В голове моей тучи безумных идей

[egovoru]

Публика любит ниспровергателей основ. В мое студенческое время такой славой пользовалась Линн Маргулис, книжку которой о роли эндосимбиоза в эволюции тогда как раз издали по-русски. А ее первая статья вышла в 1967, когда Маргулис была женой Карла Сагана – того самого – и носила его фамилию. Однако ее приоритет весьма сомнителен: о том, что хлоропласты могут оказаться внутриклеточными симбионтами, размышлял еще Андреас Шимпер в 1883 – так поразило его их самостоятельное деление. А уж Константин Мережковский в 1910 определенно отводил эндосимбиозу принципиальную роль в происхождении ядерных клеток (вот немецкий оригинал и английский перевод его статьи с очень толковым предисловием). Маргулис внимательно прочла этих неанглоязычных авторов, а также еще нескольких, кто высказывал похожие соображения.

Эволюционное древо жизни по Константину Мережковскому (1910) из его упомянутой в тексте статьи. Ему представлялось, что хроматин есть только у бактерий, слияние которых с бесхроматиновыми «монерами» привело к амебоидным организмам. Некоторые амебы впоследствии отрастили жгутики и объединились с фотосинтезирующими бактериями, дав начало растениям, а другие бактерии со временем превратились в грибы. Конечно, бóльшая часть предположений Мережковского не подтвердилась (что немудрено: в его время уж очень мало было известно),
но сама идея эндосимбиоза у него несомненно присутствовала

Собственно, митохондрии и хлоропласты занимали Маргулис постольку-поскольку, а ее главной целью было объяснить происхождение митоза – особого способа деления эукариотических (ядерных) клеток, которого нет у прокариот (бактерий и архей). В митозе задействованы микротрубочки, подобные тем, из которых состоят жгутики и реснички эукариотических клеток – их у прокариот тоже нет (у них есть жгутики совершенно иной конструкции).

Так вот, Маргулис решила, что эукариотические жгутики и митотический аппарат – это потомки... присосавшихся к клетке спирохет, подвижных спиралевидных бактерий! А навел ее на эту мысль забавный микроорганизм Mixotricha paradoxa. Миксотриха с виду похожа на инфузорию, вот только покрывающие ее «реснички», обеспечивающие движение – это симбиотические спирохеты. А тут еще некая исследовательская группа доложила присутствие в центриолях – части митотического аппарата – собственной ДНК, как в митохондриях и хлоропластах.

Увы, эта ДНК оказалась артефактом, и идея происхождения жгутиков и митотического веретена от спирохет сегодня отброшена, в то время как идея симбиотического происхождения митохондрий и хлоропластов вошла во все учебники. Я не заметила, чтобы кто-нибудь ей сопротивлялся – с тех пор как развитие ультрамикроскопии и секвенирования ДНК позволило получить убедительные свидетельства в ее пользу. Но вот почему эндосимбиоз кое-кому кажется аргументом против дарвиновской теории эволюции – для меня необъяснимая загадка. Сама Маргулис считала симбиоз более важным эволюционным механизмом, чем накопление точечных мутаций – но, похоже, эта оценка не была основана ни на каких измерениях.

Уже на вершине своей научной карьеры Линн Маргулис способствовала публикации в одном из ведущих журналов завиральной идеи Дональда Уильямсона, что гусеницы и бабочки произошли от разных эволюционных предков – что называется, рыбак рыбака видит издалека :) Как для управления автомобилем необходимы газ и тормоз, так и научная деятельность требует умения подмечать закономерности и способности расставаться со своими догадками, если они не подтверждаются новыми данными.

Линн Маргулис рассказывает о своем подходе к науке (интервью 2010 года)

Comments

[lj-frank-bot.livejournal.com]

Здравствуйте!
Система категоризации Живого Журнала посчитала, что вашу запись можно отнести к категории: Наука (https://www.livejournal.com/category/nauka?utm_source=frank_comment).
Если вы считаете, что система ошиблась — напишите об этом в ответе на этот комментарий. Ваша обратная связь поможет сделать систему точнее.
Фрэнк,
команда ЖЖ.

[greygreengo.livejournal.com]

Вообще-то нетривиальное предложение о связи эволюции с паразитными возмущениями. Вполне пересекается с тем, что если бы не внешние раздражители, навязавшие манеры поведения, т.е жгутики и свободный полет в направлении больших ресурсов или соединения клеток в многоклеточное, путем обмена хвостиками и развития каналов всего через них, то у нас были бы совсем другие органы чувств. Телепатический обмен или возможность пересылки данных посредством электрических сигналов.

ЗЫ Впрочем, акулы этим кажется и занимаются, но им вовсю противостоят консервативные элементы, базирующиеся на старых принципах.

[marigranula.livejournal.com]

Кстати, Маргулис поддержала идею о том что теракт 11.09 организовало американское правительство :) и любила коммунизм.
Я так понимаю, у нее есть общее мировоззрение о том как разные части сливаются в экстазе для триумфа целого. Не знаю, ее любовь к коммунизму возникла из ее научных убеждений или ее научные идеи отражают ее общее мировоззрение.
Хотя, с другой стороны, в ее времена HGT не был особо известен. А сейчас мы знаем , что в геномах есть очень много чужих генов (в принципе, может их можно назвать симбиотическими?)
Но честно говоря, идея про симбиоз с спирохетами, хотя и является неверной, выглядела соблазнительно.
"Сама Маргулис считала симбиоз более важным механизмом эволюции, чем накопление точечных мутаций – но похоже, эта оценка не была основана ни на каких измерениях."
У Маргулис любовь к коллективу...

[anti0h.livejournal.com]

"Но вот почему эндосимбиоз кое-кому кажется аргументом против дарвиновской теории эволюции – для меня необъяснимая загадка", — потому что в основе дарвинизма лежит градуализм, медленное накопление небольших изменений. Тогда как такая "интериоризация" хлоропластов, не говоря уже про образование эвкариот — это единичные события, повышающие сложность организма скачкообразно. А любой сальтационизм, даже мягкий типа типа прерывистого равновесия Гулда, в дарвинистское кредо вписывается достаточно туго.

[antonkachinskiy.livejournal.com]

Она просто не была ученой...

[ablertus.livejournal.com]

Если определять дарвиновскую эволюцию, как наследственность + изменчивость + отбор, то симбиогенез действительно несколько со скрипом вписывается в эту схему, как и HGT. Ведь генетическая информация в этих случаях не наследуется, а приобретается извне. С другой стороны, можно все это считать дополнительными механизмами изменчивости.

[adlov.livejournal.com]

Впервые узнал о существовании Константина Мережковского. Удивительная личность.

[egovoru.livejournal.com]

Она самая, Фрэнк!

[egovoru.livejournal.com]

Ну, в происхождении многоклеточности-то ничего загадочного нет: к ней приводит любая мутация, нарушающая расхождение дочерних клеток после деления, и у нас есть масса таких примеров в разных эволюционных линиях (для настоящей многоклеточности нужна, конечно, специализация тканей, но и это появилось несколько раз независимо). А вот происхождение эукариотической клетки, то есть, ядра и митоза - вопрос куда более сложный. Сейчас есть несколько более или менее правдоподобных гипотез, но непонятно, удастся ли когда-нибудь выбрать среди них единственную лучшую.

"возможность пересылки данных посредством электрических сигналов"

Для передачи электрического сигнала от клетки к клетке служат так называемые щелевые контакты (gap junctions (https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_synapse)). Они широко распространены в нервах, мышцах и даже эпителиальных тканях всех многоклеточных организмов.

[egovoru.livejournal.com]

"Маргулис поддержала идею о том что теракт 11.09 организовало американское правительство"

А еще она вроде бы выступала, по крайней мере поначалу, против вирусной природы СПИДа - считала, что он вызывается спирохетами, как сифилис.

"у нее есть общее мировоззрение о том как разные части сливаются в экстазе для триумфа целого"

Да, и квинтэссенцией этого слияния выступает вся "живая" планета (гипотеза Геи (https://en.wikipedia.org/wiki/Gaia_hypothesis)). Я не стала об этом писать в посте, потому что не поняла, в чем, собственно, эта гипотеза состоит, и чем она отличается от идей Вернадского, высказанных много лет назад. Насколько я понимаю, сегодня никто не сомневается, что живые организмы влияют на геологию планеты, так что непонятно, что тут можно сказать нового? Судя по всему, некоторым людям просто нравится этот поэтический образ :)

"Хотя, с другой стороны, в ее времена HGT не был особо известен"

Ну, она умерла в 2011 и вполне успела застать открытие первых примеров горизонтального переноса. Похоже, она увидела в нем опасного конкурента своего детища-симбиоза и потому выступила (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19271185/) с очень резкой критикой:

""Horizontal gene transfer", an expression that refers to the ad hoc explanation of anomalous distribution of these macromolecular sequences, is an inferred past event to explain evolution that, even in principle, is not documentable. <...> the HGT concept is an Alfred North Whiteheadian fallacy of misplaced concreteness (2). It is deeply flawed because of sets of unstated, unwarranted assumptions accepted as fact by practitioners: genomics and proteomic experts."

"в геномах есть очень много чужих генов (в принципе, может их можно назвать симбиотическими?)"

Насколько я понимаю, текущая гипотеза такова (по крайней мере, так ее излагает Кунин в своей книжке). Одноклеточные и многоклеточные эукариоты выработали разные стратегии для борьбы с геномными паразитами: первые пытаются их вырезать и уничтожать, а вторые - рекрутировать для своих целей, в результате чего у первых - компактные геномы с высокой плотностью генов, а у вторых - огромные геномы, набитые "мусором". Вроде бы выбор той или иной стратегии связан с размером популяций, больших в первом и маленьких во втором случае, но я не совсем поняла, почему.

[egovoru.livejournal.com]

Мне кажется, это отзвуки каких-то уже давно отгремевших боев. Ну, как можно требовать от Дарвина каких-то деталей, типа того, мелкие изменения происходят или крупные, когда он решительно ничего не знал о физической природе наследственности? Обвинять его в том, что он утверждал что-то неправильное на этот счет, это все равно, что обвинять Аристотеля в том, что он пропагандировал рабство. Принципиальная мысль Дарвина, оказавшаяся совершенно правильной - это то, что наследственные изменения происходят ненаправленно и потом отбраковываются или подхватываются отбором. Наличие симбиоза (в том числе и эндо) никоим образом не противоречит этой мысли.

Что же касается масштаба изменений, их ведь невозможно разделить на какие-то две группы. Есть и точечные мутации, есть дупликации и делеции разного размера, в том числе целых генов и даже целых участков хромосом, есть даже удвоение всего генома (не говоря уже о вторжении чужеродной ДНК - тоже разного размера). Где Вы предлагаете провести границу между крупными и мелкими изменениями?

[egovoru.livejournal.com]

Ну, а каковы же были критерии, на основании применения которых Вы пришли к такому выводу?

[egovoru.livejournal.com]

Погодите, Дарвин ведь постулировал наличие наследственных изменений, но ничего не говорил о том, откуда они берутся (и не мог сказать, потому что не имел ни малейшего понятия о физической природе наследственности, а его фантазии на этот счет оказались очень далеки от действительного положения дел). Суть его идеи в том, что (ненаправленные) наследственные изменения происходят, и они таки происходят.

Кстати сказать, эндосимбиоз - это частный случай горизонтального переноса генов, потому что тут важно не то, что одна клетка поселяется внутри другой, а то, что большинство генов "подселенца" перекочевывают в ядерный геном "хозяина". Именно это позволяет синхронизировать их удвоение с удвоением исходно хозяйских генов.

[egovoru.livejournal.com]

Да, он был примечательной и даже в некотором смысле скандальной фигурой. Впрочем, что касается скандалов, то за давностию лет нелегко разобраться, был ли мальчик, но вот его сильно опередившие время эволюционные идеи очень примечательны. Он был специалистом по диатомеям - группе водорослей, которые, как выяснилось позже, произошли за счет вторичного эндосимбиоза, когда бесцветный эукариот захватил клетку красной водоросли, в свою очередь образовавшуюся путем захвата цианобактерии другим бесцветным эукариотом. То есть, в итоге там этакая матрешка получилась :)

[ablertus.livejournal.com]

Со вторым утверждением я не могу согласиться. Да, большинство генов митохондрий со временем перекочевали в ядро. А если бы нет (и что было до этого)? Насколько я знаю, среди простейших есть случаи эндосимбиоза с сохранением генома симбионтов. По моему, и в случае митохондрий перенос генов в ядро - скорее последующая адаптация, чем неотъемлемый компонент самого механизма эндосимбиоза.

[egovoru.livejournal.com]

"Насколько я знаю, среди простейших есть случаи эндосимбиоза с сохранением генома симбионтов"

Да, можно найти все стадии: от факультативного симбиоза, когда симбионты могут легко теряться и снова приобретаться, до практически полной интеграции в геном хозяина.

"в случае митохондрий перенос генов в ядро - скорее последующая адаптация, чем неотъемлемый компонент самого механизма эндосимбиоза"

Вопрос в том, можем ли мы считать симбиотический консорциум единым организмом? Насколько я понимаю, если переноса генов в ядро нет, то подселенца считают именно симбионтом, т.е., отдельным организмом, а если есть, то органеллой организма-хозяина. Впрочем, это все достаточно условно, да и не всегда можно определить, чьи это гены исходно.

[adlov.livejournal.com]

Да, увлекательное видообразование, Дарвин, жалко, не дожил.

В свое время читал довольно много Мережсковского и о нем, и необычные подробности его быта оставались без особого внимания. Ну фен де сьекль у людей, что поделать. Но по сравнению с братцем, неспроста, похоже, метавшемся по миру, Дмитрий выглядит практически домостроевцем.

[greygreengo.livejournal.com]

Вы даже не представляете насколько полезно дилетанту слушать профессионала.

ЗЫ Спасибо.

[egovoru.livejournal.com]

Там вроде было аж шестеро братьев, среди которых биологом был еще и Сергей (https://xn--90aw5c.xn--c1avg/index.php/%D0%9C%D0%95%D0%A0%D0%95%D0%96%D0%9A%D0%9E%D0%92%D0%A1%D0%9A%D0%98%D0%99_%D0%A1%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D0%B9_%D0%A1%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D0%B5%D0%B2%D0%B8%D1%87).

[egovoru.livejournal.com]

На здоровье :)

Маргулис, кстати, до конца жизни агитировала за происхождение жгутиков от спирохет - у нее есть еще несколько статей на эту тему.

[adlov.livejournal.com]

Да там был еще и Николай Сергеевич, чиновник по особым поручениям. О чем люди пишут романы и снимают сериалы, когда такая семейная сага под носом.

Дмитрий:

У нас в крови — неугасимый жар

Мистического бреда; это — сходство

Семейное, опасный людям дар,

Наследственный недуг иль превосходство,

Под пеплом жизни тлеющий пожар, —

Не ведаю — талант или уродство...

Вольнолюбивый, непокорный дух,

Доныне в нас огонь твой не потух.81

[greygreengo.livejournal.com]

Вот тут уже отвечу честно: — Не читал, но осуждаю!

[egovoru.livejournal.com]

Я тоже не читала, но осуждать остерегаюсь: Маргулис все же была специалистом по спирохетам. Кто знает, может, когда их изучат еще получше, вернутся и к этой ее идее? В естественных науках никакую идею нельзя считать окончательно похороненной :)

[egovoru.livejournal.com]

У Константина тоже были литературные наклонности: он даже некий утопический роман опубликовал - кажется, откровенно расистский. Впрочем, опять же: в те времена расистские идеи были довольно популярны в обществе.

[egovoru.livejournal.com]

"В свое время читал довольно много Мережсковского и о нем"

А можете что-то посоветовать из его (Дмитрия) творчества? Я пока что прочла только его пьесу об Эхнатоне, которая мне понравилась.