Для чего они? Откуда?
Оправдать ли их умом?
Но прекрасных тварей груда
спит, разбросана кругом.
И уйдет мудрец, задумчив,
и живет как нелюдим,
и природа, вмиг наскучив,
как тюрьма стоит над ним.
Н.А. Заболоцкий
«От амебы до человека» — таким обычно представляется нам путь, пройденный эволюцией. Ну, а в старину, когда главным «инструментом» получения знаний о мире оставался невооруженный глаз наблюдателя, было модным противопоставление человека — «венца всего живущего»
— «презренному червю, копошащемуся в прахе». Хотелось бы спросить, за что же червь был удостоен презрения? Вообще, почему слово «червь» стало синонимом слова «ничтожество»? Вероятно, за простоту строения и нетребовательность. Вот пчелу всегда уважали, и дело не в том, что она полезна (курица тоже полезна), но прежде всего в том, что она трудолюбива и отличается очень сложным, прямо-таки разумным поведением. Впрочем, высокая степень совершенства приписывалась и другим насекомым. Так, живший во II веке Лукиан написал «Похвалу мухе», хотя уже за тысячу лет до него оценил достоинство этого назойливого членистоногого Ромер. В «Илиаде» богиня Афина, вдохновляя царя Менелая к бою, укрепила его тело, а…
Сердце ж наполнила смелостью мухи, которая мужем,
Сколько бы крат ни была, дерзновенная, согнана с тела,
Мечется вновь уязвить, человеческой жадная крови,—
Смелость такая Атриду наполнила мрачное сердце.
Открытие микроскопа заставило изменить представление о «низших» как о простых и несовершенных. Все существа оказались сложными. К середине XIX века стало ясно, что фундаментальной единицей всего живого является клетка — маленький комочек протоплазмы, способный к росту и размножению. На многоклеточный организм стали смотреть как на государство из клеток, наделенных некоторой автономией.
Последняя четверть XIX пека получила название «золотого века цитологии». Были открыты клеточное ядро и хромосомы, описано их поведение в процессе клеточного деления. Все это имело огромное значение для обоснования хромосомной теории наследственности. В то же время открытия микроскопистов четко продемонстрировали независимость уровня организации клеток от положения их обладателей на лестнице существ. В связи с этим цитологи часто выбирают для своих исследований «экзотические» виды (как правило, с низких ступенек лестницы), у которых то или иное явление клеточной жизни выражено с максимальной полнотой. Так, митотический аппарат лучше всего изучать у морских ежей, судьбу гетерохроматических областей хромосом — у аскариды или у циклопа, морфологию хромосом — у прямокрылых насекомых или у хвостатых амфибий. Именно у низших можно встретить чрезвычайно сложно организованные клетки. Достаточно упомянуть о миниатюрных гарпунных пушках, спрятанных в стрекательных клетках кишечнополостных. Однако максимальной сложности достигает клеточное строение в классе простейших. Например, инфузория туфелька представляет собой свободно живущую двухъядерную клетку с многочисленными структурами (органеллами), исполняющими роль органов многоклеточных. Особенно поражает система размножения, где обычное клеточное деление чередуется с особым половым процессом, в ходе которого меньшее из ядер (микронуклеус) исполняет роль половой клетки.
Вместе с тем, несмотря на все открытия цитологов, информации о субклеточном уровне было очень мало, поэтому до середины XX века сохранялся взгляд на клетку как на весьма простое, по существу, бесструктурное образование. Об этом говорит хотя бы сам факт появления «теории» О.Б. Лепешинской, согласно которой клетка может возникнуть (надо полагать, с помощью самосборки) из «живого вещества» перетертых клеток.
В XX веке основным поставщиком информации о строении живого вещества становится биохимия. Благодаря ее успехам стала вырисовываться величественная картина путей синтеза и распада основных химических компонентов организмов — белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Выяснилось, что практически любой акт химического превращения обеспечивается специфичным катализатором белковой природы — ферментом. Это означает, что тысячи вариантов химических реакций, протекающих в организме, управляются таким же числом ферментов. Более того, анализ строения белков показал, что все их свойства (в том числе и каталитические) однозначно задаются последовательностью нескольких сотен аминокислотных остатков. Причем все миллиарды молекул белка каждого типа имеют тождественное строение. Оказалось, что эта невероятная точность обеспечивается особым, неведомым ранее матричным типом химического синтеза.
Молекулы белка печатаются с матриц РНК, где тройке нуклеотидов (кодону) соответствует определенный аминокислотный остаток. Матричная РНК, в свою очередь, синтезируется под контролем особых ДНК-матриц, хранящихся в хромосомах, — таинственных генов классической генетики. Таким образом, типичный ген оказался отрезком ДНК, в котором закодирована информация об аминокислотной последовательности белка. Кроме того, как правило, в хромосомной ДНК рядом с кодирующей последовательностью расположены участки, определяющие режим работы гена, т. е. интенсивность копирования РНК. Эти контролирующие последовательности ДНК специфично взаимодействуют с регуляторными белками — продуктами работы других генов (регуляторов), которые, в свою очередь, тоже могут управляться.
