Член-корреспондент РАН М. А. Федонкин,
Палеонтологический институт РАН, Москва
«Химия и жизнь» №6, 2003
- Живое из камня и металла?
- Обеднение биосферы
- Рост биологической сложности
- Происхождение эукариот: мнение палеонтологов...
- ...и молекулярных биологов
- Скрытая эволюция и взрыв жизни
...и молекулярных биологов
Появление новых крупных таксонов в истории органического мира обычно связано с новыми типами физиологии и биохимии, а значит — и с новыми отношениями между биотой и средой. Эти события оставляют различимые следы в геологической летописи, и потому расшифровка ранней истории жизни — задача сразу для многих научных дисциплин.
Существенный вклад в исследование проблемы ранней эволюции живого вносит и молекулярная биология. Современные модели молекулярных часов, основанные на сравнительном анализе геномов эукариот, бактерий и архебактерий, показывают, что «последний общий предок» всех живых организмов существовал около 4 млрд лет назад, а цианобактерии (и значит, фотосинтез с выделением кислорода) появились не позднее 2,5 млрд лет назад.
Не будем обсуждать, насколько плодотворно само понятие «последний общий предок». При расчете давности эволюционных событий генетики исходят из предположения, что большинство изменений в геноме нейтрально и потому скорость их накопления практически постоянна. Таким образом, можно использовать степень различия между геномами разных групп как меру времени, прошедшую с момента их происхождения от общего предка. Конечно, такие явления, как упомянутый выше симбиогенез, делают картину эволюции куда более сложной, но игнорировать исторические реконструкции геномики все же нельзя. Отметим только, что данные молекулярной биологии, как правило, отодвигают в прошлое основные эволюционные события, в сравнении с данными палеонтологии. В первую очередь это относится к возникновению многоклеточных животных.
«Молекулярная датировка» показывает, что линия грибов отделилась от растений и животных около 1,6 млрд лет. Это заключение поддерживает и выводы молекулярных биологов о значительной древности многоклеточных животных, имеющих развитые ткани, что до недавних пор вступало в конфликт с данными ископаемой летописи. Действительно, согласно этим моделям многоклеточные животные появились не позднее 1200 млн лет назад, а эволюционные линии беспозвоночных и хордовых разделились около 1000 млн лет назад. В сравнении с традиционными данными палеонтологии докембрия эти модели молекулярных часов удваивают длительность существования животных на Земле — первые разнообразные сообщества многоклеточных животных известны из отложений вендского периода (600–545 млн лет назад).
Надо отметить, что в последнее время разрыв между палеонтологическими и молекулярно-биологическими датировками уменьшается. Новейшие открытия в области палеозоологии (в частности, упоминавшихся выше колониальных форм Horodyskia и червеобразных организмов Parmia, описанных М. Б. Гниловской, из морских отложений, накопившихся около 1 млрд лет назад) склоняют нас в пользу раннего появления многоклеточных животных, предполагаемого геномикой.
