуальных вирусных частиц, которым повезло некогда встроить свои геномы в половые клетки двух древних ос. Вот так эволюция может усиливать случайные события.

«Отнесение вирусов к неживой природе, долго преобладавшее в современной биологии, имело одно непредусмотренное последствие: большинство исследователей стало игнорировать вирусы при изучении эволюции» [188] Villarreal L. P. Can viruses make us human? // Proceedings of the American Philosophical Society , 2004, V. 148, № 3, 296–323. . И в самом деле: ну что такое вирусы для обычного зоолога или ботаника? Полумифические объекты, невидимые даже под микроскопом, и вообще непонятно, живые они или нет. А если неживые, то так ли уж важно биологу их знать? Казалось, что биологическая картина мира вполне могла бы обойтись без всяких вирусов. И действительно, в большинстве написанных в XX веке трудов на эволюционные темы упоминание вирусов (если оно там вообще есть) по духу своему похоже на подстрочное примечание, которое ставят для порядка, но к которому никогда больше не возвращаются.

После открытия реальной генетической роли вирусов маятник качнулся в другую сторону. Появилась тенденция считать (или, по крайней мере, молчаливо предполагать), что вирусы — величайшие творческие агенты и что мир вирусов таит в себе скрытые причины чуть ли не всех крупных эволюционных событий, какие только происходили в истории жизни на Земле. Неудивительно, что первыми так начали думать некоторые профессиональные вирусологи. В это русло попала, например, вирусная гипотеза происхождения клеточного ядра — впрочем, так и не ставшая общепринятой (см. главу 10).