Общий первопредок: от бактерий до людей

Генетический анализ, математика и компьютеры подтвердили простую, но дерзкую гипотезу Дарвина: у всех живых организмов, от водоросли до депутата, имеется один общий предок.

Больше 150 лет назад Чарльз Дарвин высказал предположение о существовании некоего прото-организма, единого общего предка, из которого уже эволюционные процессы породили все виды живых организмов, от кишечной палочки до доктора наук, в котором эти палочки обитают. К сожалению, это предположение так и осталось предположением. И сегодня возможности даже самого изощренного генетического анализа слишком слабы для того, чтобы формально продемонстрировать родственность бактерий и людей - а также берез, дрожжей, бегемотов и всех прочих живых существ.

Впрочем, на прошлой неделе опубликовано первое исследование, в котором ученые провели достаточно масштабный количественный анализ - и подтвердили: Дарвин был прав.

Вообще, начиная с 1859 г., когда в знаменитом дарвиновском «Происхождении видов» прозвучала мысль о «первопредке», свидетельств в ее пользу накопилось порядочно. Взять хотя бы обнаружение множества переходных форм жизни (нередко вымерших), позволяющих связать существующие виды в единое, знакомое всем древо, уходящее корнями в незапамятную глубину. Или - поразительную близость всех организмов на генетическом и биохимическом уровнях.

Однако все это - косвенные улики, и даже среди биологов-эволюционистов не утихают дискуссии о том, не является ли на самом деле это «древо жизни» несколькими древами, многократно переплетшимися своими ветвями, своего рода «сетью жизни», со множественными сложными связями не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении. Примером такой «сетевой» связности может служить горизонтальный перенос генов, от вида к виду, который, как недавно показано, не только распространен между бактериями, но возможен даже и от кровососущих насекомых - к человеку («Гены комара»).

Скорее всего, у ранних, более примитивных организмов такой обмен был куда более рядовым явлением, чем у современных.

Впрочем, по мнению http://theobald.brandeis.edu\">Дугласа Теобальда (Douglas Theobald), неважно, как мы рассматриваем многообразие жизни - в виде древа или сети - если вопрос стоит о «первопредке». Используя всю вычислительную мощь современных компьютеров и математического аппарата теории вероятности, он подтвердил, что все живые существа на планете - генетические родственники, хотя порой очень и очень далекие.

По словам Теобальда, на первых этапах жизнь могла зарождаться многократно, но лишь потомки одного из прото-организмов (в том числе и мы с вами) дожили до настоящего времени. Либо изначально возникшие популяции прото-организмов, обмениваясь генами, понемногу «слились» в единого «первопредка», который уже и породил все виды живых организмов на Земле. Независимо от того, какой из сценариев реализовался на практике, родственность всего живого в работе Теобальда показана однозначно. По его данным, наличие общего «первопредка» в миллионы раз более вероятно, нежели наличие множества независимых предков.

Ранее уже проводись сходные генетические исследования, но ученые действовали в куда более узких рамках, отыскивая общие корни, скажем, только у позвоночных. Теобальд же включил в анализ все три надцарства живого - эукариот (включая животных, грибов и растений), прокариот (настоящих бактерий) и архей (архебактерий) - по 4 представителя от каждого. Ученый исследовал 23 белка, отличающихся высочайшей консервативностью (чрезвычайно малой изменчивостью на эволюционной шкале) и встречающихся у всех известных нам организмов.