Номинация "Эволюционная перспектива" (ч. 3)⁠⁠

Продолжаем поиск кандидатов на эволюционный прорыв.

В первом посте был номинирован пингвин, который претендует ни много ни мало на покорение океанов.

Вторым номинантом стала зелёная слизь под названием Elysia chlorotica - моллюск, намеревающийся "переметнуться" в царство растений.

Ну а сегодня мы определим третьего кандидата.

В прошлом после речь зашла о горизонтальном переносе генов. На самом деле это гениальный приём - вместо того, чтобы постепенно эволюционировать с помощью скромных одиночных мутаций, организм сразу приобретает пару-тройку генов, которые, если повезёт, принесут с собой очень крутые скиллы.

Тот же моллюск вряд ли смог бы научиться фотосинтезу, если бы не специальные гены, полученные от съедаемых водорослей. Гены перенёс моллюску вирус - и, по сути, у многоклеточных организмов это единственный способ устроить горизонтальный перенос (на картинке мастер горизонтального переноса - вирус).

Однако случаи, когда вирусы вносят в ДНК чужой генетический материал, случаются редко. Чаще всего вирусы сами включатся в ДНК. Обычно ни к чему хорошему такое внедрение не приводит, однако в очень редких случаях это даёт невероятно мощный толчок к развитию.

Лучший пример - млекопитающие. Как известно, они делятся на сумчатых и плацентарных. И как показала история, вынашивание плода внутри, с образованием плаценты, даёт огромное преимущество перед вынашиванием в сумке.

Сколько вы знаете сумчатых из Америки? Наверняка кто-то вспомнит про опоссума.

И по сути он единственный представитель сумчатых на американских континентах (есть ещё отдельные разновидности). 

Это не кажется странным, но только если не знать, что Южная Америка - родина всех сумчатых. Миллионы лет назад весь континент был заселён ими (на картинке - сумчатый саблезубый тигр). 

Потом случилось следующее - между двумя соседними континентами образовался перешеек и плацентарные хищники, перешедшие с территории Северной Америки, уничтожили всех сумчатых на корню. Такой вот естественный геноцид. А выжил только опоссум (наверно потому что он та ещё сволочь).

И по сей день любые пересечения сумчатых и плацентарных приводят к вымиранию первых. Один из актуальных примеров - австралийская квокка. Она вымирает, потому что не может ничего противопоставить плацентарным хищникам, а точнее - обычным кошкам.

Так вот, возможность вынашивать плод внутри себя - в плаценте - это важнейший скилл (+100 к выживаемости, +200 к развитию). И появился он во многом благодаря встройке вируса в геном предка всех плацентарных. Вирус передал гены, которые помогли усыплять имунную систему. А для плода, чьи гены только на 50% мамины, нет ничего опасней, чем её иммунитет.

Подытожу: мутации с горизонтальным переносом у многоклеточных редки, но их роль в эволюции огромна.

И тут многие подумают "Ага, я с самого начала знал кто будет номинантом!!!!". 

Собсно, встречайте:

Претендент № 3 - Тихоходка

Почему? Тихоходка - настоящий экстремал. Она настолько далеко ушла от других многоклеточных, что любой другой претендент по сравнению с тихоходкой просто дитё малое.

Перечислим:

- Выдерживают пребывание в течение 20 месяцев в жидком кислороде при минус 193 °C, восьмичасовое охлаждение жидким гелием до минус 271 °С; нагрев до до 100 °С в течение часа.

- Ионизирующее излучение в 570 000 рентген убивает примерно 50 % облучаемых тихоходок. Для человека смертельная доза радиации составляет всего 500 рентген.

- Выживают при давлении 6000 атмосфер.

- Спокойно переносят 10 дней в открытом космосе (ваккуум + холод + космическая радиация). Причём верхний предел выживания неизвестен.

Секрет этих животных в умении впадать в полнейший анабиоз. Из них выпаривается почти вся вода - 99%, а тело покрывается восковой оболочкой. Выглядит это примерно так

Ключевой момент всей ситуации - в иссушенном состоянии ДНК в клетках распадается на куски. Любой другой организм на этом этапе мог бы быть признан скончавшимся. Но не тихоходка. У неё есть особый набор белков, которые при возвращении нормальных условий сшивают ДНК обратно.......и есть среди генетического материала тихоходки оказывается что-то ещё, это что-то сшивается за компанию.

А теперь цитата из новости, датируемой ноябрём этого года:

"В ходе исследования учёными из университета Северной Каролины в Чапел-Хилле (США) было выявлено, что свыше 6500 участков ДНК (~17 %) из 38 тысяч генов тихоходки были «позаимствованы» у других организмов. Большая часть из них была получена от бактерий-экстремофилов, но при этом в геноме тихоходок так же присутствуют гены растений, грибов и архей."

Учитывая, что в среднем у многоклеточных лишь 1% приобретённых генов, получается, что тихоходка воистину королева горизонтального переноса.

Однако чуть позже биологи из Университета Эдинбурга (Великобритания) предположили, что массовое заимствование чужих генов, следы которого недавно якобы удалось найти в геноме тихоходок, на самом деле может быть результатом загрязнения.

Так что вопрос о генетической прожорливости тихоходок под вопросом. Тем более что на пятки ей наступает некто коловратка с 8% заимствованных генов (что тоже охренеть как много).

Какая перспектива? Как бы то ни было, тихоходка остаётся уникальным экстремалом. И она выживет там, где любые многоклеточные спасуют.

Существует много сценариев развития событий на планете, в котором выживают лишь бактерии (и чтобы биологи сильно не возмущались, добавлю - и археи). 

Можно сказать, что это уже некий штамп. Бактерии выживают, а потом запускают эволюцию с "нуля"... Но тут мы можем вспомнить, что бактериальный тип не подразумевает интересной эволюции. Всё многообразие многоклеточных животных на планете появилось из уникальной во всех отношениях эукариотической клетки. Которая, в свою очередь, возникла в слишком уникальных условиях, чтобы надеяться на повторение сценария.

И наша тихоходка может стать неким мостом между погибшим миром, и миром новым. Или же она превратится в космического путешественника, заселившего другие планеты - что будет гораздо интереснее, чем если это сделают бактерии. Ведь им, одноклеточным ребятам, требуется слишком много времени, чтобы превратиться во что-то сложное (по статистике примерно 1,5-2 млрд лет). 

А если новость о генетической прожорливости тихоходки подтвердится, то в конечном итоге существует вероятность появления настоящего захватчика чужих генов, монстра-франкенштейна, по сравнению с которым упомянутый выше моллюск-растение всего лишь жалкий дилетант.

На этом фантазии закончим. Всё равно никто не сможет проверить, воплотятся они в жизнь или нет (к сожалению мы не можем быть уверены, что @dipFireWorker выполнит своё обещание). Но уже сейчас не существует более экстремального организма, чем тихоходка со своими неуклюжими толстыми ножками.

В следующем посте я вернусь к обычному формату, в котором мы просто разбираемся с тем, что имеем на данный момент. А имеем мы новую теорию эволюции, которая, сохранив основной посыл, вобрала в себя недавно открытые, удивительные и очень неожиданные принципы.

продолжение следует