Богдан Рудый, "Кризис эволюционизма"

2.4. Прыжок от одно- к многоклеточным

Объяснение перехода от одноклеточных организмов к многоклеточным составляет немалую проблему для эволюционистов.

Если основными критериями преимущества одного организма над другим считать скорость размножения, диапазон питания и стойкость к колебаниям внешних условий, то одноклеточная форма жизни наиболее удачна и на порядок лучше многоклеточной формы.

Скорость размножения живых организмов экспоненциальна. Одноклеточные имеют самый короткий период размножения. При периоде деления равном 24 ч и при условии достаточности запасов пищи, одна клетка в течение 136 дней расплодится в популяцию весом с Землю (10^-13 г · 2¹³⁶ = 8,7 · 10²⁴ кг), а еще через 18 дней - весом с Солнце (10^-13 г · 2¹⁵⁴ = 2,3·10³⁰ кг). В противоположность, почти все многоклеточные имеют распределение на полы, сильно тормозящее размножение: насекомые плодятся значительно медленнее одноклеточных; земноводные еще медленнее; птицы - уже совсем медленно; а млекопитающие вообще едва обеспечивают превышение рождаемости над смертностью.

Также и диапазон питания одноклеточных организмов шире. Чего только не едят бактерии! Есть такие, которым нравится ржавчина, а некоторые специализируются на кислотах. Кое-кто из одноклеточных является хищником (например, хищные бактерии, микроскопические грибы, бактериотрофные бесхребетные и т.п.) - охотится на других одноклеточных.

Одноклеточные выносливее. Если млекопитающие гибнут, при отклонении температуры тела на 6-10^оС от нормы, то некоторые одноклеточные хорошо переносят колебания ±60 ^оС. Бактерии живут в пустыне, полярному льду и геотермальных источниках.

Если бы автором разнообразия жизненных форм была эволюция, тогда, по логике, она "сосредоточила бы" свои усилия прежде всего на трех вышеупомянутых направлениях, обеспечивающих наибольшее селекционное преимущество: расширение диапазона питания (переход к потреблению азота, металлов, камней и другой неорганики), приспособление к более жестким внешним условиям (в частности, стойкость к ультрафиолету и агрессивным средам), а также повышение темпа и коэффициента репродуктивности (например, каждую минуту делиться на 10 клеток). И уже только по исчерпанию всех возможностей здесь, "можно было бы" поэкспериментировать с такой экзотикой, как многоклеточные формы.

Уязвимые, прихотливые и низкоплодовитые многоклеточные организмы выглядят неуклюже в сравнении с одноклеточными.

Эволюционная цепочка "одноклеточные – сложные многоклеточные" не может обойтись без "промежуточной стадии" в виде простых многоклеточных, поскольку таков базовый постулат теории: от более простых - поэтапно к более сложным. Селекционное преимущество является предпосылкой эволюции. Однако, в чем может состоять преимущество простых многоклеточных над одноклеточными?

Эволюционные цитологи в защиту гипотетической схемы "много одноклеточных à одно многоклеточное" приводят следующие три аргумента:

A. Сходство между митохондриями (хлоропластами) и бактериями.

B. Явление самоагрегации клеток некоторых простейших грибов.

C. Самосборка предварительно расчлененных вирусов.

Проанализируем эти аргументы.

А) Сходство между митохондриями и бактериями

Митохондрии (органеллы животных клеток) и хлоропласты (органеллы растительных клеток) пользуются внутри клетки определенной автономией: они имеют собственную ДНК и собственное "оборудования" по синтезу белков (причем, как первое, так и второе близко к бактериям), а также они сами делятся.

Согласно эндосимбиотической гипотезы, сходство между митохондриями и хлоропластами и остатками бактерий свидетельствует о том, что когда-то этих органелл в клетке не было, но они появились вследствие попадания бактерий внутрь протоклеток. Сосуществование хозяина с паразитом оказалось обоюдно полезным (симбиоз) и предоставило новой системе селекционное преимущество. Полезность могла состоять в том, что хозяин обеспечивал паразиту стабильность химического окружения и облегченный доступ к пище; а тот отвечал предоставлением в распоряжение хозяина своей высокоэффективной технологии производства АТФ (либо технологии фотохимического преобразования энергии, в случае растений).

Слабым местом данного аргумента есть тот факт, что большинство генов как митохондрий, так и хлоропластов почему-то перекочевало в клеточное ядро [Албертс Б. и др. Молекулярная биология клетки: В 3-х т. - Т. 1, М.: Мир, 1994. - С. 502]. Отсюда следуют вопросы:

1) Почему в обоих случаях сложилась одинаковая ситуация: и там, и там - большинство генов оказалось вне, в ядре? - Митохондрии ведь, вероятно, не координировали свою эволюцию с хлоропластами.

2) Как между этими органеллами и руководящим центром (ядром) могло состояться кодовое согласование? Ведь, эти органеллы четко подчиняются инструкциям центра, имея лишь ограниченную автономию. Кодовое согласование является отдельным кодом/алгоритмом; сложность его так высока, что вероятность "самонаписания" безмерно низка.

В свете этих вопросов, логичнее будет искать другое объяснение для структурно-функционального сходства между митохондриями/хлоропластами и бактериями. Например, - общность проектировщика.

B) Явление самоагрегации клеток некоторых простейших грибов

Слизистый гриб миксомицет собирается из отдельных одинаковых клеток (миксамеб), объединенных общим слоем слизи, которые потом дифференцируют на разные типы клеток.

Возразим словами, что таково устройство этого высокоорганизованного организма как единицы.

Слово само в случае агрегации грибов можно употреблять очень условно, поскольку процесс носит не случайный, а заранее известный, четкий характер. Клетки самособираются по программе, а не вследствие хаоса. Это всего лишь один из странных метаморфозов, с которыми мы сталкиваемся в природе. Процесс не отличается принципиально от трансформации личинки в мотылька, когда структура системы тоже полностью изменяется ("а личинка спит себе"). Или - от согласованной дифференциации клеток в эмбриональном процессе (см. раздел 2.5). Просто в случае миксомицета пространственный промежуток между клетками организма есть бóльшим обычного, но все же небольшим - все клетки находятся в единой слизистой "капле". Все это происходит по единой программе единой системы. Сомнительно, чтобы совокупность отдельных программ одноклеточных организмов могла иногда трансформироваться в единую программу новой системы.

C) Самосборка предварительно расчлененных рибосом и вирусов

В случае с рибосомами самосборка выдглядит так: Инкубирование в пробирке с жидкостью всех необходимых компонентов (а именно, 3 РНК и 55 белковых молекул) приводит к их произвольной агрегации в нормально функционирующую бактериальную рибосому [Албертс Б. и др. Молекулярная биология клетки: В 3-х т. - Т. 1, М.: Мир, 1994. - С. 153].

В случае вирусов: Очищенная РНК некоторых вирусов и белок их оболочки при смешивании в пробирке произвольно образуют полностью нормальные инфекционные вирусные единицы.

Примечание: Вирус не является полноценной живой сущностью, по причине недееспособности за пределами клетки.

Возразим словами, что имеет место самосборнка искусственно разобранной системы, которая к тому уже имела организацию, высокую подогнанность элементов. - Что из того, что организация системы оказывается настолько высокой, что даже раскомпонованные функциональные блоки находят друг друга и правильно восстанавливают структуру?

Бактерия является полнофункциональным организмом с собственными "органами". Многие из них имеют жгутики, реснички и т.п., которые в объединении с анализаторами химической обстановки, позволяют перемещаться к пище или убегать от вредных веществ. Образ жизни микробов не пассивен в плане движения. Поскольку силой номер один в микромире есть не гравитация, а поверхностное натяжение ("прилипание"), то до пространственной независимости макроживотных микробам далеко. Но такая независимость касается лишь макроживотных, то есть сложных многоклеточных: червей, насекомых, рыб, пресмыкающихся и т.д. Что же касается простых многоклеточных, то их мобильность принципиально не отличается от мобильности одноклеточных, ведь за пределы капли не вырвутся как те, так и эти. Поэтому, мобильность не может служить достаточным селекционным преимуществом для перехода от одно- к многоклеточных.

Даже в сложном разделении труда между клетками многоклеточного организма - представляющем огромную проблему для эволюционной схемы - эволюционисты усматривают селекционное преимущество! Преимущество, по их мнению, состоит в том, что одни питаются отходами/продуктами других. - Хочется ответить, что подобное "преимущество" не может конкурировать с вышеназванными тремя основными. Иначе, придется представлять себе, будто уменьшение скорости размножения, снижение стойкости и сужение диапазона питания компенсируется удобством питания для части клеток (для них пища всегда рядом).

Вдобавок, как представить себе случайное собирание отдельных одноклеточных в один многоклеточный организм? Клетки конкретного типа должны случайно расположиться пластами/тканями, взаимное расположение которых должно быть четко "правильным". Это крайне снижает вероятность самосборки. Кроме того, между одно- и многоклеточными организмами существует важный разрыв в количестве клеток: простейшие многоклеточные животные (флагулы, губки, планулы, мезозои) состоят не менее чем из 40-50 клеток. Этот количественный барьер также существенным образом снижает вероятность случайного соединения отдельных клеток в один многоклеточный организм. А вышеупомянутый факт разделения труда и сложной взаимозависимости между клетками организма сводит такую вероятность на нет.

Итак, многоклеточные не могут образовываться из многих одноклеточных.