Дэвид Кристиан - Большая история [С чего все начиналось и что будет дальше]

После того как появились крупные формы жизни, они стали переделывать биосферу так же сильно, как и мелкие, но иначе. Многоклеточные заселили и преобразовали континенты. Большие растения перемололи горные породы в почвы, ускорили выветривание и превратили пыльные, каменистые поверхности молодой Земли с ее окаймленными строматолитами берегами в пышные экзотические сады, леса и саванны последнего полумиллиарда лет. Накачивая в воздух кислород, сухопутная зеленая растительность изменила атмосферу. Около 400 млн лет назад Земля стала привыкать к новой высокой норме содержания кислорода (более 15 % атмосферы в противовес старой норме, составлявшей менее 5 %) и низкому содержанию углекислого газа (несколько сотен, а не тысяч частей на миллион). Растения образовали новые ниши для животных, а грибы и бактерии вычищали, разлагали и перерабатывали для вторичного использования останки. Многоклеточные также изменили облик океана, наполнив его странными новыми созданиями от креветок до морских коньков, от осьминогов до синих китов.

В течение последнего миллиарда лет самые главные клеточные нововведения происходили не внутри клеток (здесь бóльшую часть работы сделали прокариоты), а в изменчивой архитектуре связей между ними. Первые многоклеточные состояли из клеток, слабо связанных друг с другом, как, например, в строматолите, где их миллиарды. Они были больше похожи на стадо, чем на организм. На самом деле многие бактерии демонстрируют стадное поведение, что говорит о некой зачаточной системе коммуникации. На практике это означает, что вычислительные сети каждой клетки соединены в вычислительную систему, строящуюся из множества отдельных клеток.

Возможно, некоторые из древних многоклеточных были многоклеточными на полставки, как современные слизевики. Диктиостелиум – амеба. Большую часть времени ее клетки ведут самостоятельную жизнь, но, когда не хватает питания, они тысячами собираются в слизистое скопление, более крупное образование, способное двигаться в поисках пищи. У этого скопления есть возможности, которых нет у отдельных особей, например оно способно перемещаться на большие расстояния к теплу и свету. А по ходу движения отдельные клетки могут меняться и брать на себя разные роли: кто-то превращается в споры, кто-то – в часть ножки или ступни. Диктиостелиум демонстрирует несколько важных вещей. Во-первых, многоклеточность возникала неоднократно и у некоторых групп организмов развивается прямо сейчас. Во-вторых, как и у живого в целом, у многоклеточных есть пограничная серая зона, организмы которой трудно классифицировать [95] Michael J. Benton . The History of Life: A Very Short Introduction. Oxford: Oxford University Press, 2008, loc. 766, Kindle; см. также: Dennis Bray . Wetware: A Computer in Every Living Cell. New Haven, CT: Yale University Press, 2009, loc. 2008 et sec, Kindle. . В-третьих, многоклеточность приумножает вычислительные мощности отдельных клеток, повышая их способность обрабатывать информацию об окружающей среде.

В полноценных многоклеточных организмах все клетки специализированны и взаимозависимы, так что они не могут выжить поодиночке. На самом деле истинная многоклеточность – это крайняя форма симбиоза. При этом сотрудничество облегчает то, что большинство клеток здесь генетически идентичны. Они – одна семья. Так что каждая из них поддерживает своей работой весь организм и иногда даже жертвует жизнью во благо остальных. Клетки в самом деле часто самоуничтожаются, как пилоты-камикадзе, когда перестают хорошо работать или больше не нужны; этот процесс биологи называют апоптозом. Сегодня в вашем теле целых 50 млрд клеток покончат с собой через апоптоз.

Обмен информацией в многоклеточном организме так же важен, как в современном обществе. В основном межклеточное общение происходит с помощью местного аналога почтовой службы; молекулы-курьеры просачиваются через мембраны отдельных клеток и циркулируют между ними, разнося питание, предупреждения, информацию и приказы. Какая доля генома многоклеточных посвящена сотрудничеству, стало понятно, когда в 1998 году секвенировали первый такой геном. Он принадлежал червю Caenorhabditis elegans , в нервной системе которого ровно 302 нейрона. Оказалось, что около 90 % из его 18 891 гена у одноклеточных прокариот отсутствует, потому что задача этих генов – обеспечивать совместную работу клеток [96] Siddhartha Mukherjee . The Gene: An Intimate History. New York: Scribner, 2016, loc. 5797, Kindle. .