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

В общем, «сейчас представляется, что все известные линии эукариот, дожившие до современности, возникли за промежуток времени, гораздо более короткий, чем время, прошедшее с тех пор. А отсюда следует важный вывод: ни одна современная группа эукариот не может быть значительно примитивнее других» [381] Baldauf , 2003. .

Когда стало понятно, что построить филогенетическое древо эукариот все же удается, иные исследователи сочли было это мнение Эрве Филиппа старомодным заблуждением [382] Завадский К. М., Колчинский Э. И. Эволюция эволюции. — Л.: Наука, 1977. . Но не исключено, что тут они поспешили с выводами.

Во-первых, эволюционный процесс не может идти совершенно одинаково во все времена и во всех таксонах. Существует такое понятие, как «эволюция эволюции» [383] Simpson G. G. Periodicity in vertebrate evolution // Journal of Paleontology , 1952, V. 26, № 3, 359–370. . А возникновение эукариотной клетки — это одно из самых уникальных событий во всей истории жизни на Земле, и нет ничего удивительного, если в его временной окрестности эволюция шла в необычном (с нашей точки зрения) режиме.

Во-вторых, необычность этого режима все-таки не стоит преувеличивать. Ситуация, когда за короткий промежуток времени один предок дает множество эволюционных ветвей, давно известна биологам и особенно палеонтологам: она называется взрывной эволюцией(explosive evolution) [384] Colbert E. H. Explosive evolution // Evolution , 1953, V. 7, № 1, 89–90. [385] Chaline J. Rodents, evolution, and prehistory // Endeavour , 1977, V. 1, № 2, 44–51. . Хорошо изученные примеры таких событий есть, например, в эволюции млекопитающих [386] Rokas A., Carroll S. B. Bushes in the tree of life // PLoS Biology , 2006, V. 4, № 11, e352. . Ничто не мешало подобному «взрыву» произойти и в начале эволюции эукариот. Напротив, к этому были все предпосылки. И тут не надо допускать никаких неизвестных факторов, все вполне укладывается в классическую эволюционную теорию.

Если «эукариотный Большой взрыв» действительно имел место, то нам, как ни странно, не столь уж и важно знать, в каком именно порядке там расходились главные эволюционные стволы [387] Pawlowski J. The new micro-kingdoms of eukaryotes // BMC Biology , 2013, V. 11, № 1, 40. . В любом случае первые члены этих стволов почти ничем не отличались друг от друга: при эволюции путем дивергенции иначе и быть не может. А вот что по-настоящему интересно — это кто из них к чему приспосабливался и как они потом делили между собой адаптивные зоны. Обо всем этом мы пока знаем очень мало. Но, видимо, узнаем и больше: установленное эволюционное древо дает для этого неплохую основу.

Настало время сделать очередной шаг вперед. Мы уже успели привыкнуть к тому, что эукариоты делятся на пять-шесть супергрупп. И даже если границы этих супергрупп несколько перекраиваются, общая картина остается более-менее той же.

Проблема в том, что существует несколько небольших групп эукариот, которые ни в какие супергруппы включить не удается (по крайней мере, без серьезных трудностей, натяжек и споров). Мы уже упоминали две такие группы — это гаптофиты и криптомонады. Но есть и другие, менее известные, зато еще более загадочные.

Известный протистолог Ян Павловский метко назвал эти загадочные группы «микроцарствами» [388] Walker G., Dacks J. B., Martin Embley T. Ultrastructural description of Breviata anathema, n. gen., n. sp., the organism previously studied as «Mastigamoeba invertens» // Journal of Eukaryotic Microbiology, 2006, V. 53, № 2, 65–78. . Обсудить их все тут нет никакой возможности, иначе эта глава превратится в справочник. Краткое перечисление тем более не выход: те, кто всерьез заинтересуется темой, легко найдут его в научных статьях, а всех остальных множество мудреных латинских названий скорее отпугнет. Поэтому, чтобы получить какое-то представление о сути дела, но в то же время не запутаться, мы сейчас кратко поговорим всего о трех живых организмах, явно относящихся к «микроцарствам». В двух случаях это будут отдельные роды, а в третьем — группа из нескольких родов: бревиата, коллодиктион и апузомонады (см. рис. 15.14).

Бревиата — это одноклеточное амебообразное существо со жгутиком, живущее в солоноватых водоемах. Жгутик у бревиаты один и направлен вперед, в отличие от опистоконтов, у которых он тоже один, но направлен назад. При этом второй жгутик у нее, безусловно, когда-то был: электронная микроскопия обнаружила в клетке его остатки [389] Heiss A. A., Walker G., Simpson A. G. B. The flagellar apparatus of Breviata anathema, a eukaryote without a clear supergroup affinity // European Journal of Protistology , 2013, V. 49, № 3, 354–372. [390] Minge M. A. et al. Evolutionary position of breviate amoebae and the primary eukaryote divergence // Proceedings of the Royal Society of London, B: Biological Sciences , 2009, V. 276, № 1657, 597–604. . Наряду со жгутиком у бревиаты есть и ложноножки — вполне типичные, как у самой настоящей амебы. Положение бревиаты на эволюционном древе остается спорным. Достаточно правдоподобно выглядит версия, что это самый примитивный современный представитель супергруппы амебозоев [391] Burki , 2014. . Тогда получается, что эволюционная ветвь, которую образует бревиата, — сестринская по отношению ко всем остальным амебозоям, вместе взятым. Но иногда бревиату вообще не включают в супергруппу амебозоев, оставляя за ее пределами [392] Brown M. W. et al. Phylogenomics demonstrates that breviate flagellates are related to opisthokonts and apusomonads // Proceedings of the Royal Society of London, B: Biological Sciences , 2013, V. 280, № 1769, 20131755. . И возможно, это разумнее, учитывая, что есть и такие результаты, которые больше сближают бревиату с опистоконтами [393] Cavalier-Smith , 2009. . В любом случае получается, что бревиата примыкает к самому основанию какой-то из этих двух смежных ветвей. А что, если в лице бревиаты перед нами и вовсе третья ветвь, имеющая тот же ранг, что опистоконты с амебозоями, и возникшая одновременно с ними? Такая гипотеза труднопроверяема (и потому непопулярна), но с точки зрения эволюционной теории в ней нет ничего невероятного.