А, кстати, сколько вообще нужно иметь длину ДНК, чтобы обеспечивать жизненные функции?
Для того, чтобы ответить на этот вопрос, необходимо найти насекомых, которые называются в народе «травяная тля» или «травяная блоха», а по науке - галлообразующая листоблошка. И того, что вы поймаете такую листоблошку, будет абсолютно недостаточно. Потому что надо залезать к ней в организм, а именно – в кишечник, найти там специальные образования, называемые бактериосомами, и в них находить мелкую симбиотическую бактерию под названием Carsonella ruddii.
Так вот – в ДНК этой бактерии 160 тысяч пар оснований, которые кодируют всего 182 гена. Это в три раза меньше, чем считалось минимальным для нормальной работы живой клетки. Как же так?
На самом деле секрет кроется в способе существования. Это симбиотическая бактерия, которая живет в следующем режиме: насекомое ей – пищу, безопасную среду обитания, а бактерия взамен помогает насекомому перерабатывать пищу, которая у этого вида достаточно бедная с точки зрения пищевой ценности. В частности – она синтезирует целый ряд необходимых для жизни и практически отсутствующих в корме насекомого аминокислот. Ну а дальше все просто: нет нужных аминокислот – нет синтеза белка, есть нужные аминокислоты – есть синтез белка, а есть синтез белка – это значит есть рост, развитие и размножение. Симбиоз этот, судя по всему, довольно древний. За миллионы лет совместного существования у них произошла некоторая совместная эволюция, в результате которой сформировались эти самые специальные структуры – бактериосомы, в которых живут клетки, в которых живут бактерии-симбиоты. Такое общежитие для симбиотов, грубо говоря.
И вот тут есть то, что мы не договариваем ученикам на уроках биологии. В теме про пути эволюции мы часто упоминаем, что организмы, которые адаптируются к паразитическому способу существования, а также переходят к оседлому, прикрепленному образу жизни, деградируют, у них значимо упрощаются или попросту исчезают органы и целые системы органов. Ну а чем меньше надо программировать развития – тем меньше может быть геном, это логично. Но оказывается не только паразитизм, но и симбиоз может привести к укорачиванию генома. А что – среда, предоставляемая «партнером» по симбиозу – та же, что и у паразита, набор функций жизнеобеспечения уменьшается до очень специфических, нужных для взаимодействия. Оптимизируя геном, симбиоты укоротили и упростили его до сверхкороткого состояния.
Забавно, что ученые уже некоторое время производят плюс-минус ту же работу с другой бактерией, методично укорачивая ей геном в надежде установить тот минимум, которые необходим для нормального жизнеобеспечения.