В основе жизни лежат два типа процессов — энергетика и молекулярное узнавание, причем происхождение обоих неизвестно. Известная нам эволюция шла после их появления, являясь лишь комбинацией блоков, невесть как возникших, то есть самое интересное — тайна. Это козырь противников эволюции, и на него эволюционист может ответить так: вся эволюция, основанная на уже сложившихся клетках, в принципе может быть понята, поскольку рождение организма из клетки идет у нас на глазах ежеминутно; что же касается указанных двух типов первичных процессов, то следует пытаться изучать самосборку их из микроблоков. Первый уже начал приоткрываться (энергетика водных растворов аминокислот по Воейкову; примитивный фотосинтез по Скулачеву и т. п., о чем будет речь в главе 3), так что задача видится решаемой.
Основные события ранней эволюции. Как предсказал Джон Бернал (1956 г.), следы жизни много древнее самых древних организмов (изотопный сдвиг, т. е. необычно малая доля 13С, известен в породах, на 400–500 млн лет старших, чем породы, содержащие ясные остатки бактерий). Первые организмы были прокариотами (клетки без ядер), они обеспечили первичную эволюцию биосферы. Ядра появились у клеток позже (насколько, неизвестно) и повлекли всё разнообразие многоклеточных (они известны со среднего рифея, см. табл. 2). До этого малая концентрация кислорода в воде не допускала клеткам объединяться в крупные группы.
Каков самый простой объект, который может быть назван организмом и жил по законам биологии, а не химии и физики, неизвестно, но самые простые микробы — молликуты (микоплазмы), сложны очень: поражают, например, изощренным иммунитетом [4–14, с. 41].
А. М. Уголев видел «происхождение жизни — как происхождение естественных технологий», каковые признавал очень ранними.
Эволюция клетки. Никаких идей появления клеточного ядра (кроме совсем туманных [Марков, 2010, с. 144]) не предложено. Известно, что все ядра делятся путем митоза, практически общего у растений и животных. После открытия митоза (1878) полвека считалось, что эта общность доказывает их общее происхождение, но в 1930–70-х годах выявлено причудливое разнообразие митозов одноклеточных, как растительных, так и животных [Райков, 1967; и дальнейшие его работы]. Однако цель сравнения митозов была у всех одна: построить филогению одноклеточных, и когда это не удалось (свойства митозов образуют не древо, а сеть), отрасль заглохла без выводов.
Самые важные находки остались неосмысленны. Например, что плотная укладка хромосом заимствована у вирусов, что самый медленный митоз (у пиррофит) весьма обычен в морях, что лишь один митоз («типичный») оказался совместимым с тканевым устройством организма, а грибы, не имея настоящих тканей, сохранили разные типы митозов. Все это еще предстоит увязать, в том числе с появлением иных структур клетки. Пока нет ничего, кроме догадок о митохондриях. Сторонники филогении видят в них колонию бывших бактерий; номогенетики указывают, что часто она в клетке одна и лишь срезы ее похожи на срезы бактерий[5], а сходство форм говорит о сходных рефренах, но не о родстве; функционалисты видят здесь лишь общность технологий (энергетики).
Основные тенденции эволюции выявил сорок лет назад палеоботаник В. А. Красилов: это эвкариотизация (эволюционное формирование клеток с ядром), метазоизация (формирование многоклеточности), артроподизация (появление членистоногих), тетраподизация (появление четвероногих), и т. д. Все эти «-зации» протекали сходно [Красилов, 1977, с. 86]. Они являют групповой актиреф — см. главу 3.
Геохронология показана в табл. 2. Все эпохи выявлены по резким сменам фаун (но не флор). Жизнь возникла в начале архея в форме доорганизменных протоэкосистем, затем распавшихся на бактерии. В Карелии они уже формировали почву суши, но лишь в венде в морях появились многоклеточные животные. То была эдиакарская (место в Южной Австралии) фауна. Ныне вместо венда помещают «эдиакарий» и, под ним, «криогений» — время, когда поверхность Земли на 200 млн лет обратилась в снежную пустыню. Морская жизнь тогда выжила — это к вопросу о «ядерной зиме». При смене докембрийской фауны на кембрийскую (членистоногие, моллюски, иглокожие) началась хорошо документированная эволюция. Позвоночные появились в морях тоже в кембрии.
5
См. обложку книги 4–16. По выражению В. П. Скулачева, такая митохондрия сочетает свойства электростанции и линии электропередачи.