Мы уже немного писали о том, что такое мутации, почему они происходят, какой от них бывает вред и какая польза. Мутации являются важнейшим двигателем эволюции. Если бы не было этих ошибок, которые иногда приходятся кстати, то эволюция застопорилась бы на той самой первой клетке, которая когда-то случайно возникла. Так что мутанты — это не только двухголовые крысы с розовой чешуей, а любое живое существо, немного отличающееся от его предков. То есть все мы:)
Чтобы этот факт не оставался только словами, предлагаю сравнить две очень схожих мутации.
Первая из них выглядит как мутация в общеупотребимом значении этого слова: у животных начинают появляться обычные для них органы на необычных местах. Самое изученное существо, у которого возникают такие мутации — это мушка-дрозофила. Разводящие их в огромных количествах ученые (которых тоже очень много) стали замечать, что иногда их подопечные появляются на свет с лапками на том месте, где должны быть усики-антенны. Или с дополнительной парой крыльев. А то и вообще с глазами на лапках!
Такие мутации не дают в современных лабораторных условиях никаких преимуществ своим носителям, кроме повышенного внимания ученых. Конечно же, ученые будут давать этим мушкам размножаться — но только для того, чтобы радостно препарировать потомство в поисках причины таких необычных явлений. А вот в дикой природе что-то подобное наверное могло бы пригодиться.. возможно)
Вторая мутация произошла очень и очень давно, но в отличие от мушиных глаз на лапках она оказалась выгодной для существа, в котором возникла — несмотря на то, что была настолько же странной и на первый взгляд неуместной. Это существо оставило больше потомков, чем его немутировавшие собратья, и в результате их дальнейшего процветания и размножения мы можем наслаждаться, разглядывая фото АРГОНАВТОВ — головоногих моллюсков, которых еще называют «бумажными корабликами».
Никого не удивит, что у моллюска есть раковина. Но в отличие от обычных моллюсков, чьи РАКОВИННЫЕ ЖЕЛЕЗЫ (то есть клетки, выделяющие те вещества, которые образуют раковину) расположены на теле, у аргонавтах они находятся на двух спинных щупальцах. То есть фактически на руках! Самые разные моллюски, от обычных садовых улиток до осьминогов (у которых тоже есть небольшая, доставшаяся от предков спрятанная внутри тела раковина), имеют ее именно на теле, а не где-то еще. А значит, имеющие ее на руках существа точно являются мутантами по этому признаку.
Ученые предполагают, что причиной этой мутации было не чудесное возникновение на щупальцах древних аргонавтов генов, позволяющих формировать раковину. Это был бы слишком сложный путь развития по сравнению с другим, который является причиной появления ножек на головах дрозофил.
Дело в том, что каждая клетка предка аргонавта уже несла в себе гены, необходимые для создания этих желез. Ведь они являлись головоногими моллюсками, а значит на их телах были раковины, а значит в их геномах были необходимые для построения этих самых раковин гены.
Точно так же каждая клетка твоего тела несет в себе гены, необходимые для построения глаз, желудка и ногтей. Но не каждая клетка эти гены считывает и производит те вещества, которые по этим генам строятся — иначе мы все представляли бы собой скопления идентичных клеток. В клетке глаза активны гены, отвечающие за то, чтобы она стала именно клеткой глаза, а остальные гены надежно заблокированы. То же самое происходит и в других клетках твоего тела — на самых ранних этапах формирования зародыша блокировалось огромное количество генов в каждой клетке, оставляя активными только те, которые необходимы для формирования конкретного вида клеток конкретного органа.
Возникает вопрос: кто же управляет этой массовой блокировкой генов? Оказывается, существует набор генов, которые регулируют включение и выключение других генов. И если в какой-то клетке зародыша возникает сбой в работе этих регуляторных генов, она может развиваться не так, как ей положено: например, находящаяся на лапке дрозофилы клетка «вообразит» себя клеткой глаза, запустит соответствующие гены и начнет делиться, формируя этот самый глаз в ненужном (как нам кажется) месте.
Так что клеткам щупалец осьминога не нужно было «изобретать» гены, необходимые для построения раковины: они уже были в этих клетках. И достаточно было ошибки гена-регулятора, запустившего в этих местах процесс создания раковинной железы, чтобы предок аргонавта смог создавать в прямом смысле слова рукотворную раковину.
Такая штука оказалась очень удобной для того, чтобы откладывать в нее яйца и давать убежище вылупляющимся оттуда мелким аргонавтикам. У других видов осьминогов самка откладывает яйца где-нибудь в пещере и ухаживает за ними круглосуточно, не имея возможности добывать пропитание и часто умирая от истощения ко времени вылупления потомства. А самка аргонавта остается мобильной: ее спинные щупальца прочно вцепляются в раковину с яйцами, а остальные хватают то, что проплывает мимо, и отправляют в рот. Неудивительно, что такая мутация закрепилась — ведь первая обладательница раковины могла оставить в несколько раз больше потомков, чем ее немутировавшие сородичи.
Наборы генов-регуляторов есть и у человека, и сейчас идет их активное изучение у нас и у других животных, в том числе с целью разобраться, каким же образом некоторые из них отращивают утраченные конечности. Возможно, в недалеком будущем прорыв в этой теме позволит так влиять на клетки тела человека, утратившего какой-то орган, что в них запустятся нужные гены для его повторного выращивания.