Компьютерра PDA N177 (09.06.2012-15.06.2012)

Как изучали циано-бактериальные маты? Делали их срезы, выделяли отличающиеся по форме клетки, выращивали виды по отдельности в культуре. Находили, предположим, десяток разных бактерий и говорили о высокой сложности сообщества мата. Удивительные результаты были получены благодаря выделению и распознаванию последовательностей ДНК. Выяснилось, что в матах обитает множество ранее неизвестных, не выращиваемых по отдельности видов. Маты не просто сложны – они экстраординарно сложны и могут состоять из десятков разных клеток – разных, потому что относятся к разным видам.

Маты изменили среду на Земле. Цианобактерии обеспечили кислородную революцию, изменившую характер земной атмосферы с восстановительного на окислительный. В изменившейся среде получили развитие ядерные организмы – простейшие, грибы, растения, животные. Среди растений и животных появились многотканевые организмы, тоже состоящие из многих, иногда десятков, а иногда и сотен разных типов клеток. Однако в многотканевых организмах разные клетки не просто относятся к одному виду, а даже являются клонами (генетическими копиями) той оплодотворённой яйцеклетки, из которой этот организм развивается. В большинстве случаев, как, например, в нашем теле, все клетки генетически одинаковы; их различия – не следствия различий генотипа (унаследованной наследственной программы), а следствие его избирательной экспрессии (включения разных генов).

Многовидовые микробные маты и клональные многотканевые организмы – два типа многоклеточных систем, состоящих из разных типов клеток. Маты древнее, долго доминировали на планете и сохраняются до сих пор. Клональные организмы – "недавнее" изобретение, которое оказалось очень перспективным и позволило создавать очень сложные живые системы.

Сравните наше тело или тело секвойи с самым сложным циано-бактериальным матом. Почему организмы способны создавать более сложные структуры, чем бактериальные сообщества? В них развитие всех клеток идёт под контролем единой программы. Проверенные, лучшие версии таких программ передаются потомкам. Неудачные организмы гибнут как целое, удачные – как целое выживают и размножаются. Организмы эволюционируют на уровне отбора систем.

В бактериальном сообществе много разных программ – своя у каждого вида клеток. Конечно, гены внутри сообщества легко передаются от одного вида бактерий к другому. Тем не менее каждый из его компонентов размножается относительно самостоятельно. Отбор систем действует внутри сообщества мата, а оно в целом лишь претерпевает перебор состояний.

Элементы бактериального сообщества в большой мере независимы друг от друга. На каждый из них действуют свои векторы отбора, многие из входящих в состав сообщества клеточных популяций конкурируют друг с другом. В общем, бактериальное сообщество – вольница в сравнении с организмом.

Организм – жёсткая структура, части которой контролируются единой программой. Конечно, конкуренция есть и внутри него (так, окружающие кровеносный сосуд клетки конкурируют друг с другом за поступающие к ним вещества), но она находится под постоянным контролем. Если какие-то клетки начинают неконтролируемо делиться, возникает опухоль, угрожающая самому существованию системы. Ввиду этой опасности в организмах высокоорганизованных животных развиваются сложные механизмы защиты от самовольства клеток. И это не только иммунная система, уничтожающая свои клетки, которые приобрели какие-то неправильные особенности. Кроме прочего, это вшитый в сами клетки механизм апоптоза – клеточного самоубийства, включающийся, когда что-то пошло не так, как надо.

Правильно ли сводить всё разнообразие биосистем, состоящих из разных клеток, к двум описанным мною сейчас типам? Не вполне. Биоценоз – сообщество популяций разных организмов, многие из которых – сложные клоны одной клетки. Многоклеточные организмы, состоящие из клонов клеток, сами входят в состав более-менее сложных сообществ. Вообще, в нашем теле количество бактериальных клеток превышает количество наших собственных! Зато по массе совокупность бактерий является относительно небольшой нашей частью, ведь бактерии много мельче наших родных клеток.

Вы уже поняли, к какой аналогии я веду? Мы знакомы с двумя типами экономик. Свободные, рыночные состоят из относительно независимо развивающихся единиц, а командные, плановые подчинены единому центру.

Отдельные единицы внутри свободной экономики могут появляться, развиваться и исчезать; с их динамикой экономика испытывает лишь перебор состояний. Командные экономики подчиняют все экономические подсистемы единому плану; они или как целое сохраняются, или как целое рушатся.