В 1859 году Чарльз Дарвин публикует сочинение «Происхождение видов», вызвавшее настоящую революцию в естественно-научных и философских кругах и нанесшее удар верованиям людей. Дарвин выдвигает две гипотезы: с одной стороны, эволюция – результат естественного отбора, с другой стороны, она начинается на клеточном уровне. Сегодня мы бы сказали, что в основе эволюции лежит ген.

Дарвин и эволюция

Английский провидец еще раньше предложил схему совершенно понятную, однако несколько упрощенную. С течением времени клетка эволюционирует, создавая медузу, рыбу, амфибию, рептилию, птицу и млекопитающее. Параллельно с трудом Дарвина дорогу прокладывает идея спонтанного зарождения. Согласно этой теории, жизнь может зародиться из безжизненной материи. В рядах противников этой теории был Луи Пастер. В 1864 году он доказал ее невозможность. Неживая материя не может породить жизнь. В наше время, в начале XXI века, доказано, что только живая клетка может произвести живую клетку. Создание синтетической клетки на сегодняшний день не представляется возможным. Не надо устраивать опасные игры с Големом!

Создать ДНК

Если принять за аксиому, что у Вселенной есть начало, значит, вероятнее всего, у нее есть и конец. Поиски первоисточника аминокислот и, соответственно, ДНК в 1953 году побудили Стэнли Миллера провести следующий эксперимент: он брал смесь газов и паров воды и пропускал через нее электрические разряды. И получил в конечной смеси аминокислоты in vitro. Но каким же оказалось разочарование, когда выяснилось, что газы, присутствовавшие в космосе 4,6 млрд лет назад, не имели ничего общего с газами, которые использовал ученый. Загадка появления первой клетки остается неразгаданной.

С какого времени существует жизнь?

Почему клетке уделяется такое большое внимание? Потому что это единица жизни нашего организма, состоящего из миллиардов клеток. Сама же единица сформирована другим составляющим: геномом. Он появился примерно 3,8 млрд лет назад, или спустя 800 млн лет после рождения Солнечной системы. Сначала мы видим одноклеточные микроорганизмы, такие как амебы или инфузории туфельки. Их клеточная структура напоминает структуру клеток нашего с вами тела. Мы являемся «скопищем инфузорий». Клетка, из которой состоит инфузория, имеет сложный состав. Она должна питаться, воспроизводиться и умирать, и так на протяжении многих миллиардов лет. Электронный микроскоп позволил нам лучше понять тайну клетки и ее гармонию. Речь идет о великолепно оснащенном корабле, кабина управления которого – ядро с его хромосомами, где располагается ДНК. Ядро окружено цитоплазмой. В цитоплазме содержится энергетическая станция клетки – митохондрия. Это крошечные органоиды клетки, преобразующие пищу в необходимую для жизни энергию. Митохондрия – единственный помимо ядра органоид, также содержащий молекулу ДНК. Почему?

Бактерия внедряется в клетку

Митохондрии – микрочастицы, входящие в состав наших клеток, – являются единственными источниками энергии, благодаря которым мы живем. Но так было не всегда. Когда жизнь на нашей планете только возникла, митохондрии, скорее всего, представляли собой бактерии со своей собственной ДНК. В начале формирования органического мира митохондрия инкорпорировалась в клетку, не обладавшую подобной частицей. Создавшийся симбиоз подстегнул развитие органического мира, и в частности клеток с половыми признаками. Митохондрия дает энергию, клетка репродуцируется.

Надо подчеркнуть, что в клетках мышц голосовых складок, глазной и сердечной мышцы митохондрий в семь раз больше, чем в клетках бицепса. Энергия, производимая благодаря митохондриям, позволяет синтезировать протеины. Протеины в составе каждого гена задают специфику органа: почек, сердца, мозга, – а также функциональную специфику. Голосовая специфика заключена в гене FOXP2. Итак, голос берет свое начало в ДНК. Химические реакции, способствующие созданию протеинов, наличествуют. Когда протеин образован, он используется с определенной функционально детерминированной целью. Также он может быть отложен про запас, чтобы использоваться при случае или экстренно. Протеин создает индивидуальность клетки. У клетки есть мембрана – оболочка, защищающая ее от внешнего мира. Оболочка эта проницаема. Через нее она получает посыл, адресованный ДНК, а также энергетические ресурсы для митохондрии. Через нее выводятся продукты выделения и отправляются посылы другим клеткам. Эти посылы относятся главным образом к клеткам железистого эпителия и нейронам – клеткам головного мозга.

Выживание – это гармония

Чтобы клетка могла уцелеть, необходимо обеспечить сосуществование всех составляющих как внутри ее, так и в нашем теле в согласии со всеми другими клетками. Становится понятно, почему синтез живой клетки кажется невозможным. ДНК, гигантская, чудовищная молекула, представляет собой двойную спираль. Ее открыли в 1955 году Уотсон и Крик. Они доказали, что ДНК содержится в каждой живой клетке и что именно она является необходимым элементом жизнедеятельности организма и его репродукции. ДНК представлена во всех живых органоидах. Но самое главное заключается в том, что в этой спиральной молекуле заключена тайна нашей эволюции. Также она содержит идентификационные признаки нашей личности. Закодированная, она может мутировать. У каждого индивида своя ДНК, за исключением монозиготных близнецов. Это настоящие клоны. Такие близнецы образуются из оплодотворенной одним сперматозоидом яйцеклетки, разделившейся на стадии дробления и давшей самостоятельные, но идентичные организмы. Дизиготные близнецы формируются из одной яйцеклетки, но оплодотворенной двумя сперматозоидами. Из такой клетки могут получиться похожие мальчик и девочка, но ДНК у них будет разная. Монозиготные близнецы обладают портретным сходством. Но хотя в детстве голоса таких близнецов совершенно идентичны, жизненные передряги привносят в них заметную разницу. ДНК состоит из четырех основных структур, называемых азотистыми основаниями: аденин, цитозин, тимин и гуанин, или АЦТГ. Это азбука жизни, ее буквами пишется роман нашего бытия. Так как молекулы ДНК невероятно длинные, понадобится, наверное, миллион страниц, чтобы записать число оснований, образующих эту молекулу. ДНК находится в ядре клетки, занимая место в несколько тысячных долей миллиметра. В этом смысле код, называемый генетическим, является настоящим языком, лежащим в основе всех остальных языков. Комбинация четырех молекулярных единиц диктует свой закон. Можно почти с полной уверенностью сказать, что этот язык позволил создать человека по своему образу, а 3 ноября 1967 года в Коллеж де Франс Жак Моно, к всеобщему изумлению, заявил, что «больше вероятности, что язык создал человека, нежели человек – язык». Так что, как подчеркивает Грегори Бенишу, «наверняка существует прямая, почти родственная связь между генетическим кодом и человеческой речью». Но разве открытие гена FOXP2 не является первым шагом к подтверждению этой научной и философской гипотезы?

Более 3 млрд лет ДНК является носителем генетического кода. Она претерпела многочисленные мутации, повлекшие за собой физические, физиологические и морфологические изменения видов. Мутация воздействует непосредственно на цепочку оснований ДНК и на закодированное послание. Она может изменять, разрушать, трансформировать, повреждать ген. Она производит искажения и модификацию алфавита нашего генетического наследия. Вплоть до наших дней мутация чаще всего рассматривалась как пагубное нарушение, но в пространственно-временном континууме она допустила эволюцию различных видов, включая и человеческий вид.

Молекулярные часы

Как мы отыскали наши корни? С помощью теории «молекулярных часов», предполагающей, что каждый миллион лет влияние радиоактивных солнечных лучей на нашу планету модифицирует 23 % ДНК, тем самым создавая регулярную мутацию. Таким образом, наша ДНК, на 1,6 % отличающаяся от ДНК шимпанзе, свидетельствует, что от нашего общего кузена нас отделяет всего 7 млн лет. Данное утверждение только лишь правдоподобная гипотеза, вокруг которой ведутся споры, так как мы не знаем, насколько попавшая на нашу планету солнечная энергия в виде фотонов могла измениться под воздействием климатических условий. Так что хотя эта гипотеза очень привлекательна, она требует дальнейших исследований. Регулярная мутация на стреле времени нашей планеты позволяет определить появление различных видов. Этой теорией мы обязаны Чарлзу Сибли и Джону Алквисту.