Евангелие от LUCA. В поисках родословной животного мира

aggtttatat tttaatttta cctggatttg gaatagtttc acatatttta agaaatttct cggctaaacc agcttttggt actttaggga tgatttatgc aatagtttca attggaattt taggttttat tgtatgagct caccatatgt ttacagtagg gatagatgta gatactcgag cttacttcac agctgcaact atagttattg ctgtcccaac tggaattaaa gtatttagtt gacttataac attatatgga agtcagtgta gatttagtgc tcctatatac tgagtcctag gttttatttt tctttttaca ttaggaggtt taacaggaat tgttctttca aattcatctt tagatattat attgcatgat acatactatg tagtagcaca ttttcatt[62]

Выглядит не более информативно, чем нашумевшие некогда «заумные» стихи поэта-футуриста Алексея Кручёных:

Дыр бул щылубеш щурскумвы со бур л эз

Сам по себе такой генетический текст, возможно, значит немного, но если сравнивать его с аналогичными текстами, взятыми у других организмов, у которых тоже имеется ген цитохромоксидаза, мы можем выяснить немало интересного. Общий принцип состоит в том, что чем ближе по степени родства сравниваемые виды, тем выше должен быть процент совпадений в этом генетическом тексте. Почему это так, помогает понять уже известный нам принцип дивергенции. Оказывается, дивергируют не только морфологические признаки, но и геномы.

Рассмотрим воображаемый — и донельзя упрощенный для ясности — пример, нарисовав небольшой фрагмент некоего филогенетического древа (рис. 3.5). У нас есть вид-предок (А), который дал начало двум видам-потомкам (B и C), каждый из которых, в свою очередь, стал родоначальником еще двух видов (D — G). Виды B и C унаследовали от своего прародителя один и тот же генетический текст (в данном случае мы говорим только о небольшой последовательности, скажем, длиной в 13 нуклеотидных оснований), но у одного из них этот текст остался неизменным, а у другого произошла элементарная точечная мутация — третья слева буква А заменилась на букву Г. Такие мутации при передаче генетической информации происходят довольно часто, их можно сравнить с опечатками в книге или в тексте, который вы набираете на клавиатуре «вслепую». В результате получилось, что два вида, произошедшие от А (на языке филогенетики такие виды именуют сестринскими), отличаются по данному фрагменту гена всего на одно нуклеотидное основание. Шло время, происходили новые мутации, и вот мы видим, что у видов D — G, являющихся эволюционными «внуками» вида А, исходный текст еще более изменился, так что если сравнивать меж собой D и G, то у них варианты этого гена окажутся наиболее различными. Но если рассчитать скорость молекулярной дивергенции, то она окажется неодинаковой, потому что у вида F этот ген эволюционировал медленнее всех, сохранив нуклеотидную последовательность, наиболее близкую к унаследованной от общего предка.

Это воображаемый и совершенно элементарный пример, но он помогает понять принцип генетической дивергенции, который сослужил большую службу молекулярной филогенетике. Сравнивая последовательности нуклеотидов, из которых состоят аналогичные «тексты» у разных видов, или даже целые геномы, можно путем соответствующих расчетов проследить родословную генов, на основе которой сделать некоторые обоснованные выводы о генеалогии их владельцев.

Постепенное накопление различий в текстах за счет ошибок копирования (мутаций или опечаток) — это широко распространенное явление, встречающееся не только в живой природе. Когда в Античности или Средневековье книги переписывали от руки, каждый писец, независимо от других работавший с исходным текстом, непроизвольно вносил в него какие-то искажения, например если очень спешил или неправильно прочитывал то или иное слово. Затем каждая из рукописей первого поколения могла стать источником для последующих переписчиков, и в каждый скопированный с нее текст вносились новые искажения. Современные филологи тщательно сравнивают тексты дошедших до нас манускриптов одного и того же произведения, выискивают разночтения в них и порой могут даже определить, в какой именно копии текста возникла досадная ошибка, которая потом пошла гулять по позднейшим рукописям.