Оригинал материала
Почему хорошо быть диплоидным?
Жена обычно ругает меня, что вместо рецензии я пишу вольный рассказ на тему рецензируемой книги. Я ей так возражаю: для рецензии довольно двух слов: хорошая vs плохая книга. Про хорошую следует сказать, что́ читатель узнает, прочтя ее. При плохой следует самому попытаться указать на те пробелы в знаниях, заполнить которые автор не захотел или не смог. Читатель рецензии или поверит ее автору, или сам проверит. Недавно редакция ТрВ-Наука попросила меня дать отзыв на книгу «Жизнь в пограничном слое: естественная и культурная история мхов». Рецензия: книга плохая. Перехожу к рассказу. Рассказ будет о диплоидности или гаплоидности клеток растений и животных, в конце как раз речь пойдет о мхах.
Робин Уолл Киммерер — профессор Университета штата Нью-Йорк (SUNY), основательница и директор Центра коренных народов и окружающей среды SUNY-ESF, лауреат стипендии Макартура за 2022 год. Ее книга «Gathering Moss» (2003) удостоена медали Джона Берроуза как лучшее произведение по естествознанию и охране природы. Русский перевод вышел в издательстве Ad Marginem.
Мы с вами — диплоидные организмы, так как имеем по две копии каждого гена. Говоря ботаническими терминами, мы спорофиты. Гаметофитное (т. е. гаплоидное, т. е. имеющее лишь одну копию генома) поколение у нас представлено только яйцеклетками и сперматозоидами, которые, если очень повезет, сразу сливаются в диплоидную зиготу, из которой мы и вырастаем до человека. Быть диплоидным хорошо: если в одной копии генома некий ген представлен летальным аллелем, а в другой — нормальным, то организм развивается без помех. Женщины полностью диплоидны, мужчины — почти полностью: они гаплоидны по Х-хромосоме. Гаплоидность по Х-хромосоме чревата для мужчин такими заболеваниями, как гемофилия или дальтонизм. Не только мы, но и все многоклеточные животные диплоидны. (Конечно, не без исключений: например, гаплоидны самцы перепончатокрылых насекомых. На кого еще спускать очищающих собак естественного отбора, как не на бесполезных трутней?)
Люди воспринимают свою диплоидность как само собой разумеющуюся, но она таковой не является. Например, зеленые водоросли — ближайшие родственники высших растений — поголовно гаплоидны. Некоторые их клетки становятся половыми — проще говоря, способными слиться с другой половой клеткой. После слияния гаплоидных половых клеток на секундочку образуется диплоидная зигота, которая тут же делится мейозом с образованием гаплоидных спор, из которых и вырастут новые зеленые водоросли. Если вы водоросль, то быть гаплоидной вполне логично: для удвоения гаплоидного генома требуется затратить вдвое меньше ресурсов, можно быстрее размножаться. А груз генетических аномалий не так уж и страшен для существ, которых поедают со скоростью их размножения.
Ситуация изменилась, когда водоросли стали осваивать сушу. Первопроходцы разделились на две ветви: сосудистые растения и мохообразные, избравшие очень разные стратегии жизни на суше.
Сосудистые растения (плаунообразные, папоротники и семенные растения: голо- и покрытосеменные) пошли по пути создания крупных долгоживущих организмов с дифференцированными тканями. Для решения такой задачи генетический беспорядок, вытекающий из гаплоидности, уже явно вреден.
Ветвь сосудистых растений быстро пришла к преобладанию спорофита над гаметофитом. Так, папоротники диплоидны. Гаплоидные споры образуются у них в спорангиях на нижней стороне листьев, из спор вырастает малозаметное гаплоидное поколение: так называемые заростки — маленькие пластинки, лежащие на земле. В заростках созревают половые клетки, при слиянии половых клеток образуется диплоидная зигота, из зиготы вырастает новый могучий папоротник. У семенных растений гаплоидный гаметофит и вовсе незаметен: он состоит из немногих клеток и спрятан внутри диплоидного спорофита.
Другая ветвь — мохообразные — пошла по пути растений-эфемеров: когда появляются тепло и вода, организмы быстро выходят из спячки, растут пока возможно, потом снова превращаются в гербарный лист до лучших времен. При такой стратегии разумно сохранить преобладание гаметофита над спорофитом.
Учась в биологическом классе и готовясь к поступлению на биофак МГУ, мы с одноклассниками много внимания уделяли ботанике. Там была (и есть) такая засада: преподавание биологии начинается с ботаники, пятиклашки еще ничего не знают, поэтому им объясняют по-простому. И только познакомив учеников старших классов с генетикой и цитологией, рассказав о митотическом и мейотическом делении клеток, становится возможно и необходимо немного вернуться к ботанике, т. е. рассказать о двойном оплодотворении у покрытосеменных растений и вскользь упомянуть про споровые наземные растения, использовать термины «гаметофит» и «спорофит». Простейший способ «завалить» абитуриента — показать ему кукушкин лен, например, и спросить: диплоидный организм перед вами или гаплоидный?
Правильный ответ: собственно мох, который зеленого цвета, — гаплоиден; охристый спорангий на ножке — диплоиден; а внутри спорангия в результате мейозов образуются гаплоидные споры.
И теперь вопрос: как можно написать книгу о естественной истории мхов, употребить там термины «гаметофит» и «спорофит» и не испытать потребности объяснить читателю, что под этими терминами на самом деле следует понимать?
Я отдаю себе отчет, что времена СССР, когда за книгами охотились, остались в прошлом. Сегодня книгу нужно продать, и ее название архиважно. Однако если на обложке «Камасутра» и под обложкой — она же, то это честно, но если на обложке «Звездные войны», а под обложкой — история и перспективы пилотируемой космонавтики, то это обман. Увлекательна ли космонавтика, сочна ли «Камасутра» — второй вопрос.
В школе, увлекаясь птицами, я читал книгу орнитолога К. А. Воробьёва — и сейчас ее с удовольствием перечитал. Воробьёв рассказывает о своих экспедициях, о добытых новых сведениях об образе жизни птиц, но он не пишет о систематике или физиологии птиц. Так и книга называется «Записки орнитолога»! Если бы Киммерер озаглавила книгу «Записки бриолога», то у меня бы к ней претензий не было, хоть полезной информации там раз в десять меньше, чем у Воробьёва, а пафоса раз в десять больше. Но жулики книгу озаглавили «Естественная история мхов», а оная там и мимо не проходила!
Впрочем, слог у автора хороший; ни о чем, но мило. Хотите — почитайте.
Никита Вихрев, канд. биол. наук
(См. также альтернативное мнение: рецензию культуролога Александра Маркова “Постдраматический театр мха“.— Ред.)