Особенности эволюции прокариот

По своему происхождению эвкариотная клетка рассматривается как химера, комбинация разнородных компонентов. При этом отстаивать однократное, монофилетическое происхождение низших эвкариот трудно. Существенно, что симбиоз с прокариотами остается жизненно необходимым для длинного ряда животных от простейших и тиобиоса до жвачных.

Таким образом, эволюция бактерий происходит на фоне закономерных изменений литосферы, атмосферы и гидросферы.

Собственно говоря, эволюция бактерий -- это коэволюция геологическая и биологическая на протяжении более 3 млрд. лет истории Земли.

И биология, и геология -- науки исторические, в них каждое последующее событие обусловлено предыдущим. Но ни в геологии, ни в биологии недостаточно узнать последовательность событий, чтобы понять их сущность. История происхождения -- важный, но совершенно недостаточный элемент для того, чтобы выяснить закономерности развития. В какой-то мере это следствие, а не причина. Значит, в биологии существуют иные законы, а последовательность возникновения форм есть отражение этих законов.

Филогенетическая система бактерий, построенная на основе изучения последовательностей в полимерах, совершенно не согласуется с морфологией организмов, частично и, видимо, лишь косвенно согласуется с их физиологией и обнаруживает хорошее совпадение со строением клеточной стенки, если таковая есть. Как бывало много раз в прошлом, система, построенная по одному признаку, оказалась согласующейся прежде всего сама с собой.

Тем не менее допустим, что история происхождения полимеров отражает историю организмов и филогенетическое дерево, построенное на основе дендрограммы сходства наиболее консервативных компонентов клетки, наиболее точно отражает генетическую близость организмов. В этом случае малокоррелирующие с общей генетической близостью признаки следует считать несущественными для «естественной системы». Примем эту концепцию как логичную, последовательную и глубоко обоснованную экспериментальным материалом. Но если морфология бактерий не коррелирует с историей происхождения, то, значит, она определяется законами, не зависящими от истории происхождения, которые и следует признать фундаментальными. Если физиологическое группирование организмов не совпадает с генетическим деревом, то, значит, аранжировка обмена не есть следствие истории происхождения, а подчиняется своим собственным законам.

Следовательно, морфология и физиология бактерий не есть следствие их истории происхождения. Чем более настаивать на определяющей роли филогенетического родства, определенного по последовательности в полимерах, тем больше приходится признать существование некоего набора законов, определяющих формы и обмен бактерий.

Именно эти законы определяют то, как бактерии взаимодействуют с окружающей средой, с экосистемой в целом. Однако если такие законы существуют, а все усилия неодарвинизма были направлены на отрицание их существования, то именно они определяют то конечное состояние, к которому должна привести эволюция бактерий, с какой бы исходной точки ни вести линию.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бил Дж., Ноулз Дж. Внеядерная наследственность. М.: Мир. 1981. 167 с.

2. Васильева Л. В. Морфологическое группирование бактерии // Изв. АН СССР. Сер. биол., 1980. № 5. С. 719-737.

3. Галимов Э. М. Природа биологического фракционирования изотопов. М.: Наука, 1981. 247 с.

4. Горленко В. М. Биология пурпурных и зеленых бактерии и их роль в круговороте углерода и серы. М.: Ин-т микробиологии АН СССР, 1981. 705 с.

5. Герасименко Л. М., Карпов Г. А., Орлеанский В. К., Заварзин Г. А. Роль цианобактериального фильтра в трансформации газовых компонентов гидротерм на примере кальдеры Узон на Камчатке // Журн. общ. биологии. 1983. Т. 44. С. 842-851.

6. Жданов В. М., Тихоненко Т. И. Вирусы и генетический обмен в биосфере (постановка проблемы) // Журн. микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1974. № 8. С. 3-8.

7. Жилина Т. Н., Заварзин Г. А. Сравнительная цитология метаносарцин с описанием Methanosarcina vacuolata //Микробиология. 1979. Т. 48. С. 279-285.

8. Заварзин Г. А. Литотрофные микроорганизмы. М.: Наука, 1972. 323 с.

9. Заварзин Г. А. Бактерии и состав атмосферы. М.: Наука, 1984. 199 с.

10. Келлер Б. М., Кратц К. О., Митрофанов Ф. П. и др. Достижения в разработке общей стратиграфической шкалы докембрия СССР // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1977. № 11. С. 16-21.

11. Красильников Н. А., Калакуцкий Л. В. О систематическом положении лучистых грибков среди низших организмов // Биология отдельных групп актиномицетов. М.: Наука, 1965. С. 13-27.

12. Крылов И. Н. Строматолиты рифея и фанерозоя СССР. М.: Наука, 1975. 243 с. (Тр. ГИН АН СССР; Вып. 274).

13. Сидоренко Св. А., Сидоренко А. В. Органическое вещество в осадочнометаморфических породах докембрия. М.: Наука. 1975. 114 с. (Тр. ГИН АН СССР; Вып. 277).

14. Тихоненко Т. И. Роль вирусов в обмене генетической информацией // Знание. Сер. биол. 1980. № 12. 62 с.

15. Тимофеев Б. В., Герман Т. Н., Михайлова Н. С. Микрофоссилии докембрия, кембрия и ордовика. Л.: Наука, 1976. 106 с.

16. Archaeobacteria: Proc. 1st Intern. Workshop on Archaeobacteria / Ed. М. O. Kandler. Stuttgart: Fischer, 1982. 366 p.

17. Batch W. F., Fox G. E., Magrum L. J. et al. Methanogens: reevaluation of a unique biological group // Microbiol. Revs. 1979. Vol. 43, P. 260-296.

18. Biogeochemistry of Ancient and Modern Environments / Ed. P. A. Trudinger et al. В.: Springer, 1980. 723 p.

19. Crerar D. A., Fischer A. G., Plaza C. L. Metallogenium and biogenic deposition of manganese from precambrian to recent time // Geology and Geochemistry of Manganese. Vol. 3. Manganese on the Bottom of Recent Basins. Stuttgart: Schuleizelbart, 1980. P. 285-303.

20. Fox G. E., Stackenbrandt E., Nespell R. B. et al. The Phylogeny of Prokaryotes // Science. 1980. Vol. 209. P. 457-463.

21. Schwarz R. М., Dayhoff М. O. Origin of Prokaryotes, Eukaryotes, mitochondria and chloroplasts // Ibid. 1978. Vol. 199. P. 395-403.

22. Stackenbrandt E., Woese C. R. Towards a phylogeny of the actinomycetes and related organisms // Curr. Microbiol. 1981. Vol. 5. P. 197-202.

23. The Stromatolites / Ed. М. R. Walter. Elsevier (Holland), 1976. 790 p.

24. Widdel F. Anaerober Abbau von Fettsauren und Benzoesaure durch neu isolierter Arten Sulfat-reduzierender Bakterien: Diss. Gottingen. 1980. 443 S.

25. Zillig W. et al. Thermoproteales: a novel type of extremely thermoacidophilic anaerobic archaebacteria isolated from Icelandic solfataras // Zentr.-Bl. Bakteriol., Parasitenk., Infektionskrankh. und Hyg. I Abt. Orig. C. 1981. Bd. 2. S. 205-227.

26. Zhdanou V. М., Tikhonenko T. I. Viruses as a factor of evolution: exchange of genetic information in the biosphere // Adv. Virus Res. 1974. Vol. 19. P. 361-394.