Молекулярная палеонтология - Современная палеонтология

Очень серьезные результаты в последние годы были получены в области изучения хемофоссилий или биомаркеров. Это направление чаще всего называют молекулярной палеонтологией. Она изучает молекулярные следы жизнедеятельности организмов прошлого, выясняя по ним характер эволюции как живых организмов, так и биосферы в целом. Остатки органических молекул, первичных или преобразованных, часто устойчивы к внешним воздействиям и сохраняются достаточно хорошо. Разнообразие органических соединений (естественно и разнообразие хемофоссилий) возрастает с эволюцией (усложнением) органического мира. Кроме того, некоторые органические соединения, сохраняющиеся в ископаемом состоянии, специфичны для тех или иных конкретных групп. Так, у бактерий для их систематики используется жирнокислотный состав липидов, у растений -- фенольные соединения, алкалоиды и многое другое. Очень интересно, что 7- и 8-метилгептадеканы характерны только для цианобактерий (синезеленые водоросли) и не встречены у других бактерий, водорослей и высших растений. Особенно интересны результаты исследований докембрийских хемофоссилий, поскольку они позволяют наметить время возможного появления эукариот, затем многоклеточных и т. д.

В 1969 году основоположник молекулярной палеонтологии Кальвин, а позднее В. Шопф с коллегами предложили первые картины химической и биологической эволюции. Современные данные позволяют внести существенные коррективы. В основном они связаны с постепенным удревлением находок, свидетельствующих о появлении эукариот, многоклеточных организмов и т. д. (рис. 1).

В последние 10 лет появились работы по изучению ДНК у вымерших форм. Эти исследования открывают возможность выявлять сходство и различие организмов на основе комплекса молекулярных характеристик. Можно получить количественную оценку сходства сравниваемых форм, вычислить генетические расстояния между ними и даже оценить абсолютное геологическое время расхождения групп.

Первые остатки ДНК вымершего животного были выделены из шкуры квагги в 1984 году. Исследование показало, что это животное являлось подвидом современной зебры. Спустя три года с помощью появившейся к тому времени полимеразной цепной реакции (ПЦР), позволяющей на основе матричного синтеза размножать последовательности ДНК и тем самым доводить их количество до пригодного для биохимического анализа, были получены многочисленные копии участков генов из образца головного мозга первобытного человека, погибшего, по-видимому, около 7 тыс. лет тому назад.

Изучены последовательности ДНК, выделенной из костей и мягких тканей четырех видов новозеландских моа, вымерших около тысячи лет назад. Оказалось, что эти птицы гораздо древнее современных нелетающих киви. Вероятно, киви попали на острова значительно позже, чем вымершие моа, жившие там уже 80 млн лет тому назад. В то же время показано близкое родство киви с австралийскими эму.

ДНК была успешно выделена из ископаемых остатков мамонтов, датируемых от 10 до 50 тыс. лет. Выявлено, что виды мамонтов отличались рядом генетических маркеров. Генетические дистанции мамонта от каждого из родов современных слонов примерно одинаковы, хотя морфологические исследования показывают более близкое родство мамонтов с индийскими слонами, нежели с африканскими. Возможно, это указывает на несоответствие темпов эволюции на молекулярном и морфологическом уровнях. Молекулярная палеонтология, или палеогенетика, еще очень молода, и ее основные открытия можно ожидать в будущем. Как видит читатель, исследования ДНК ископаемых остатков организмов ограничены пока материалом очень молодого возраста (тысячи, реже десятки тысяч лет).

Похожие статьи




Молекулярная палеонтология - Современная палеонтология

Предыдущая | Следующая