Одним из следствий изощренности стратегий вольбахии стало так называемое инфекционное видообразование – разделение вида хозяев этой бактерии на множество генетически изолированных партеногенетических или двуполых линий. В результате независимой эволюции такие линии со временем могут превратиться в самостоятельные виды. Не в этом ли один из секретов видового обилия насекомых и круглых червей – самых многочисленных классов организмов на нашей планете? Не случайно вольбахии населяют клетки примерно 70 % видов современных животных! Кстати, в лабораторных условиях вольбахия живет в культуре клеток человека, но в естественных условиях к паразитированию на млекопитающих эти микроорганизмы, к счастью, не перешли.
Изучение отношений этой умопомрачительной бактерии с клетками ее хозяев может быть ключом к решению более широкой проблемы – происхождения эукариотических организмов. Клетки человека, как и клетки всех других животных, растений и грибов, обеспечиваются энергией благодаря работе митохондрий – относительно автономных клеточных органелл. Молекулярные исследования убедительно доказали, что митохондрии являются потомками каких-то альфа-протеобактерий, одной из групп бактерий, процветающих до сих пор. Вольбахия относится именно к этой группе. Митохондрии живут в цитоплазме наших клеток, размножаются делением и даже имеют собственную кольцевую ДНК и механизм синтеза белка. Когда кто-то из нас говорит «я» о своем теле, он подразумевает не только совокупность органов, тканей и клеток, но и населяющих все эти клетки эндосимбионтов – потомков когда-то независимых организмов со своей эволюционной судьбой. Впрочем, о самодостаточности митохондрий не может быть и речи – большая часть необходимых им белков кодируется в ядерном геноме. В течение длительного времени это обстоятельство было излюбленным аргументом противников эндосимбиотического происхождения митохондрий. А отличие вольбахий от бактерий-предков митохондрий пытались объяснить именно тем, что вольбахии не способны передавать свои гены в ядра. Это предположение не оправдалось.
Вернемся, однако, к открытиям сотрудников Института Вентера. Они обнаружили, что даже после обработки клеток дрозофилы антибиотиком, убивавшим находящихся в ней вольбахий, генетические тесты на наличие бактериальной ДНК в клетках таких дрозофил продолжают срабатывать. Исследования этого феномена показали, что геном вольбахии может попросту включаться в состав генома хозяина. Фрагменты генетической информации этой бактерии найдены в клетках четырех видов насекомых и четырех видов круглых червей; размер фрагментов колебался от почти полного генома (длиной в 1 мегабазу, миллион пар оснований) до относительно небольших кусочков.
То, что вирусы способны встраиваться в геном своих эукариотических хозяев, а потом выходить из него, известно давно. «КТ» уже писала [Статья "Заразные гены", #675], что такие вирусы могут переносить к новым хозяевам фрагменты генетической информации со своих прежних "мест стоянки". То, что на подобный фокус (по крайней мере, в отношении встраивания своей наследственной информации в хозяйский геном) способны и бактерии, обнаружено впервые. А может ли вольбахия переносить блоки генетической информации хозяев с места на место? Учтите, что «грузоподъемность» бактерии, обладающей собственной клеткой, гораздо выше, чем у вируса – конгломерата нескольких молекул. Если способна, тогда кто (что), собственно, управляет эволюцией подавляющего большинства видов земных животных? Впрочем, обойдемся без мистики. Весьма вероятно, что чудесной и загадочной для нас вольбахию делает именно ее относительная изученность. Вы уверены, что в живых организмах под нашими ногами не таятся еще большие чудеса, пока не замеченные нами?
Вспомните исключительные способности вольбахии – от андроцида и обеспечения цитоплазматической несовместимости до феминизации самцов, индукции партеногенеза и увеличения продолжительности жизни хозяев. Вероятно, биохимические «ключи» этих способностей закодированы в ее геноме. И весь этот набор инструментов для взлома своей видовой стратегии хозяева послушно помещают в собственный наследственный аппарат! Хотя… Быть может, причина чудесных способностей вольбахии кроется не столько в ней самой, сколько в организмах, которые она заражает? Может, бактерия лишь открывает "секретные дверцы", предусмотренные всевышним в конструкции хозяев? Относительно партеногенеза или увеличения продолжительности жизни в это поверить не так уж и трудно. С феминизацией самцов – сложнее, но тоже можно: ведь у мужских зародышей есть потенциальная возможность превратиться в самок. Андроцид? Кто знает… В какой же ситуации виду может быть выгодна такая возможность? Цитоплазматическая несовместимость? Кажется, что реализовать ее без сотрудничества паразита и хозяина было бы невозможно. Но даже если бактерия просто «выбирает» между несколькими вариантами альтернативных стратегий развития хозяина, как она делает этот выбор, как отключает остальные пути?
…Детям помоложе, которые ходят в школу, и детям постарше, которые ходят в вуз, рассказывают, что организм – это результат реализации определенной генетической программы и что эволюция – это процесс изменения генных частот в популяциях. Убедительно, правда?
ОПЫТЫ: Эскадрилья "Колибри"
Автор: Юрий Смирнов smir@kvidex.ru
Искал я недавно подарок ребенку на десятилетие – как-никак, дата круглая. Хотел было подарить игрушку «Танковый бой»: два танка со спичечный коробок в комплекте с двумя пультами управления. На рабочем столе можно организовать маленькое танковое сражение – малютки пуляют друг в друга инфракрасным лучом. Увлекательнейшее занятие под пиво! Чисто развлечение для менеджеров, чтобы убить время на работе. И на деньги в танки можно поиграть. Но в «любимом» магазине на Братиславке танков, увы, не оказалось. Ехать в другой магазин уже не было сил. Тут-то бог вспомнил обо мне, и я увидел на витрине микровертолет. На сайте его не было. Пришлось отловить продавца и достать его вопросами. Потом уговаривать продемонстрировать вертолет. Стартовав с руки продавца, вертолет покрутился под потолком и приземлился на прилавок. Пришлось покупать, ведь игрушка летала! И к тому же стоила всего 1,2 килорубля вместо двух, ассигнованных на бронетехнику.
Как обычно, игрушку я сперва привез в офис, чтобы выставить на всеобщее обозрение. Это такой маркетинговый тест: заинтересует коллег игрушка или нет? Заинтересует – заметка получится интересной. А на нет и суда нет.
Через пару рабочих дней четверо коллег заказали мне вертолеты. Забава начала приобретать массовый характер. Сначала поиграли в офисе, но поднять вертолетик в воздух оказалось очень просто. Его можно было ронять, бить об стену, а ему хоть бы хны. Игрушка весит всего 10 г и абсолютно безопасна для окружающих.
Проблемы начались, когда сотрудники стали играться с ними дома и на даче. У Анатольича в первый же день сломался задний винт. Коробку он выбросил, а к ней был приклеен запасной винтик. Где его зять достал винт – для меня загадка. В продаже их нет. Можно купить некондицию – за 600 рэ целиком вертолет. Но запчасти к малышам не поставляются. Отсюда совет: НИКОГДА не выбрасывайте коробку из-под игрушки.