Знание-сила, 1999 № 09-10 (867,868)

Фокус

Завершилась первым успехом попытка создать современную линнеевскую систему всех живых организмов на планете или, говоря другими словами, биологическую систему Менделеева.

Пятилетние попытки установить эволюционные связи между всеми земными растениями привели к созданию наиболее полного «генеалогического древа» всех живых существ на планете. Об этом было сообщено в середине лета на Международном ботаническом конгрессе, где собрались четыре тысячи ученых из ста стран. Огромный объем новых революционных результатов был изложен на восьми специальных заседаниях. По общему мнению участников конгресса, результаты имеют огромное этическое, интеллектуальное, экологическое и экономическое значение для науки, медицины, промышленности и общества.

То, что традиционно считалось «растениями», на самом деле представляет собой четыре отдельных «линии», или «царства», причем одна из них – грибы – гораздо больше связана с животными, чем с растениями.

Опровергнута традиционная уверенность в том, что растения вышли на сушу из морей: оказывается, такими первопроходцами были простейшие пресноводные – именно от них и пошло все живое на Земле.

Двести ученых из двенадцати стран (США, Японии, Канады, Мексики, Великобритании, Германии, Франции, Швейцарии, Швеции, Финляндии, Новой Зеландии и Голландии) работали по единому плану в составе «Исследовательской координационной группы по зеленым растениям». Она была организована в США Национальным научным фондом. Министерством сельского хозяйства и Министерством энергетики. В состав группы входили специалисты по молекулярной биологии, морфологии, анатомии, химии и палеонтологии.

«Более четкое понимание всей структуры «дерева жизни» позволит ученым лучше понимать биологические свойства растений, – рассказал на специальной пресс-конференции Брент Мишлер, профессор биологии Калифорнийского университета и один из руководителей команды исследователей. – Когда вы открываете новое растение, то прежде всего стремитесь установить его место в общей системе живых существ. Это позволяет предсказывать его свойства. Растения имеют важнейшее значение для жизни на Земле, поскольку именно они дают нам основную пищу, лекарства и другие необходимые для жизни вещества».

Все растения произошли от одного пресноводного предшественника. Грибы составляют отдельное царство и гораздо ближе к нам, животным, чем другие биологические объекты. Такие дела…

Пять основных ветвей генеалогического древа живых существ – это зеленые растения, коричневые растения, красные растения, грибы и животные. Самая мощная ветвь – зеленые растения – содержит более пятисот тысяч видов, включая все известные наземные растения (деревья, травы, мхи, лишайники, цветы) и некоторые из водных (планктон). «Больше нельзя говорить о жизни на Земле в терминах «царство растений» и «царство животных»,- подчеркивает Мишлер. – Есть пять царств сложных организмов. Одно из них – грибы – больше связано с животными, чем с растениями. Не забывайте об этом, когда едите жареные грибы или жюльен».

Не менее революционным считается вывод о пресноводном происхождении всех растений; во всяком случае, во всех учебниках ботаники на всех языках мира до сих пор было написано обратное. Теперь выясняется, что 450 миллионов лет назад все многообразнейшее древо земной жизни началось от одного прародителя. До сих пор считалось, что мхи, папоротники и растения произошли от разных предков.

Да и сам процесс выхода растений на землю представлялся иначе: ученые полагали, что он произошел однажды и с той поры растения развивались и шли своими путями.

На самом делз, выход на сушу, вероятно, происходил много раз, но только один-единственный раз он увенчался успехом. При этом некоторые из «захватчиков» через некоторое время вернулись назад в воду.

Удалось пролить свет и на известную проблему: какой из современных видов цветов наиболее близок к первому прародителю? Этот вид называется «гнетофиты» (Gnetophytes) и растет в американских пустынях и в пустыне Намибии, одном из самых сухих мест на Земле. На самом деле, это не цветы в полном смысле слова, но у них аналогичная структура репродукции, и потому их считают ближними родственниками. Цветами их считают еще и потому, что с ними связаны некоторые насекомые, которые помогают им размножаться.

Все это лишь первые результаты, доложенные на упомянутом конгрессе; они вызвали ураганы размышлений и бури аргументов и контраргументов, поэтому скорее всего картина будет проясняться и уточняться, а мы сейчас излагаем только пунктир основных результатов, поэтому выглядят они несколько отрывочно и незаконченно. Так всегда выглядит то, что рождается на самом острие науки.

Используя новейшие методы анализа последовательностей ДНК и более традиционные морфологические и анатомические методы, исследователи установили некоторые удивительные случаи родства внутри обильного мира цветов: некоторые двудольные растения (включая магнолии и водяные лилии) находятся в близком родстве с однодольными (травами и орхидеями).

Следующее открытие состоит в том, что все растения и животные образуют лишь крошечный отросток на огромном дереве жизни, и это говорит о том, что науке пока не известен буквально «космос» в основном одноклеточных растений, составляющих основную часть этого дерева.

Все это очень похоже на то, как несколько веков назад ученые открыли, что наше Солнце – всего-навсего одна звезда из миллиардов. Это стимулировало исследование космоса. Похоже, что сейчас нечто подобное происходит и в биологии: исследователи поняли, что им известен лишь крошечный участок «биокосмоса». На сегодня ученые знают около полутора миллионов видов растений и животных на Земле, а сотни миллионов скрыты от их глаз. «Миллионы микроскопических организмов живут на растениях и животных, в растениях и животных, в воздухе, земле и воде, – считает Мишлер. – Мы не видим их. Мы только-только пытаемся их разглядеть и начать понимать, как они живут и взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой».

По материалам зарубежной печати подготовил Александр Семенов.

Андрей Никитин