Наше общество отдало медицинскую науку в руки промышленности и почти полностью устранилось от независимого общественного контроля. Сегодня мы видим результат этой политики: им стало население, которое подогнано под нужды экономики и нуждается в лечении от колыбели до могилы – от кесарева сечения до последней химиотерапии.
Удастся ли нам вырваться из этой сети конфликтующих интересов и тупиковых отношений? Интересный вопрос.
Пока что похожего не наблюдается.
Но давайте нарисуем себе сами эту картину.
Глава 1. Мир до нас
1.1. Планета микробов
Должно быть, юная Земля представляла собой весьма неуютное место. Солнце едва пробивалось сквозь толщу ядовитых газов, заволакивающих небо. Извергались вулканы, выбрасывая в океан раскаленную магму из недр земли. Приблизительно 3,7 миллиарда лет назад в гуще этого древнего «супа» возникла жизнь. Как именно она выглядела – точно неизвестно. Вероятнее всего, речь может идти о ранних формах архей, или древних бактерий, как их порой именуют. Взаимодействуя с вирусами, археи дали старт эволюции жизни. Древние бактерии не имели ядра, и потому их стали называть прокариотами – от греческих слов «до» и «ядро». Все высокоразвитые живые организмы – растения, животные, люди – имеют клеточное ядро, вследствие чего их причисляют к эукариотам (от греч. «истинный» и «ядро»). Однако мы, высокоразвитые, вступили в игру гораздо позднее. Более двух миллиардов лет Земля принадлежала исключительно археям и бактериям.
Эти прокариоты заполняли все мыслимые ниши в воде и на суше. Археи оказались весьма экстремальными созданиями: они могли выжить в кислоте, выдерживали ядовитые газы и кипящую воду и даже на дне болот чувствовали себя вполне комфортно. Многие из них едва ли изменились с тех пор и свою простую структуру донесли от самого начала жизни на планете до наших дней.
В течение последующих миллионов лет методом проб и ошибок в ходе взаимодействия с вирусами возникали комплексы биологических механизмов, которые сделали возможными современные формы жизни. Бактерии перерабатывали имеющийся материал и производили из него гумус, от которого пошло все многообразие жизни. Пик их развития был достигнут задолго до того, как образовались континенты.
Мы все знакомы с понятием «генеалогическое древо», которое показывает, как от прародителей ступень за ступенью появляются новые поколения. Если попытаться упорядочить наши представления о земной жизни с точки зрения ее архетипов – прокариотов и эукариотов, то генеалогическое древо жизни выглядит необычно. Оно состоит практически полностью из бактерий и архей.
Подавляющая часть наших «предшественников» по древу жизни – микробы. Нам, эукариотам, отведена всего лишь одна ветвь.
Если, например, два известных вида бактерий – эшерихия коли (кишечная палочка) и клостридии – находятся в близком родстве с представителями разных ветвей древа жизни, то зерно пшеницы – кузен человека. «Человечество – всего лишь крошечное пятнышко в могучем мире бактерий, – считает нью-йоркский микробиолог Мартин Дж. Блейзер, – и нам нужно еще привыкнуть к этому факту».
Первые следы живых организмов с клеточным ядром были найдены в окаменелостях, возраст которых насчитывает 1,5 миллиарда лет. От этих первых эукариотов в течение последующей тысячи миллионов лет развились первые наземные растения, затем – насекомые, рыбы, рептилии, птицы и млекопитающие.
Если представить себе всю историю Земли как одни сутки, состоящие из 24 часов, то жизнь на Земле возникла приблизительно в 4:30 утра, с появлением древних бактерий. Первые отдельные одноклеточные организмы и водоросли с клеточным ядром возникли где-то после обеда, около 16 часов. С 21 часа Землю заселили примитивные животные. Когда появились на свет наши прародители-обезьяны, до окончания суток оставалось где-то около 90 секунд. А наш собственный вид – Homo sapiens – развился за две секунды до полуночи.
Большинство микробов невидимы для нашего глаза – миллионы их могут уместиться на острие иглы. Но, взятые как единое целое, они не только многочисленнее всех других живых существ, но и значительно тяжелее. Суммарная биомасса всех рыб, млекопитающих и птиц, живущих на Земле, а также всех растущих на ней деревьев, прочих растений и мха, не может даже приблизиться к биомассе бактерий.
Если на одну чашу весов положить все микроорганизмы, живущие в Мировом океане, то, чтобы их уравновесить, потребуется 240 миллиардов африканских слонов.
Только в океане «резвится» невообразимое количество видов микробов, среди которых действительно хорошо изучены весьма немногие – по разным подсчетам, где-то от 10 до 30 микробных клеток.
«Великая кислородная катастрофа»
Жизнь возникла, когда кислорода не было. В древней атмосфере Земли кислород содержался в минимальной концентрации. Предположительно, одна из групп цианобактерий научилась посредством солнечной энергии разлагать молекулы воды древнего Мирового океана и отделять водород от кислорода.
Тем самым бактерии добыли энергию и «изобрели» фотосинтез задолго до появления растений.
Последние возникли намного позже – в тот период, когда клетки эукариотов уже научились проглатывать бактерии, освоившие фотосинтез, и интегрировать их в свой организм. Получение кислорода посредством света оказалось превосходным методом добычи энергии, и этой способностью обладало все большее количество видов микробов.
Выделенный из воды кислород сотни миллионов лет вступал в реакции с другими элементами юной Земли. Океаны обогащались кислородом. Соединяясь с ним, самые распространенные элементы – кремний, железо и алюминий – окислялись и откладывались в виде руд. Сейчас кислород присутствует даже на глубине 16 километров в толще земной поверхности. Он составляет 50 % общей массы Земли и встречается чаще любых других элементов.
Позднее, приблизительно 2,4 миллиарда лет назад, когда вода и земля уже успели насытиться кислородом, его переизбыток распространился по всему миру. Это был свободный, несвязанный газообразный кислород. Так возникла наша атмосфера. Для большинства живших тогда видов этот газ был исключительно токсичным, и «великая кислородная катастрофа» означала их конец.
Настало время перемен и для бактерий. С тех давних пор существуют два типа бактерий: те, которым для жизнедеятельности и размножения необходим свободный кислород, – аэробы, и другие, для которых кислород является смертельным ядом, – анаэробы.
1.2. Вирусы – двигатель эволюции
Клетки животных и человека чрезвычайно разнообразны. Их величина варьируется от нескольких микронов до нескольких сантиметров (например, некоторые мышечные клетки). Клетки бактерий намного меньше. Лишь один-единственный вид, открытый в Намибии в 1997 г., Thiomargarita namibiensis, виден невооруженным глазом. По величине эта «серная жемчужина Намибии» может достигать 0,5 мм. Обычные бактерии в сотни раз меньше, но зато многочисленнее. В одном миллилитре содержимого нашей толстой кишки насчитывается в сотни раз больше бактерий, чем людей на земном шаре.
Еще на порядок меньше размеры вирусов. На кончике острой иглы может уместиться 500 миллионов вирусов, вызывающих насморк.
Как правило, вирусы не причисляются к живым организмам, поскольку у них отсутствует функция самоорганизации и питания. Упрощенно говоря, это крошечные капсулы, содержащие капельку наследственного вещества. Некоторые вирусы имеют защитную оболочку из жиров или протеинов.
Вопрос о том, как развивались вирусы и насколько давно они существуют, еще не полностью решен. Вполне возможно, что они произошли от первых молекул, способных только к размножению, то есть относятся к самым древним формам жизни. Но в большинстве учебников приводится и другая теория: что вирус – это последовательность генов, которая в процессе наследственной передачи признаков отделяется и дальше развивается самостоятельно, как паразит. В биологии такие вирусы называют «ворами-карманниками».
