Профессор Северинов рассказал о молекулярном многообразии жизни

В "Экспериментаниуме" рассказали о разнообразии жизни на Земле

В музее занимательных наук "Экспериментаниум" прошла лекция "Молекулярное разнообразие жизни". Ее прочитал доктор биологических наук и профессор Сколковского института науки и технологий Константин Северинов. Прямую трансляцию мероприятия провело сетевое издание M24.ru. Если вам интересно устройство живого мира "изнутри", от маленького к большому, от доисторических времен до сегодняшнего дня, если вам интересно, чем похожи лингвистика и биология, читайте полную текстовую версию лекции.

Здравствуйте, кто-нибудь понял про молекулярное разнообразие жизни? Надеюсь, что мы сейчас поговорим с вами, и будет чуть понятнее. На самом деле все очень просто, меня зовут Константин Северинов, я молекулярный биолог, и мы с вами будем говорить про молекулярное разнообразие жизни на нашей планете Земля. Чтобы оценить, что такое разнообразие, и вообще, о чем идет речь, я вам покажу несколько картинок. Смотрите, все знают, кто это?

– Обезьяна.

Это не просто обезьяна, это орангутанг, а это кто?

– Ленивец.

Это не ленивец, это лемур, а это кто? Гепард, правильно, а это кто?

– Волк.

Волк, а это вот кто? Это панголин, смотрите похож на шишку, панголин называется. Это кит, понятное дело. Это кто?

– Летучие мыши.

Летучие мыши, а это кто? Ну, ящерка какая-то. Это?

– Червяк.

Червяк, это такой морской кольчатый червь, полихета называется. Смотрите, а что вы скажете про всех этих зверей, они похожи друг на друга?

– Нет!

Совсем не похожи? Ну что же мы с вами на обезьян не похожи?

– Нет!

А обезьяны или мы с вами на лягушек, например, похожи?

– Нет!

Ну как же, глазки у них есть, ручки-ножки есть – похожи. Ну здесь нет никого похожего на лягушку, но в принципе есть люди похожие на лягушек. Поэтому в общем-то, если вы подумаете внимательно, то всех тех зверей, которых вы, например, видите в зоопарке, вы поймете, что они в широком смысле похожи на нас с вами. Можно задать себе вопрос: почему многие живые существа, населяющие Землю, "похожи"? Все читать наверно умеют, вот похожи здесь в кавычках, они, естественно, не полностью похожи.

– Я не умею читать!

Ну я для тебя буду читать, не волнуйся. Здесь написано: "Почему многие живые существа, населяющие Землю, "похожи"?" Как вы думаете, почему они похожи все-таки?

– У них одинаковое строение.

Ну, одинаковое строение, поэтому они и похожи, но вопрос: почему они похожи?

– Они эволюционировали из одних и тех же бактерий.

Ну, это интересная точка зрения, мы наверно к этому придем, что они все эволюционировали из одних и тех же бактерий, но не очень понятно, что это значит. Вопрос интересный, почему все эти зверюшки, которых мы с вами видим, почему они все-таки похожи? И для того, чтобы ответить на этот вопрос, давайте ответим на более простой вопрос: почему многие языки, на которых говорят люди, похожи?

– Потому что они произошли по большей части от латыни.

Ну, правильно, но насчет латыни - не знаю. Давайте мы с вами поиграем в такую игру, здесь написано "молоко" - это какой язык?

– Русский.

Русский, еще украинский, по-украински молоко будет точно также, а это что? "Малако" - это не то, что кто-то неправильно написал и двойку должен получить за правописание, - это белорусский язык, на белорусском языке так пишется молоко, а это? "Мляко" – ничего смешного, это болгарский язык, "млече" - была такая страна Югославия, и есть такой сербско-хорватский язык, и там молоко будет "млече", это по-английски – "milk", это по-немецки – "Milch", это по- испански – "leche", в это "lait" – по-французски. Что вы можете сказать про эти слова?

– Все они похожи.

Похожи, а вот смотрите: "piim" - это по-эстонски, тоже "молоко", а это "сүү" - по-монгольски, вот это похоже на это?

– Нет.

Да, это не похоже, а это - похоже. А почему похоже? Да, это по звучанию похоже и по написанию.Но откуда вы знаете, что это похоже? Вот когда вы на это смотрели, у вас в голове совершалась какая-то мыслительная работа, вы что-то там такое делали и сказали, что вот это похоже, а вот это не похоже, почему? Но "piim" тоже означает молоко и "сүү", и я уверен, что по-японски тоже есть слово "молоко", я его просто не знаю, и оно не будет похоже на эти слова. Откуда вы знаете, что эти слова похожи? На самом деле, вы эти слова друг с другом сравнивали и видели, что они похожи. И чем больше похожи слова, тем больше похожи языки, из которых эти слова происходят. Вот у нас белорусский язык - нам очень близок, украинский язык нам настолько близок, что это просто одно и то же слово, белорусский язык чуть подальше, но и разница небольшая. Здесь уже разница побольше, но, в принципе, все это похоже. Мы фактически сравниваем все эти слова, ищем разницу. Чем больше разница, тем дальше языки.

На самом деле, все эти языки принадлежат к одной общей группе, группе индоевропейских языков. Корень этих языков вышел из Индии. Самый древний язык, откуда все это произошло, - это праиндоевропейский язык, это один корень – "melg". 10 тысяч лет назад на Индийском полуострове жили люди, которые молоко называли "melg", а вот мы все - носители этих всех языков – мы потомки этих людей, просто с течением времени мы все стали говорить чуть-чуть по разному. Ну, с нашей точки зрения, молоко правильно говорить так, а с точки зрения белорусов правильно говорить так. А почему слово "piim" или слово "сүү" не похожи на это? Потому что эти языки из другой группы, эти все языки объединены общим чем-то, общим корнем, общностью происхождения, а эти языки совершенно другие. Эстонский - это финно-угорская группа, а это - монгольская группа языков. Итак, почему же похожи многие языки, на которых говорят люди?

– Потому что все они были из одного языка.

Потому что многие из них были из одного языка. Потому что те языки, которые похожи, происходят от общего корня. Был некий старый язык, от которого все это произошло. Понятно, да? Простая такая идея. То есть то разнообразие, которое мы видим сейчас, вот поедете по Европе, увидите - разные страны, люди говорят на разных языках, но на самом деле все это версии одного и того же языка, просто очень древнего, который изменился с течением времени. В связи с этим можно сделать древо языков. Как мы его будем строить - мы будем брать попарно какие-то слова, которые есть во всех языках. Это древние слова: мама, папа, сестра, брат, молоко.

– Бабуля, дедуля.

Бабуля и дедуля – нет, потому что, когда этот язык развивался, бабуль и дедуль внуки не видели, их к тому времени съедал какой-нибудь саблезубый тигр, поэтому никто их не видел, но маму, папу дети видели, поэтому эти слова остались. Смотрите, вот это дерево языков. Это именно индоевропейские языки, вот здесь был какой-то старый язык, а потом - здесь есть и индийский язык, вот славянские все языки, вот есть романские языки. Почему все славянские языки на одной веточке этого дерева находятся? Потому что они все похожи друг на друга больше, чем они похожи на языки, находящиеся на другой веточке, они здесь такой куст образуют. А вот куст романских языков, здесь есть английский, немецкий и африкаанс - они все вместе (английский, немецкий и африкаанс относятся к германской группе языков - прим. ред.). Вот такое интересное дерево, оно показывает вам разнообразие существующее теперешнее языков индоевропейской группы, и мы понимаем, как такое дерево построить. Берем древние слова, которые есть в каждом из этих языков, при условии, что они хоть как-то похожи. Мы начинаем их сравнивать и смотреть, если они близко, мы их относим на а одну веточку, если они далеко - на разные. Есть такая очень интересная наука, называется лингвистика - наука о происхождении языков.

А теперь мы можем то же самое сделать и построить древо жизни. Помните, я вам показывал разных зверушек, кто-то говорил, что они не похожи друг на друга, а кто-то, что похожи. В сущности, они все-таки похожи, и мы с вами похожи на обезьян, и обезьяны похожи на лемуров, лемуры наверно похожи чуть-чуть на крыс каких-нибудь, ну и так далее и тому подобное. И мы можем также строить древо жизни, также как мы строили древо языков. Что мы будем делать? Будем искать что-то общее, что-то отличное, а потом пытаться найти те формы, которые больше похожи друг на друга, и объединять их вместе. Так как мы используем только наши глаза, с начала, по крайнем мере, мы будем пользоваться морфологическими признаками - это то, что мы видим: ручки, ножки и всякое такое. И вот, используя такие морфологические признаки, можно построить такое дерево жизни. Здесь по-английски написано "происхождение человека", и здесь нарисовано дерево. И на каждой веточке нарисованы разные звери. Наверху этого дерева – человек, вот здесь рядом – горилла, она на соседней веточке, потому что она близко, а вот - орангутанг, а вот - шимпанзе, а вот – гиббон, а вот здесь, например, находятся копытные животные - ноги у них есть, но вот у этих нет копыт, а у этих есть. Здесь находятся хищники, здесь находятся птицы. Птицы, понятно, отстоят от нас дальше, чем, например, хищные животные типа кошачьих, потому что мы с ними млекопитающие, а птицы - нет. Видите, можно сделать дерево, очень похоже на дерево языков. И опять же: те животные или виды, которые находятся на ближних веточках, более родственны, чем те, которые находятся далеко.

Теперь давайте вернемся к языкам. Как определить, когда возникали разные языки? Что нам нужно для этого сделать? Вот ты говорил, по-моему, нет? Кто-то сказал правильную вещь, что все языки возникли, ну, из латыни, например. А когда они стали друг от дуга разветвляться, изменяться, мы можем это определить? Это когда-то было в глубине веков. Когда возникли, например, славянские языки? Были славянские зыки во времена Древнего Рима? Не было, потому то славян тогда еще не было, а славянский язык возник позже. А с другой стороны, романские языки были, потому что мы знаем, что в Риме говорили на латыни, а французский, итальянский, испанский - это все языки романской группы.

Как мы будем определять, когда возникали разные языки? Нам придется использовать разные источники: исторические, археологические, чтобы каким-то образом на эти разные слова, которые показывают, как возникали языки, наложить, ну, что-ли, ось времени, сделать привязку этих изменений к карте времени. И мы можем сделать это более или менее точно, в частности, мы знаем, когда возникли славянские языки, а когда был вот этот праиндоевропейский язык. Таким образом, мы можем построить дерево, глядя на изменения в словах, а потом мы можем привязать его ко времени. А теперь давайте подумаем, как мы можем привязать ко времени это дерево? Это - дерево жизни, наверху – человек, мы с вами. Это дерево пытается нам показать, что человек - самая высшая точка развития жизни. Так как это было сделано в 19 веке, то этот человек – мужчина, причем предполагается, что белый мужчина. Тогда была популярная точка зрения, что самое хорошее, что есть на свете - это белый мужчина, сейчас есть люди несогласные с этим, и правильно. Это дерево показывает вам, что жизнь шла-шла-шла, и возник белый человек. Это неправильно. Потому что, если вы посмотрите на дерево языков, разве можно сказать, что украинский язык лучше, чем русский язык или французский? Нельзя так сказать, они все современные, они все сейчас существуют. Они просто есть. В этом смысле это дерево тоже неправильное, нет в нем никакого движения в сторону человека, потому что любой, например, кит, он тоже считает себя современным, совершенным и прочее, он тоже существует. Это такое дерево похожее, скорее, на шар.

Как бы нам привязать это дерево ко времени, ведь все эти формы жизни, которые здесь нарисованы, они, по-видимому, тоже развивались во времени, так же как языки. Они эволюционировали, но какое там было время? Как определить, когда возникали разные формы жизни? Верно, по останкам. Смотрите, вот это похоже на Воробьевы горы, крутой обрыв, а вот там кто-то сидит на поверхности земли – человек сидит, мальчик с палочкой. Но если начать копать вглубь этого слоя, то вы увидите, что земля слоистая. Вот здесь находится твердая порода, из чего наша Земля состоит, а это все - наносные породы, которые были отложены за то время, пока Земля существовала. И вы увидите, что здесь такими слоями все это расположено, и оказывается, что каждый слой относится к определенному времени. Более старые слои будут где, на поверхности или ближе к глубине?

– Ближе к глубине.

Ближе к глубине, вот это синее, по-видимому, самое старое, а вот это - относительно новенькое. Мы сидим с вами сейчас на поверхности, но придет время, и это тоже будет погребено, кто-то другой уже будет сидеть, кто-то из нас или кто-то, кто получится к тому времени. Оказывается ученые могут довольно точно картировать эти слои. Более или менее понятно, ну, с точностью до миллиона лет, когда и какой из этих слоев образовался. А теперь самое интересное. Если вы начнете внимательно в эти слои смотреть, вы увидите там, кто говорил "останки"? Останки - это окаменелые кости тех животных, которые, по-видимому, существовали в этот момент времени, в этот или в тот, и таким образом вы можете действительно определить, когда возникали разные формы жизни.

Смотрите, вот здесь опять же на английском, я уж прошу прощения, но язык современной науки, к сожалению или к счастью, в основном английский. Это обратная ось времени, это - сейчас, а тут начинается обратный отсчет времени в миллионах лет до 650 миллионов лет назад. Это слои, которые вы можете увидеть на земле, а это кости тех животных, которые в этих слоях находятся. Смотрите, вот здесь какая-то саблезубая кошка и какой-то индрикотерий, древний носорог. А вот здесь появляется кто-то другой, вот здесь динозавры появились и так далее и тому подобное. Так как мы знаем, когда во времени были эти формы, мы можем привязать наше дерево жизни ко времени. Приблизительно так же, как мы можем привязать дерево языков. Ну и, казалось бы, мы понимаем, что вся жизнь, которую мы можем оценить, которую можно пощупать, посмотреть, возникла где-то 600 млн. лет назад, довольно давно. И, по-видимому, произошла из одного корня, так же как индоевропейские языки, потому что все эти формы похожи друг на друга. И тут возникает вопрос, а как быть с этим существом? Это кто?

– Медуза.

Но она как-то меньше на нас похожа, даже червяк на нас более или менее похож, а эта похожа чуть меньше. А это какое морское существо?

– Осьминог.

Нет, это - не осьминог, тоже не скажешь, что он на нас сильно похож, или вот - гриб похож на нас? Он нам родственник или нет? Вот, вроде рыбы как наши родственники получаются, как болгарский язык русскому языку, а с этим непонятно - хочется иметь такого родственника или такого – это водоросль? Я уж не говорю о таком - есть люди похожие на баобабы, но хочется ли быть родственником баобаба? Как понять - они нам родственники или нет? Ты хотел что-то сказать?

– Бактерии очень похожи на медуз.

Бактерии - на медуз? А что значит "похожи", как определить похожесть? Бактерии – маленькие, медузы – огромные. Знаешь, жизнь такая разнообразная в своих морфологических проявлениях, что просто сравнивать и говорить, что все похоже, наверно, это неправильный способ. Например, летучие мыши до некоторой степени похожи на птиц, потому что они летают, но родственниками их ближайшими не являются. Похожесть - это такая опасная вещь. В общем, если жизнь возникла один раз, так же как праиндоевропейский язык, должно быть общее древо жизни, на котором будем и мы с вами, и бактерии, и баобабы, и все-все-все. Второй вариант, если жизнь возникала много раз, тогда будет много деревьев и тогда может статься, что баобабы - не наши родственники, и это приятно знать. Мы хотим как раз ответить на вопросы. Я хочу, чтоб, когда вы уйдете отсюда, вы понимали, что жизнь возникла только один раз, и все живое на нашей планете является нашими родственниками. Для того, чтобы это доказать, нужно по-другому взглянуть на жизнь. Помните, в названии лекции есть что-то про молекулы? Есть два способа смотреть на жизнь: вот, видите, живой человечек, и всем нам приятно на него смотреть. Но можно на него посмотреть по-другому, и тогда это будет вот так. Кто-нибудь знает, что это такое?

– ДНК.

Это последовательность ДНК, там всего лишь 4 буквы – А,Т,Г и Ц, и она много-много раз повторяется. Когда она повторяется достаточно большое количество раз или тянется, то здесь на молекулярном языке записано, что будет такой замечательный малыш. В алфавите ДНК всего лишь 4 буквы: А,Г,Ц и Т. Но насколько длинным должно быть это слово, чтобы получить такого малыша? По другому можно сказать: геном человека какой длины? Геном человека или набор всех наших генов - это последовательность из 3 млрд. букв. 4 буквы – А,Г,Ц,Т. Но полная длина генома каждого из нас - 3 млрд. букв. Вообще говоря, ни вы, ни я, никто из людей не может хорошо представлять себе большие числа. Что такое три миллиарда? Ну вот представьте себе, вы, когда подрастете, будете читать такую книжку, называется она "Война и мир" - очень серьезная большая книжка, написал ее Лев Толстой. Книжка довольно существенная, в ней порядка 1000 страниц, и в этой книжке около 1 миллион букв. В каждом из вас 3 миллиарда букв. То есть, чтобы сделать любого из вас, нужно будет три тысячи таких ну что ли книжечек, нужно такое длинное-длинное слово, и у каждого из вас оно есть, и там написано, что вы будете человеком. Как определить степень родства двух человек, тебя и тебя?

– По ДНК.

По ДНК, а как это сделать? Сравнить, значит, что нам нужно сделать?

– Взять ДНК.

Да, вот, у тебя и у меня возьмем ДНК - это не больно, и прочтем все эти 3 тысячи книг, а потом сравним с помощью компьютера. И вот что выяснится, что два человека, каждый из нас здесь находящихся человек отличается в среднем на 0,1% этой длинной последовательности букв. Что это означает, что одна буква из тысячи, где написано, что вот это - Костя, а тебя как зовут?

– Гоша.

А это – Гоша, у нас с тобой разница - единица на тысячу. В итоге, так как у нас 3 млрд. букв, то мы с тобой отличаемся друг от друга по 3 млн. положений. Если считать, что каждый из нас - очень длинная книга, то относительно друг друга мы просто набор опечаток. У нас немного опечаток, но эти опечатки есть. В принципе, все понятно, если мы возьмем "Войну и мир" и в каждой тысячной букве сделаем опечатку, вы все равно "Войну и мир" прочтете, но она будет чуть-чуть разная. Иногда будут возникать глупые какие-то ошибки, имя персонажа изменится случайно, но, в принципе, все будет понятно. Таким образом, мы все с вами близкие родственники и отличаемся лишь на 0,1%.

А, например, если взять геном человека и сравнить его с геномом шимпанзе, то в среднем мы будем отличаться на 1%, то есть будет отличаться одна буква из ста. Если взять "Войну и мир" и изменить каждую сотую букву, вы все равно "Войну и мир" замечательно прочтете, вы будете понимать все, что происходило, просто будет чуть больше опечаток. Но с точки зрения организма, это будет разница между человеком и шимпанзе. Просто, чтоб понять, насколько это небольшая разница, смотрите, вот здесь вы - ваш компьютер, который у вас есть в голове, очень простенько сказал, что вот эти все слова похожи, но здесь разница гораздо больше. Смотрите, между русским молоком и белорусским молоком разница в двух положениях из шести, это 30%, на самом деле. А те разницы, которые есть между нами и шимпанзе, нами и гориллами, нами и мышами, - они ничтожны, с точки зрения биологии.

Есть такая целая наука, и мы будем ее использовать, чтобы изучать молекулярное разнообразие жизни, она называется молекулярная филогения. Филогения происходит от греческих двух слов, филогенез - это означает происхождение видов. Все, что мы будем делать теперь, это как со словом молоко - будем брать похожие участки ДНК и сравнивать их из разных организмов. Если они похожи сильно, мы их - на одну веточку дерева, если они не очень похожи, - на разные. Вот, например, здесь показано это для одного из участков ДНК, который кодирует белок, нужный нам для дыхания, мы все дышим. Вот, смотрите, здесь просто показано количество изменений, разниц. Между человеком и шимпанзе нет никакой разницы по этому гену – 0. Между человеком и бараном, слава тебе Господи, какая-то разница есть - 10. Само это слово, сам этот ген, он имеет лишь 100 букв в себе, длина этого слова - 100. Из 100 букв замени 10, получишь из человека барана. Змея - 14 замен, между человеком и карпом - 18 замен и так далее. С помощью такой простой процедуры теперь можно построить дерево, которое мы построили не на основе морфологии, не на основании того, как отличается друг от друга та и другая зверюшка, а на некоем объективном критерии изменений последовательности похожих слов. Если бы мы занимались лингвистикой, это было бы слово "молоко", ну, или какое-то другое слово.

Смотрите, здесь довольно интересно, во-первых, выясняется, что все приматы - люди, шимпанзе, мартышки - они все вместе, птицы - чуть в стороне, лошади - чуть в стороне. Интересно, что из этого же корня растут растения, то есть баобабы - они-таки наши родственники, ничего обидного в этом нет. Растения, на самом деле, отличаются по генетическим словам от нас не больше, чем наш язык отличается от чешского, в принципе, они очень близки. То есть вот эта часть дерева похожа на эту часть дерева. Теперь, посмотрим сюда на минутку, вы на прошлом дереве этого не видели, я это специально убрал. Здесь нарисованы амебы, инфузории, бактерии, все эти какие-то странные существа, про которых вообще ничего не понятно. Если мы просто посмотрим на анатомию и морфологию, мы никак не сможем сравнить бактерию со мной, она маленькая - я большой, у меня есть руки-ноги - у нее нет и т.д. Вообще непонятно, как это сравнивать. Но у бактерии тоже есть гены, и мы можем начать сравнивать гены бактерии с генами человека или индюшки, или кого угодно. И тогда мы можем построить большое молекулярное дерево жизни, и оно показано вот здесь. Смотрите, здесь на каждой веточке сидит какое-то существо, и у всех них были определены гены, а потом их сравнили с похожими генами в других существах. И вот что получилось, здесь есть много разных зверюшек, здесь, например, находятся бактерии, а здесь находятся более сложные существа, и при этом расстояние по веточкам означает, насколько сильно вы отличаетесь друг от друга.

Смотрите, вот это - человек, а вот это – кукуруза, то есть, фактически, здесь на маленькой веточке дерева сосредоточено все то многообразие жизни, к которому вы привыкли. Если вы придете в зоопарк, вы начнете ходить и смотреть на животных в разных клетках, вы будете удивляться, какое это все разнообразное, удивительное, красивое. Если вы озабочены будущим нашей планеты, вы начнете говорить, как важно сохранить биоразнообразие, там, какой-нибудь амурский тигр, пингвин и все прочее. С точки зрения реального молекулярного разнообразия, все это есть маленькая часть реального огромного разнообразия жизни, просто все это разнообразие, нами не виденное и до недавних пор неоцененное, потому что это все - как раз бактерии, про которые ты, Гоша, говорил. Наша Земля принадлежит бактериям, они страшно разнообразны, они здесь жили очень давно, а мы здесь – такая, совсем маленькая надстроечка над этим, вовсе мы не такие уж разные и разнообразные, как нам хотелось, вот где все это разнообразие.

Смотрите, какое интересно свойство у этого дерева. Вы помните, когда мы стали строить дерево по слову "молоко" у нас был общий корень, и этот корень был - праиндоевропейский язык, но у этого дерева тоже есть корень, вот здесь. Кто это такой, кто там в этом корне сидит? Корнем почти всех европейских языков праиндоевропейский язык, это та группа языков, откуда все наши языки возникли, а это что за корень в данном случае?

– Бактерия.

Ну, бактерии, простейшие, уж проще некуда, вот все современные бактерии вот здесь находятся, это такие специальные существа, называются археи - это не бактерии, но похожи. Вот мы с вами здесь находимся, здесь инфузории, здесь всякие еще какие-то существа, а вот это - кто такой?

– Одноклеточные.

А вот это - все одноклеточные, может быть, я нечетко выразился, но все это – одноклеточные, весь зоопарк и мы с вами, и все прочее - оно вот здесь, вот между этими двумя веточками, сюда можно поместить всех.

– Человек - это клетки.

Человек - это много клеток, триллион клеток, в тебе – триллион, а во мне - три триллиона. Так все-таки, кто же здесь в этом корне? Смотрите, если мы строим дерево языков, у нас будет праиндоевропейский язык, откуда произошли все языки. Это какое-то существо, откуда произошло все современное разнообразие жизни, вся жизнь сводится в конечном счете к нему, его даже назвали, у него есть имя, его зовут Люка. Не потому, что есть такая книга Библия, что он библейский Люка. Это просто сокращение, по-английски он называется last universal common ancestor, то есть последний общий предок. Это последний общий предок жизни, откуда путем небольших изменений, накопления ошибок возникли все мы. Было такое существо, оно было довольно сложно организовано, у него были гены, у него все было, и клетки у него тоже были, и это та клетка, откуда возникло все то, что существует сейчас.

Можно задать несколько вопросов, во-первых, когда Люка жил? Когда было вот это существо, откуда все произошло? На эту тему можно ответить следующим образом, помните, я вам сказал, что то разнообразие жизни, которое мы знаем, по геологической летописи укладывается в 700 млн. лет? Вот, все, что здесь происходило, в результате чего возникла кукуруза и мы с вами, вот это - 700 млн. лет, а вот это - тот путь, который еще нужно пройти, чтобы дойти до Люки, реально - это расстояние порядка 4,5 млрд. лет. Наша Земля существует 7 млрд. лет, а 4,5 млрд. лет назад жило вот это существо, прямым потомком которого вся современная жизнь является , в том же смысле, как почти все европейские языки являются потомками праиндоевропейских языков. Можно еще спросить, где Люка жил? Это тоже интересно, жил он давно, а где он жил? Ведь Земля была тогда, какая она была? Довольно горячая.

– В Японии.

В Японии? Почему ты думаешь, что в Японии? Японии тогда не было, вообще ничего не было, была только эта зверюшка, которого Люка звали. Ну, где-то он жил?

– В лаве. В воде. В пещере.

Люка, как библейский Люка, точно сидел в пещере. Мы не знаем, где он жил, мы не знаем, какой он был, мы знаем, что он жил давно, мы можем более или менее понять, какие условия окружающей среды были вокруг него. И вот с помощью хитрого такого трюка, помните, я вам сказал, что корень, из которого возникло слово "молоко" на праиндоевропейском был "мелг"? Как мы пришли к такому слову? Мы же не знаем носителей этого древнего языка, их нет, они умерли 10 тысяч лет назад, летописи тогда тоже не было, тогда никто не писал. Как мы могли к этому слову прийти? Вот, взрослые, кто-нибудь может сказать? Откуда мы знаем, как звучали древние слова из умерших языков?

– Мы можем предполагать.

Знать нельзя, но мы можем делать какие-то предположения. Эти предположения оказываются довольно точными.

– Описания сохранились?

Нет описаний. Тогда люди говорили, но не писали, это хорошее было время.

– Перебором.

А, перебор, мы можем перебрать, тогда Вы переберете - у вас будет одно решение, у меня другое, мы с Вами подеремся, но никто не будет знать, кто же прав. Хочется разумно к этому подойти.

– Выискивается общее.

Вот-вот-вот - это правильный алгоритм, если все языки произошли из одного корня, ну, какие-то слова, мы можем с вами начинать теперешнее разнообразие слов уменьшать потихонечку и обратно идем, и придем к тому слову, от которого путем наименьших изменений можно попасть во все существующие слова. Так вот, точно также можно ответить на вопрос, где жил Люка. Почему мы построили это дерево, потому что все последовательности генов на этом дереве похожи, тогда мы можем представить себе или реконструировать, воссоздать древнюю последовательность, древний ген. Выясняется очень интересное, эта работа недавно была сделана, что этот древний ген кодировал белок, который лучше всего работал на 70 градусах Цельсия. Наши с вами белки работают на 37 градусах, если температура чуть-чуть повысится, мы с вами умрем, наши белки сварятся. Яйцо положите в 50 градусов, оно сварится, а белок который кодирует последовательность, которая, мы думаем, была у Люки, он лучше всего чувствует себя в 70 градусах. Что это означает? Что с большой вероятностью это существо жило в той самой температуре, на 70 градусах, и это очень хорошо соотносится с тем, что 4 млрд. лет назад Земля была вполне горячая, и он там в такой в баньке, в пещере, в воде, где угодно, но главное, в горячей, существовал.

Есть несколько интересных вопросов, которые я не будут затрагивать, но вообще можно подумать, если хотите на досуге. Если вся жизнь возникла из Люки, то был ли Люка одинок? Он был один тогда – вот огромная Земля, и существовал такой единственный звереныш, назовите его как угодно, бактерия, если бы он почему-то вдруг умер, то нас бы не было.

– Он размножался.

Он-то размножался, но все равно мы все к нему одному сведем. Еще есть один интересный вопрос: а кто был до него? Потому что он был очень сложным организмом, в общем-то он был очень похож на современную клетку, и все мы – потомки его.

– Молекулы.

А какие молекулы, не очень понятно, что это значит. Это интересный вопрос, это я не к тому, что ответы на это есть, а просто интересно об этом думать. А теперь осталось два слайда про то, как возникает сложность. Потому что все-таки жизнь очень разнообразна, вы видели, какие есть разные существа, и она более разнообразная, чем можно было бы ожидать. Если бы все у нас происходило от Люки за счет каких-то небольших ошибок, накопления опечаток, мы б тогда были бактериями и сейчас, не было бы никаких инноваций, никаких нововведений не было бы. Кто-нибудь знает, что-это такое?

– Спутник.

Спутник космический, в 57 году запущенный. Помните, мы обсуждали все эти слова, "молоко"… По-английски "milk", по-русски "молоко". По-русски "спутник", а по-английски как? "Sputnik", а почему, у них что - общий корень у этих слов?

– Заимствование.

Заимствование, смотрите, что произошло. Русские придумали спутник, ученые, инженеры, он полетел. Они первые его придумали, ну, раз уж название мы ему придумали тоже, у нас-то это слово, понятно, это корень "путь", кстати говоря, тоже из древнего языка. Но, раз уж мы его первые запустили, он стал международным словом. Кроме "спутника", мы еще подарили миру "bolshevik" и "pogrom". А вот это, смотрите, что такое? "Computer" - по-английски, по-русски – "компьютер". А здесь, что произошло? В какую сторону заимствование шло? Вот так. Вообще, к сожалению, в основном заимствование в эту сторону идет, а не в эту, и это, конечно, печально. На самом деле, языки и вся живая материя на Земле развиваются двумя способами. Один способ - это когда мы в поколениях потихонечку изменяемся, накапливаем опечатки и потихоньку переходим из одного похожего слова в другое. А другой - когда кто-то что-то изобретает, и оно настолько сногсшибательное, что тут же все это тоже берут.

– "Спутник" - слово относительно молодое, возможно, в Америке оно как-то по-другому будет звучать через 4 млрд. лет.

Ну, через 4 млрд. лет мы не знаем, что будет, человечество само по себе имеет возраст только 40 тыс. лет.

– Сколько лет тому слову корневому, к которому первому пришла наука?

Какому? "Молоку" 10 тыс. лет.

– Ну, через 10 тыс. лет как будет "спутник" звучать?

Этого я не знаю, потому что англичане уже сейчас называют это "satellite".

– Уже сейчас?

Да.

– Ну, вот видите.

Ну, мне надо привести какой-то пример, вот "большевик" англичане продолжают называть "bolshevik". Но чего я буду детям на ночь глядя всякие гадости говорить.

– А у них сейчас нет большевиков.

Есть, это у нас их нет, а у них они появляются. Нет, Вы правильные вопросы задаете. Но вот, смотрите, такой интересный есть переход между языками, когда вы не что-то приобретаете потихоньку, а просто заимствуете. Интересно, что мы все с вами (или те клетки, из которых мы произошли), произошли именно за счет такого заимствования. Это мы чуть-чуть по-другому смотрим на дерево. Это дерево жизни, это горячая Земля 4 млрд. лет назад, где был Люка, я не знаю - был ли он один или нет, но, надо понимать, что потом в течение трех миллиардов лет жизнь на Земле была довольно скучной. Было очень много разнообразных бактерий, но все они были маленькие, еле видные. Ну, существовали в разных интересных местах, но смотреть не на что было, спутник не сделаешь. А потом произошло вот что: возникла ветвь жизни, на которой оказались в конечном счете мы с вами, растения и грибы. И вот что здесь произошло, выяснилось, что в начале инновации одна из бактерий была порабощена клеткой, потомками которой мы все стали. Эта бактерия была порабощена, и сейчас она стала органеллой или митохондрией. Это у нас в теле некая такая "электростанция", она снабжает нас энергией. Нас всех снабжает энергией бывшая бактерия, которую мы просто захватили в свое время, и теперь она не живет на свободе, как ей хочется, а живет у нас. В каждой нашей клетке их довольно много, и они снабжают нас способностью двигаться, совершать работу и думать.

В случае растений произошло еще одно заимствование. На той стадии, когда возникали растения, была приобретена или захвачена древняя сине-зеленая водоросль. Та, из-за которой пруды цветут. Теперь она уже это стала хлоропластом, теперь эта бывшая сине-зеленая водоросль ответственна за зеленый цвет растения и за то, что растения выделяют кислород, которым мы можем дышать. Это типичный случай "спутника" или "компьютера". В результате этих двух инновации возникло все то многообразие, которое мы ценим, которым мы, собственно, и являемся.

Я начал с того, что рассказывал про молекулярное разнообразие, но фактически я вам рассказывал про "однообразие", но про "однообразие" в кавычках. Жизнь однообразна в том смысле, что она возникла единожды, но это не значит, что не было других жизней. Но те жизни, которые были другие, они, по-видимому, умерли или не дали потомства, которое мы можем сейчас пощупать или увидеть. Вся жизнь возникла из одного организма, который жил 4 млрд. лет назад, который мы для удобства называем Люка, он себя никак не называл, он себя не мог осознавать, и все мы есть результат копирования его генетической информации и накопления тех или других ошибок, иногда они оказывались полезными. Чтобы понять, насколько жизнь однообразна, опять же, представьте себе языки. Так вот разница между самой далекой от нас бактерией и нами с вами не больше, чем разница между славянскими и англосаксонскими языками, вся жизнь очень новенькая и с точки зрения вот такой лингвистики не далеко ушла. В этом смысле, если бы бактерия писала "Войну и мир", она бы была похожа, мы бы все равно ее поняли. То есть она однообразна, но прекрасна и интересна. Все, спасибо.