Как эволюция могла породить мейоз?

СНОБ18+

Главные вопросы секса: как и зачем

Продолжаем публикацию цикла «Зачем живые любят друг друга» о загадках размножения и других парадоксах биологии. Как эволюция могла породить мейоз?

Алексей Алексенко

1.jpg
Иллюстрация: Лика Сочкина

Глава тридцать пятая, в которой все уже рассказано, но по-прежнему ничего не понятно

Мы задали вопрос «Что самое главное в мейозе?» и не получили на него ответа. Ничего удивительного, поскольку сам вопрос был с гнильцой. Что значит «главное»? А что главное в человеческой крови? Там есть эритроциты, тромбоциты и пять типов лейкоцитов, из которых один подразделяется на три вида, и без каждого из них жить никак невозможно, не говоря уже о плазме крови. Куда любопытнее понять, как эта самая кровь произошла в ходе эволюции из обычной морской воды, которую непрестанно прокачивал через себя наш древний предок, какие усовершенствования она претерпела и почему каждое из них оказалось настолько полезным, что естественный отбор радостно ухватился за эту возможность.

Попробуем так же рассуждать о мейозе. Как сложилась эта затейливая машинка и что в ней было такого полезного, чтобы из всех потомков общего предка сложных организмов планеты до наших дней дожили лишь те, кто ею обзавелся? Те, кто ее потом по небрежности сломал или потерял, не в счет, потому что у них тоже когда-то все было. По-видимому, на всем ветвистом дереве сложной жизни — среди тех, у кого в клетках есть ядра, то есть у эукариот, — нет ни одной веточки, где ни у кого никогда не бывало мейоза. И это, конечно, большая трудность для биологов.

Беда в том, что эволюционисты привыкли высматривать в природе всякие промежуточные формы. Есть существа без глаз, есть с совсем простыми глазами, у кого-то глаза посложнее, а у некоторых просто суперглаза, как у нас с вами или у осьминогов. Раз все эти типы глаз существуют сейчас, значит, они могли существовать и в прошлом, и остается только выстроить их в линейку по степени сложности и понять, как каждое новое усовершенствование помогало обладателям этих глаз выживать. Дарвин показал этот фокус специально для тех, кто считал сложный глаз млекопитающих примером «неустранимой сложности», то есть органом, который якобы не мог возникнуть путем постепенных усовершенствований («Какая польза от половины глаза?!» — вопрошали эти демагоги). Нет, терпеливо отвечал им Дарвин: от светочувствительного пятна до сложного глаза с хрусталиком и диафрагмой можно добраться маленькими шажками, каждый из которых сделает организм более приспособленным к жизни, а потому будет поддержан естественным отбором. Эта идея — о том, что любой сложный признак можно получить из простого путем маленьких полезных усовершенствований, — называется «градуализмом», и Дарвин твердо стоял на этом.

С мейозом такой фокус не проходит, потому что никаких промежуточных ступенек вы в природе не найдете. Если вы тем не менее продолжаете верить в градуализм, то промежуточные ступеньки придется воображать из головы, и эта задачка оказалась одной из сложнейших в биологии. Размышления над ней вынудили классика эволюционной теории Уильяма Гамильтона написать в 1999 году следующие слова:

«Если есть во всей эволюционной цепочке одно событие, при мысли о котором мой разум позволяет благоговейному изумлению подавить во мне способность анализировать, и где я готов признать, что повсеместное господство дарвиновского градуализма может быть не так просто увидеть, это событие — возникновение мейоза» (из книги Narrow Roads to Gene Land: Evolution of Sex)*.

Надо полагать, Гамильтон все же находил способы овладеть собой и как-то взбодрить свою способность к анализу, потому что написал об эволюции секса не только эту книгу, но и множество статей, изобилующих плодотворными идеями на этот счет. Увы, сам Билл Гамильтон умер от малярии меньше чем через год после выхода своей книги. За последующие два десятилетия было выдвинуто множество гипотез о том, из каких именно простых шагов мог состоять путь нашего предка к мейозу. Перечислять все эти идеи нет никакого смысла, потому что во многом они перекликаются между собой, кое в чем биологи пришли к согласию (ясно, к примеру, что мейоз произошел от митоза), а чтобы всерьез анализировать отличия, ни автор, ни читатели не обладают достаточным багажом знаний. Поэтому для иллюстрации мы сейчас возьмем только одну из гипотез.

Мой выбор — статья Робина Холлидея, написанная им в соавторстве с Адамом Уилкинсом. Холлидей написал ее в 2009 году, за пять лет до своей кончины и спустя почти полвека после того, как он же предложил модель рекомбинации ДНК, включающую знаменитую крестообразную «структуру Холлидея», которая его и прославила. Вполне понятно желание ученого подвести некую черту под полувековой историей изучения рекомбинации и секса, в которую он внес столь важный вклад, — хотя сама история пока еще далека от завершения, но жизнь-то не бесконечна. К тому же авторы начали статью тем самым эпиграфом из книги Гамильтона, который я привел выше, и именно оттуда я его позаимствовал, так что остается кратко пересказать и остальное.

Итак, мейоз произошел от митоза, в этом нет никаких сомнений. В нем есть все то, что есть в митозе, но есть и кое-что еще. Уилкинс и Гамильтон насчитали четыре таких важных добавления.

Во-первых, спаривание гомологичных хромосом.

Во-вторых, рекомбинация между гомологами (а не между сестринскими хроматидами, как это чаще всего бывает в обычной жизни клетки).

В-третьих, отказ сестринских хроматид расставаться в первом делении (мы еще помним, что их склеивает белок когезин, а другой белок, монополин, придает асимметрию кинетохору, так что нити веретена деления прикрепляются к хромосоме только с одной стороны).

В-четвертых, отсутствие удвоения хромосом перед вторым делением мейоза.

Проблема для тех, кто ищет «градуалистическое» объяснение этого сложного механизма, в том, что для успеха предприятия нужны все четыре элемента: без любого из них задача не будет выполнена.

Мы уже упоминали красивую идею Томаса Кавалье-Смита: наши «в-третьих» и «в-четвертых» можно легко объединить общей логикой. При обычном клеточном делении когезиновый клей полностью растворяется перед тем, как хромосомы разойдутся по разным ядрам. Отсутствие этого клея — верный признак, что деление прошло нормально и клетке пора снова удваивать свои хромосомы. А после удвоения сестринские хроматиды вновь окажутся склеенными. Итак: пока хроматиды склеены, удваивать хромосомы не надо. А при мейозе после первого деления они как раз и остаются склеенными, так что «в-четвертых» наступает совершенно естественным образом: клетка решает, что репликация ДНК уже произошла и можно сразу переходить к следующему делению. Кавалье-Смит считал, что именно это и есть тот самый главный шаг, который сделала эволюция для превращения митоза в мейоз.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Опять ничего не получается»: как перестать быть неудачником «Опять ничего не получается»: как перестать быть неудачником

Можно ли поймать удачу и прервать черную полосу?

Psychologies
«Наша зима» — якутский фильм, который не хочется называть якутским. Настолько всеобъемлющим он получился «Наша зима» — якутский фильм, который не хочется называть якутским. Настолько всеобъемлющим он получился

«Наша зима» — универсальная драма о расставании из Якутии

Правила жизни
Родитель года: почему вставать на сторону ребенка нужно не всегда Родитель года: почему вставать на сторону ребенка нужно не всегда

Все родители любят своих детей. Хорошо, почти все. Очень и очень многие

Maxim
Остров смерти, куклы, поморы: путешествие по необычным местам Архангельской области Остров смерти, куклы, поморы: путешествие по необычным местам Архангельской области

Отправляемся в путь по малоизвестным местам Архангельской области

Вокруг света
Codecasa 43 Boji Codecasa 43 Boji

Каждая яхта Codecasa уникальна, как произведение искусства и как ее владелец

Y Magazine
Доставка жизни: 4 факта о донорстве костного мозга Доставка жизни: 4 факта о донорстве костного мозга

Что такое донорство костного мозга?

Вокруг света
Как надо жить: мысли вслух — факты, сомнения и иллюзии Как надо жить: мысли вслух — факты, сомнения и иллюзии

Мудрые правила, которые заведомо упростят жизнь

Psychologies
Пелевину 60. Что мы знаем о самом молчаливом российском писателе Пелевину 60. Что мы знаем о самом молчаливом российском писателе

Вспоминаем факты и мифы из жизни Виктора Пелевина

СНОБ
Только синь сосет глаза Только синь сосет глаза

Что мы знаем и чего не знаем о влиянии синего света на людей

N+1
Пелевину — 60. Литераторы и режиссеры — о том, почему его проза так актуальна Пелевину — 60. Литераторы и режиссеры — о том, почему его проза так актуальна

Что Пелевин значит для России?

Правила жизни
Древние американцы 14 тысяч лет назад устроили в пещере хранилище для саранчи Древние американцы 14 тысяч лет назад устроили в пещере хранилище для саранчи

Древние американцы использовали в пищу представителей кузнечиковых

N+1
10 самых необычных новогодних фильмов 10 самых необычных новогодних фильмов

Новогодние фильмы с алкоголиками, карликами и вождем мирового пролетариата!

Maxim
Как не потерять себя в мире, где все одинаковы: фрагмент из сборника рассказов «Невидимые голоса» — о бедности Как не потерять себя в мире, где все одинаковы: фрагмент из сборника рассказов «Невидимые голоса» — о бедности

Если просто, это книга о надежде — надежде на тепло и понимание

Правила жизни
Утомленные призраками Утомленные призраками

Зачем кино воскрешает тиранов и почему не может их отпустить

Weekend
Секс будет лучше? Как обрезание влияет на мужчин: эксперты все объяснили Секс будет лучше? Как обрезание влияет на мужчин: эксперты все объяснили

Вот главное, что нужно знать о последствиях обрезания

ТехИнсайдер
Самый популярный наркотик в мире. Почему мы зависим от кофе и как сделать его своим союзником Самый популярный наркотик в мире. Почему мы зависим от кофе и как сделать его своим союзником

Отрывок из книги «Это просто я. Как наука объясняет наши странности и привычки»

Inc.
Датчик распредвала — что делает и как понять, что он неисправен Датчик распредвала — что делает и как понять, что он неисправен

Датчик положения распредвала — одна из деталей, о которых не задумываются

РБК
Футболисты, которых казнили и сажали за проигрыш Футболисты, которых казнили и сажали за проигрыш

Даже футбол не везде безопасен, иногда за него можно поплатиться жизнью

Maxim
Как стать менее уверенным в себе и более мудрым Как стать менее уверенным в себе и более мудрым

Отрывок из книги Марка Мэнсона «Тонкое искусство пофигизма»

Psychologies
Нам не оставили Выборга Нам не оставили Выборга

Suzuki Jimny как надежная связь между прошлым и будущим

Автопилот
Художники XX и XXI веков изобразили мужчин с большими пенисами Художники XX и XXI веков изобразили мужчин с большими пенисами

Ученые исследовали размер половых органов на картинах XV-XXI веков

N+1
Приключения «Победы» Приключения «Победы»

Первый приз за победу на ЧМ по футболу прожил короткую, но насыщенную жизнь

Дилетант
Страхи и перфекционизм: что заставляет нас прокрастинировать и как с этим бороться Страхи и перфекционизм: что заставляет нас прокрастинировать и как с этим бороться

Для того, чтобы перестать прокрастинировать, надо перестать ждать вдохновения

Forbes
Девушка подозревала изнасилование, но во всем виноват бесконтрольный секс: болезнь сексомния Девушка подозревала изнасилование, но во всем виноват бесконтрольный секс: болезнь сексомния

Сексомния - уже давно известное расстройство, по типу лунатизма

ТехИнсайдер
Кудесники у плиты: 7 легендарных поваров Кудесники у плиты: 7 легендарных поваров

Повара со всего мира, которые смогли навсегда вписать свое имя в историю

Вокруг света
Свой человек Свой человек

Сергей Корсаков — о невероятном опыте съемок, яхтинге и фильме «Вызов»

OK!
Школа не учит свободе выбора: как в образовании работают гендерные стереотипы Школа не учит свободе выбора: как в образовании работают гендерные стереотипы

Почему учителя воспроизводят гендерные стереотипы?

Forbes
Искусство изящного ухода от неудобных вопросов: как его освоить Искусство изящного ухода от неудобных вопросов: как его освоить

Рассказываем о самых действенных способах словесной рокировки

Psychologies
«Насилие — это форма дискриминации»: адвокат Мари Давтян о том, как защищать женщин «Насилие — это форма дискриминации»: адвокат Мари Давтян о том, как защищать женщин

Как адвокат Мари Давтян представляет интересы пострадавших женщин

Forbes
На изящном: «мертвая природа» Франса Снейдерса, или почему художник любил изображать на своих картинах мертвую рыбу На изящном: «мертвая природа» Франса Снейдерса, или почему художник любил изображать на своих картинах мертвую рыбу

Глядя на картины Снейдерса, задаешься вопросом: что за любовь к мертвой рыбе?

Правила жизни
Открыть в приложении