Михаил Никитин - Происхождение жизни. От туманности до клетки

Другой хищный жгутиконосец приручил красную водоросль. Его потомки дали начало бурым, золотистым, диатомовым, криптофитовым, гаптофитовым водорослям и динофлагеллятам. Хлоропласты всех этих водорослей имеют три или четыре мембраны. У криптофитовых хлоропласты содержат нуклеоморф, как у Chlorarachnion . Многие группы динофлагеллятов, даже получив фотосинтезирующих симбионтов, возвращались к хищничеству или переходили к паразитизму.

От последних произошли споровики – группа одноклеточных, к которым относится возбудитель малярии. Предки споровиков, как и ряд других водорослей, перенесли в хлоропласт синтез липидов. Поэтому, отказавшись от фотосинтеза, потерять хлоропласт полностью они не смогли. Даже у малярийного плазмодия, предки которого сотни миллионов лет были паразитами, сохраняется апикопласт – маленький, покрытый четырьмя мембранами бесцветный остаток хлоропласта со своей кольцевой ДНК.

Среди вернувшихся к хищному образу жизни динофлагеллят есть множество примеров повторного приобретения водорослей-симбионтов. Так, Lepidodinium завел себе зеленую водоросль, Karenia – гаптофитовую, а Dinophysis – криптофитовую (Keeling, 2004).

Вершиной же симбиотического таланта эукариот можно считать клетку динофлагелляты Kryptoperidinium . Эта одноклеточная водоросль происходит от динофлагеллят, которые имели хлоропласт – потомок красной водоросли. Затем эти динофлагелляты вернулись к хищному образу жизни. Старый хлоропласт остался у них в качестве маленького фоторецептора (глазка). Потом эти хищные жгутиконосцы вступили в симбиоз с диатомовой водорослью, которая сохранила ядро и значительную часть генома. В клетке Kryptoperidinium под управлением ядра находятся в общей сложности пять «чужих» геномов: свой митохондриальный, старого хлоропласта (фоторецептор), ядерный симбионта-диатомеи, митохондриальный геном симбионта-диатомеи и хлоропластный геном симбионта-диатомеи (рис. 18.16, Figueroa et al., 2009). Деление ядер хозяина и симбионта строго синхронизировано. Более того, при половом размножении происходят мейоз и слияние как главных ядер половых клеток, так и ядер симбионтов.

Наличие цитоскелета и сложной системы регуляции генов позволило эукариотным клеткам объединиться в крупные многоклеточные организмы. Сначала это были нитчатые и лентовидные водоросли, которые ускорили накопление кислорода в атмосфере. Новый уровень кислородного насыщения среды открыл возможность появления многоклеточных животных. За этим последовало радикальное усложнение биосферы («Кембрийский взрыв»), когда за короткое время появились десятки типов животных, и некоторые из ранних представителей быстро достигли метровых размеров. После «Кембрийского взрыва» эволюция шла с ускорением, и с тех пор облик Земли определяют многоклеточные растения и животные.

Одна из загадок, будоражащих умы человечества, – это молчание космоса. Мы до сих пор не нашли никаких достоверных следов других цивилизаций. Если все процессы на пути от неживой материи до цивилизации разумных существ закономерны, то только в нашей Галактике, содержащей примерно 100 млрд звезд, должно существовать множество разумных видов. Если хоть одна цивилизация развивается до строительства межзвездных кораблей, то за небольшое по космическим меркам время – считанные миллионы лет – она может заселить всю Галактику. Но мы не встретили инопланетян и не нашли следов посещения ими Земли в прошлом.

В 1960 году шло активное обсуждение программы поиска внеземного разума (SETI). Астроном Фрэнк Дональд Дрейк предложил использовать для оценки количества внеземных цивилизаций, которые мы имеем шанс найти, уравнение, которое впоследствии было названо его именем. Уравнение Дрейка выглядит так:

N = R × f p× n e× f l× f i× f c× L,

где

N – количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт;

R – количество звезд, образующихся в Галактике за год;

f p – доля звезд, обладающих планетами;

n e – среднее количество планет с подходящими для жизни условиями в планетной системе;