Есть мнение, что смысл существования сложных систем, – в том числе живых, – заключается в посильном увеличении энтропии окружающей среды. Это самое необычное толкование смысла человеческой жизни, которое мне встречалось. Следовательно, – чтобы статья не ушла в раздел «Философия», – лучше эту тему не трогать, ограничившись рассмотрения вопроса заглавного.
Вопрос же возник по результату публикации статьи, затрагивающей тему эволюции биосферы. То есть, эволюции в предельно общем – для биологии, есть же ещё, например, «эволюция звёзд», – понимании. Одним из аспектов эволюции биосферы является увеличение геномов. Длина ДНК организмов не могла быть и на была в прошлом также велика, как сейчас. Развитие по определению начинается с малого. Короткий же геном, – если вспомнить, что «ген» участок ДНК кодирующий синтез определённого белка, – означает простоту устройства организма и ограниченность его функций.
На практике в архее это означало невозможность выживания отдельных микроорганизмов вне сообществ, эволюционирующих по пути углубления симбиоза. Каждый из видов бактерий и архей не был ещё способен синтезировать все нужные ему соединения самостоятельно. Позже, в протерозое, – почти на всём протяжении эона, – недостаточная для записи устройства сложного организма длина генома препятствовала появлению настоящих многоклеточных… Но всё это уже рассматривалось.
...Следовательно, о человеке и рогозубе, – рыбе с рекордной для позвоночных длиной генома. Кажется логичным, что человек, как существо более сложное и продвинутое, должен иметь более длинную ДНК, – коль скоро эта молекула кодирует строение организма. Но никакой логики в данном суждении нет.
Если по логике, то длина ДНК всех организмов, – включая одноклеточных, – должна быть примерно равной. Ведь все происходят от одной и той же «живой молекулы», и все эволюционировали одно и то же время – четыре с хвостиком миллиарда лет. Следовательно, предки каждого из видов пережили примерно равное число мутаций. А значит, и дупликаций, – удвоений участков ДНК, результатом которых становится увеличение генома.
По логике же, длина ДНК регламентирует максимально достижимую сложность строения организма, но никак не соотносится с минимальной.
Следовательно, некой странностью, требующей объяснения, является небольшой, как правило, – исключения тоже редкостью не являются, – объём генома у одноклеточных. Но данный эффект имеет давно известное объяснение. Размер генома у всех, включая человека, избыточен. Множество генов «спят», – хоть и продолжают хранить память о способностях организма, когда-то приобретённых, но позже ставших ненужными. Тем не менее, всё лишнее, – в тягость.
Самой по себе мутации мало. Она должна ещё и закрепиться в генофонде. Что произойдёт, если пользы от неё больше, чем вреда. При дупликациях ДНК перед организмом открываются иногда возможности внезапные. Вроде зрения в 16 цветах и 6 поляризациях, «подаренного» ракам-богомолам какой-то внутриклеточной аварией, результатом которой стал не предусмотренный планом монтаж дополнительной – крупной! – секции ДНК… Важно при этом, что лишь меньшая часть раков-богомолов ныне суперзрением пользуется в полной мере. Небольшим членистоногим, прячущимся в норах, где и посмотреть не на что, оказалось трудно извлечь выгоду их новых возможностей.
Чем примитивнее организм, тем выше вероятность, что новые возможности, связанные с увеличением ДНК, не принесут ему выгод. Зато, он будет обременён необходимостью добывать дополнительные азот и фосфор, чтобы молекулу собрать. Отмечено, что последний – экономический – фактор играет небольшую роль в эволюции многоклеточных. Ибо влияние затратности «по фосфору» мало, сравнительно влиянием на выживаемость приспособленности, – способности, выдерживая конкуренцию, добывать пищу или осуществлять синтез в конкретных условиях… Для одноклеточных же избыточная длина ДНК – чувствительная проблема.
Проще говоря, чем сложнее организм, чем более он приспособлен, тем активнее увеличивается геном. Мутации удлиняющие ДНК закрепляются всё чаще, мутации же длину сокращающие, – реже. Можно сказать, что кембрийский взрыв сопровождался и взрывным же увеличением длины геномов. Но не у всех. В случае микроорганизмов, как тогда, так и сейчас, отбор мог вообще работать и на сокращение генома. Такие случаи отмечены при образовании новых штаммов бактерий.
Что же касается рогозуба и некоторых растений, геномы которых колоссальны, – это следствие запущенных случаев полиплодии (появления дополнительных комплектов хромосом, – которые потом могут сливаться). Практически же, случайность, не подразумевающая никакой эволюционной логики. Радикальное увеличение длины генома имело какие-то благоприятные последствия, и закрепилось. «Прокормить» огромные ДНК высшим растениям и, тем более, позвоночным, не сложно, – на такие мелочи внимание обращать уже не принято.
Бонусные статьи на Boosty и поддержка канала
...Собственно, вот и ответ на заглавный вопрос. Вполне закономерно, что геномы человека и, вообще, представителей наиболее прогрессивных ветвей больше, нежели – в среднем – у существ примитивных. Не был бы геном велик, совершенства достичь бы не удалось. При этом сам по себе размер генома в общем случае ничего (кроме потенциала для развития) не даёт. У некоторых видов животных и растений геном может оказаться огромным – случайно.
