• Ср. Мар 22nd, 2023

Не может быть: организмы из опухолей, жизнь на Марсе и другие самые удивительные гипотезы из области биологии

Не может быть: организмы из опухолей, жизнь на Марсе и другие самые удивительные гипотезы из области биологии

Жизнь Марса

Любое сравнение Земли и Марса с точки зрения пригодности для жизни сегодня будет не в пользу красной планеты. Но это не всегда так: Марс образовался раньше Земли, кроме того, наша планета практически сразу испытала сильное столкновение с небесным телом, из осколков которого образовалась Луна. Пока земля восстанавливалась после удара, у его соседа было куда более комфортное место. Несколько лет назад американские ученые под руководством Бентона Кларка провели подробный обзор научных публикаций на эту тему и установили, что жизнь могла зародиться на Марсе с не меньшей вероятностью, чем здесь, на Земле, — а возможно, даже с большей.

Реклама – продолжение ниже

На самом деле получить смесь простых органических веществ можно и без участия живых существ — это было показано в конце прошлого века. Однако до сих пор неясно, как из них образуются сложные молекулы РНК, способные передавать наследственную информацию и катализировать химические реакции, изменяясь и эволюционируя, это предшественники полноценной жизни. Начнем с того, что свободная РНК легко растворяется в водном растворе, а Земля, остывшая после удара и образования Луны, была полностью покрыта океаном.

Самый массивный из найденных на Земле марсианских метеоритов весит почти 15 кг.

Реклама – продолжение ниже

Реклама – продолжение ниже

Но на Марсе и тогда чередовались периоды влажности и высыхания, во время которых могли появляться места, где РНК оставалась стабильной. Кроме того, при испарении влаги в водоемах может концентрироваться фосфор, необходимый для появления новых молекул РНК, бор и марганец, полезные для их стабилизации в воде, сера и другие микроэлементы. В земной коре они встречаются редко или в труднодоступной форме, как, например, инертные апатиты, в которых сосредоточена большая часть фосфора земной коры.

Когда Марс потерял атмосферу и влагу и стал непригодным для жизни, его «зародыши» вполне могли мигрировать на Землю. В целом обмен веществом между соседними планетами происходит достаточно интенсивно: до сих пор учеными обнаружено более 300 метеоритов марсианского происхождения. Считается, что ежегодно на нашу планету падает не менее 500 относительно крупных осколков, выбитых с поверхности Марса. Когда-то по такому куску скалы могла мигрировать и протожизнь, заменяя родную, но беспокоящую планету соседней.

ЧИТАТЬ   Бедность не запоздала Общество Экономика и финансы Subscribe.Ru

Реклама – продолжение ниже

Организмы опухоли

Рак — страшная болезнь, но она не опасна для окружающих. Известно лишь несколько случаев, когда он стал заразным. Таким образом, трансмиссивная опухоль лица косила целые популяции сумчатых тасманских дьяволов. Заболевание распространяется с начала 1990-х годов от одного человека, в нервной ткани которого оно возникло. Клетки опухоли утратили большую часть генома, в том числе многие специфические маркеры, и обрели способность передаваться от дьявола к дьяволу контактным путем, как вполне самостоятельный организм-паразит.

Реклама – продолжение ниже

Реклама – продолжение ниже

Представление о том, что клетки сложных животных, переживших злокачественную трансформацию, можно рассматривать как отдельные организмы и даже начало новых видов, появилось по крайней мере в середине 20 века. Эта гипотеза до сих пор считается маргинальной и плохо совместимой с современными взглядами на видообразование, и тем не менее ученые время от времени возвращаются к ней.

Не так давно Алексей Панчин вместе с коллегами из Московского института проблем передачи информации исследовал целую группу довольно необычных морских существ. Речь идет о паразитических миксоспоридиях — примитивных кишечнополостных, родственниках медуз и коралловых полипов, состоящих максимум из нескольких десятков клеток. Их геном чрезвычайно прост, необычен даже для паразитов. Более того, в нем отсутствуют полные блоки, отвечающие за взаимодействие клеток в едином организме. Согласно Пунчину и его соавторам, Myxosporidium, возможно, произошел от трансмиссивного рака древних кишечнополостных. Передаваемая от одного человека к другому, опухоль сумела выжить даже после смерти первого носителя. Затем один из ее клонов мог мутировать, приобретая способность распространяться между представителями разных видов. И, наконец, опухоль вновь обрела многоклеточность, хотя и ограниченную. Первый шаг в этой цепочке выглядит наиболее реалистично.

Реклама – продолжение ниже

ЧИТАТЬ   Ракета с кораблем взамен неисправного «Союза» стартовала с Байконура к МКС

Подобные примеры известны не только из жизни тасманских дьяволов — например, трансмиссивная венерическая опухоль собак передается между псовыми уже несколько тысяч лет. Крайне редко, но встречается и межвидовое заражение: известен случай передачи рака от паразитического червя к больному ВИЧ. Сложнее представить, как раковая клетка вернулась в почти нормальное состояние. Какими бы простыми ни были миксоспоридии, они все же содержат клетки разных типов и специализаций, что представляется недостижимой сложностью для опухоли.

На разных стадиях своего жизненного цикла миксоспоридии могут паразитировать на рыбах или морских червях.

На разных стадиях своего жизненного цикла миксоспоридии могут паразитировать на рыбах или морских червях.

Реклама – продолжение ниже

Реклама – продолжение ниже

Осведомленность о вирусах

В отличие от бактерий, вирусы — это паразиты, работающие непосредственно с геномом. Некоторые из них могут даже вставлять свою собственную ДНК в хромосомы хозяина. Такие фрагменты способны надолго скрываться в клетках, переходя из поколения в поколение. Внутри организма они часто испытывают новые мутации, постепенно теряя активность; Около 40% (а по некоторым оценкам, до 80%) генома человека составляют остатки древних вирусов, накопившихся за миллионы лет эволюции нашего вида.

Белки, кодируемые геном ARC, складываются в полые оболочки, подозрительно напоминающие вирусные частицы.

Со временем фрагменты вирусной ДНК могут приобретать новые полезные функции. Считается, что они играют важную роль в эмбриональном развитии и функционировании иммунной системы. Возможно, первые вирусы также обеспечивают работу сложной нервной системы животных. Наиболее известным примером такого применения является ген ARC, участвующий в механизмах синаптической пластичности. Через синапсы — специальные контакты — происходит обмен сигналами между нейронами, которые передают друг другу небольшие молекулы нейромедиатора. Ген ARC активируется, когда в синапсах активируются глутаматные рецепторы. Белки, полученные из этого гена, сразу же образуют «пузыри», собирая в себе небольшие молекулы РНК и превращаясь в подобие вируса. Они фактически передаются соседним клеткам, «заражают» их и снова высвобождают накопленную РНК.

Реклама – продолжение ниже

Реклама – продолжение ниже

ЧИТАТЬ   Занимательный тест на знание классики советского кино: проверь, насколько хорошо ты помнишь культовые фильмы

Недавно было показано, что ген ARC происходит от ретротранспозона Ty3/gypsy, древнего генетического элемента, связанного с ретровирусами. Более того, похоже, что вирус – предок АРК не раз интегрировался в геном животных. Ген у четвероногих — четвероногих позвоночных — отличается от своего аналога, который несут в своих хромосомах насекомые. Возможно, они получили свой АРО независимо от наших предков. Однако похоже, что механизм его действия в целом одинаков у нас и у плодовых мушек: «АРК-вирусы» собирают РНК и «заражают» ими соседние нейроны. Что именно молекулы РНК доставляют в клетку, неясно. Однако опыты с клеточными культурами показали, что без них синапсы быстро теряют устойчивость, и связь между соседними нейронами исчезает. В результате становится невозможным ни обучение, ни запоминание, ни выполнение сложных познавательных функций, в том числе и того, что мы называем сознанием.

Реклама – продолжение ниже

Любовь к иммунитету

Среди основных задач иммунитета можно назвать не только борьбу с чужеродными агентами, но и уничтожение собственных клеток, выработавших собственные или переживших злокачественное перерождение. Отделение нормальных клеток от поврежденных с помощью белков главного комплекса гистосовместимости (MCHC), которые распознаются лимфоцитами. Это очень древний механизм, восходящий к первой челюстной рыбе, но он сохраняет огромное влияние на современных людей.

Реклама – продолжение ниже

В 1990-х годах был проведен «эксперимент с потными футболками», в ходе которого отважных добровольцев попросили понюхать и оценить вещи после того, как мужчины носили их несколько дней. В результате слепых тестов выяснилось, что дамы всегда предпочитали запахи мужчин, белки MHC которых максимально не соответствовали их собственным.

Эти опыты не раз подвергались критике со стороны специалистов, но есть и другие свидетельства того, что более привлекательными нам кажутся партнеры, связь с которыми сулит преимущества потомству. Сходство белков MHC может указывать на генетическую близость мужчины и женщины и часто приводит к трудностям при зачатии. Швейцарский стартап GenePartner, несмотря на недоказанную гипотезу, даже обещает сопоставить пару на основе анализа ДНК. А вот влияние влюблённости на иммунитет было продемонстрировано достаточно чётко.

Source