Краткая история сотворения мира. Великие ученые в поисках источника жизни на Земле - [84]

Вёзе занялся изучением клеточных «переводчиков» генетического кода – рибосом. Эти крупные молекулярные структуры, состоящие в основном из РНК, считывают генетические инструкции, содержащиеся в ДНК, и на основании этих инструкций синтезируют белок. Рибосомы были мало исследованы, и Вёзе заинтересовался ими еще в Йельском университете, когда работал с бактериями, а в Скенектади вплотную занялся их изучением.

Хотя Френсис Крик и другие ученые раньше занялись расшифровкой генетического кода, Вёзе смог понять его суть в таком аспекте, в каком ее не понял никто другой. Другие решали эту физическую, на их взгляд, задачу математическим путем. А вот Вёзе, который когда-то предпочитал биологии математику, воспринимал генетический код как биологическое явление, связанное с процессом эволюции. Он увидел, что код можно использовать в качестве эволюционной машины времени, которая позволит ученым вернуться на много поколений назад, к самым смутным и древним этапам эволюции. По мнению Вёзе, установить эволюционные связи можно гораздо точнее, если не пытаться оценить сходства и различия между видами на основе их физических признаков (как когда-то Сент-Илер пытался выявить сходство между крылом птицы и рукой человека), а проследить за эволюцией клеточного механизма трансляции ДНК в белок.

Вёзе посвятил этой работе следующее десятилетие и понял историю жизни настолько хорошо, что полностью перевернул казавшееся незыблемым основание биологии – филогенетическое дерево.

Первую попытку систематической классификации живых организмов предпринял один из самых знаменитых натуралистов XVIII в., шведский ученый и врач Карл Линней. В революционном труде «Система природы» (Systema naturae), изданном в 1735 г., он разделил все организмы на три «царства»: растения, животные и минералы. В десятом издании книги, выпущенном в 1758 г., перечислялось 77 сотен видов растений и 44 сотни видов животных, разбитых на группы и категории. В то время такой объем информации казался невероятным, однако в последующие два с половиной столетия количество известных видов росло по экспоненциальному закону. По современным оценкам, на Земле существует примерно 1 млрд видов бактерий, 300 ты. видов растений и от 10 до 30 млн видов животных, бо́льшую часть которых составляют насекомые, которых еще только предстоит обнаружить.

Классификация Линнея была основана на явных внешних признаках организмов: могут ли они двигаться или расти, плавать или летать, имеют ли шерсть или кости. Линней сгруппировал все объекты по принципу физического сходства. Позднее дополнительный смысл в эту схему внесли окаменелости, связав между собой разные виды и обеспечив основу для построения дарвиновской теории естественного отбора.

Дарвин одним из первых попытался построить филогенетическое дерево – семейное дерево живых организмов, восходящее к самым истокам жизни. Он включил простой вариант такого дерева в книгу «О происхождении видов». Это было разветвленное дерево, на котором живущие ныне виды соответствовали окончаниям ветвей. В соответствии со схемой Дарвина возврат от окончаний ветвей к стволу представлял собой путешествие в прошлое, а точки слияния двух линий соответствовали общему предку данных видов. Так, люди и шимпанзе произошли от общего предка, а если двигаться по этой ветви дальше назад, можно достичь следующего слияния, например с ветвью обезьян Нового Света. По дереву можно было перемещаться и дальше назад, прослеживая ответвления линий млекопитающих, позвоночных, животных. Дерево постепенно сужалось и наконец сводилось к одному организму, являвшемуся корнем всей существующей жизни. Дарвин сделал логичное заключение, что все живые существа должны происходить от одного общего предка, которого он назвал «одной первичной формой».

Представление об универсальном общем предке стало главной догмой современной теории эволюции, подтвержденное множеством наблюдений, в частности хиральностью молекул (впервые открытой Пастером в кристаллах), сходством клеточных структур, а также общностью генетического кода у всех живых организмов – от микробов до человека. В наши дни немногие ученые осмеливаются подвергать сомнению идею об универсальном общем предке.

Созданное Дарвином дерево жизни постепенно дополнялось и совершенствовалось благодаря новым данным палеонтологии и возможностям радиоизотопного анализа. Новые методы позволяют измерить возраст костей и, следовательно, более точно определить родственные отношения между видами. По мере развития микробиологических методов анализа организмы стали разделять на одноклеточные и многоклеточные, а позднее на две большие категории: организмы с клеточным ядром стали называть эукариотами, а организмы без ядра – прокариотами. В конечном итоге все живые существа разделили на пять царств: животные, растения, грибы, одноклеточные эукариоты и прокариоты. Однако данных относительно двух последних царств было недостаточно. Палеонтологические летописи о самых многочисленных, простых и, по-видимому, самых древних видах были невероятно скудными, и положение микробов на дереве жизни оставалось неоднозначным.