Сочинения

(1голосов, средний: 5,00 out of 5)

Загрузка...

Одним из условий успешного регулирования температуры является теплоизоляция. У человека, как и у большинства животных, имеется подкожный жировой слой — изоляционная прокладка, которая возникла у пресмыкающихся на очень ранних этапах их развития. Человек, вероятно, когда-то обладал и внешней изолирующей оболочкой: у него все еще сохраняются волосы на теле, а его близкие родственники, человекообразные обезьяны, покрыты шерстью. В настоящее время считается, что впервые волосяной покров появился у пресмыкающихся — у очень подвижных рептилий, так называемых млекопитающеподобных. У млекопитающих волосяной покров стал прекрасной защитой от холода. Они способны усиливать его теплоизолирующие свойства, поднимая волосы дыбом. Человеческий «мех» для этого, конечно, не годится, однако его редкие волоски дисциплинированно поднимаются, образуя так называемую «гусиную кожу», едва крохотные мышцы у их корней получают сигнал, что телу требуется дополнительная защита от холода.

Второй и, по-видимому, очень древний механизм регулирования температуры — это дрожь. Она создает теплоту за счет

[smszamok]

мышечной активности, причем автоматически, без сознательных усилий, каких требует нормальная мышечная деятельность. Дрожь обычна у млекопитающих и наблюдалась у пресмыкающихся и насекомых. Некоторые змеи дрожат, чтобы согреть свои яйца. В нью-йоркском зоопарке питоны, когда температура их помещения понизилась, свертывались кольцами вокруг своей кладки и начинали судорожно сокращать мышцы, что несколько напоминало человеческую дрожь. Такое сокращение мышц способствует поддержанию внутренней температуры, когда внешняя падает ниже 25° С. Дрожат даже насекомые вроде бабочек, которые в прохладный день сокращают мышцы крыльев, чтобы разогреть их перед полетом.

Один из механизмов, регулирующих температуру тела, способен и согревать его и охлаждать — это система кровообращения. Кровь несет теплоту от внутренних органов к капиллярам под кожей, которая отдает ее избыток более прохладному воздуху. Но если тело уже охладилось, доступ крови в капилляры ограничивается, чтобы уменьшить потерю тепла. Для защиты от переохлаждения человеческие руки и ноги снабжены хитроумным приспособлением, которое напоминает промышленный теплообменник, построенный на принципе противотока. Конечности теряют тепло быстрее остального тела: наши руки и ноги всегда замерзают первыми. Они относительно тонки, и рассеивающая тепло поверхность у них сравнительно с их объемом очень велика. Для снижения теплоотдачи артерии, несущие кровь к пальцам, расположены глубоко внутри них, и параллельно каждой тянутся две вены. Кровь, возвращающаяся в туловище по венам, получает теплоту от крови, которую артерия несет к пальцам, так что капилляры отдают окружающему воздуху лишь часть теплоты. Однако этот «теплообменник» в человеческом теле действует, только когда телу нужно сохранять теплоту. Когда же требуется охлаждение, ток возвращающейся крови переключается на вены, пролегающие под кожей, в стороне от артерий, несущих теплую кровь. Это переключение можно даже увидеть воочию: в жаркую погоду вены под кожей на руках набухают заметно больше,   чем   в   холодную.

Как развилась эта система регулирования температуры с помощью противотока, неизвестно. Она появилась (по-видимому, независимо) у многих животных: у человека, у его дальних млекопитающих родичей китов, и у таких птиц, как гуси, которые много времени проводят в холодной воде. По меньшей мере одна рыба, тунец, также обзавелась подобным приспособлением, чтобы снизить отдачу тепла воде, проходя-

щей сквозь ее жабры, а потому ей удается поддерживать более высокую внутреннюю температуру, чем температура внешней среды. В результате тунцы гораздо энергичнее других рыб и способны быстро плыть более продолжительное время.

Хотя все млекопитающие используют кровообращение для того, чтобы и согревать и охлаждать свои тела, они, кроме того, обладают специальными механизмами, служащими только для охлаждения. Человек потеет. Влага, выделяющаяся из пор в коже, испаряется, отнимая у тела избыточную теплоту. Потеют и некоторые другие млекопитающие, например, лошади, однако очень многие — ив том числе собаки — добиваются той же цели, усиленно и глубоко дыша. Почему такое пыхтение помогает собакам охлаждать тело, стало известно совсем недавно. Они быстро втягивают воздух в легкие через влажные ноздри, в которых он охлаждается, после чего, в свою очередь, отнимает теплоту у внутренней поверхности глотки и легких. А некоторые млекопитающие охлаждают тело с помощью испарения еще одним способом — они вылизывают свой мех и тем самым увлажняют его.

Главный центр, контролирующий механизмы, которые регулируют температуру тела, называется гипоталамусом и расположен у основания головного мозга. Действует он как термостат и очень чувствителен. Когда температура начинает повышаться или понижаться, гипоталамус дает сигнал увеличить или уменьшить ток крови. Если человек раздет, а его внешняя температура опускается ниже 27° С, кровь перестает компенсировать потерю теплоты, и гипоталамус для поддержания внутренней температуры «включает» дрожь. При температуре 31° С кровь уже не может обеспечить раздетому человеку достаточное охлаждение, и он начинает потеть.

Постоянная температура тела, по-видимому, в какой-то мере является условием развития умственных способностей. Вопрос этот слишком сложен, чтобы разбирать его здесь, но, во всяком случае, более или менее развитым головным мозгом обладают только млекопитающие и птицы, то есть теплокровные животные. Далее, только теплокровным животным свойственны сложные поведенческие реакции, которые играют такую большую роль в их выживании. Например, они гораздо лучше заботятся о своем потомстве, чем холоднокровные рептилии с более примитивным мозгом. Лишь очень немногие пресмыкающиеся охраняют свои кладки, еще реже они (в отличие от подавляющего большинства птиц) кормят и охраняют своих детенышей, когда те появляются на свет, и ни одно из них не следит и не ухаживает за своим потомством в течение продолжительного времени, как это делает человек да и почти все другие млекопитающие.

Можно с уверенностью утверждать, что без постоянной и высокой температуры внутри тела, обеспечивавшей высокую активность и развитие сообразительности, первые млекопитающие,   маленькие,    похожие на землеройку зверюшки, которые вышли на сцену еще в царствование динозавров, не смогли бы положить начало линии приматов, в конце концов завершившейся человеком. Именно благодаря своей активности они сумели приспособиться к обитанию на деревьях. Такая жизнь не для тех, кто неуклюж и туп. Чтобы бегать по упругим веткам и прыгать с дерева на дерево, острого зрения и хорошего чувства равновесия еще мало,— тут требуется сообразительность. И еще конечности, способные крепко держаться за ветки.

Поразительно умелыми руками, острым стереоскопическим зрением и несравненным мозгом человек, бесспорно, обязан своим ловким предкам, обитавшим на деревьях. И, вероятно, конечности, которые можно считать своего рода эскизом человеческой руки, впервые появились у животного, напоминавшего лемуров, примитивных приматов, которые все еще обитают в тропических лесах Мадагаскара. Современные лемуры живут на деревьях, как белки, но в отличие от белок карабкаются по веткам они не с помощью цепких коготков, а хватаются за них пальцами передних и задних конечностей. Большие пальцы у них несколько отделены от остальных, что обеспечивает более надежную хватку и позволяет лемурам подбирать и держать в лапе различные предметы. У современных же обезьян, чьи предки — приматы, были заметно более развиты, чем лемуры, руки по разнообразию движений и по ловкости вполне сравнимы с человеческими.

Жизнь на деревьях явилась одним из главных факторов в развитии стереоскопического человеческого зрения. Глаза большинства млекопитающих расположены почти по бокам головы, так что Животное видит одновременно две разные картины, причем лишенные глубины. Сходное с человеческим зрение восходит к древнему примату, который, возможно, напоминал долгопята — обитающего в Южной Азии ночного зверька, который цепляется за вертикальные ветки длинными ТОНКИМИ пальцами и смотрит на мир огромными глазами. Эти глаза помещаются уже не по сторонам головы, а спереди мордочки, и смотрят прямо вперед, как у человека и других высших приматов. В результате поля их зрения налагаются друг на друга, и долгопят видит мир объемным. Вдобавок к этому глаза всех высших приматов обычно имеют в сетчатке ямку — маленькую область резкого цветового видения в центре гораздо более широкой, но более смутной и тусклой картины, создаваемой остальной сетчаткой.

Это заметное улучшение зрения, которое принесла жизнь на деревьях, также стимулировало рост мозга. Собственно говоря, на протяжении миллиардов лет мозг, по-видимому, развивался главным образом для обслуживания органов чувств, так как сенсорные сигналы должны вызывать реакцию через какой-то единый контролирующий центр. Глаза воспринимают зрительный образ, но видит его мозг. Первым из чувств было осязание: еще примитивные одноклеточные организмы находили с его помощью пищу, «проглатывая» съедобные частички, с которыми соприкасались. И можно даже сказать, что самое появление жизни на Земле зависело от химической реакции, возникавшей при соприкосновении еще неживых модекул в водах первозданного океана. Осязание, высокоразвитое и утонченное, остается для человека весьма важным чувством. Однако осязание действует только при соприкосновении, когда между осязаемым предметом и осязающим расстояние равно нулю. Как инструмент для поисков пищи и распознавания врагов и друзей, осязание далеко уступает обонянию.

Обоняние представляет собой специфическую форму осязания, поскольку ощущение запаха возникает от прикосновения особых плавающих в воздухе или в воде молекул к чувствительным нервным окончаниям в носу и во рту. К тому времени, когда появились рыбы, обоняние уже было высоко развито, и нервные клетки, принимающие обонятельные сигналы, образовали обонятельные луковицы на переднем конце крохотного мозга. Обоняние чрезвычайно развито, например, у современных лососей, которые с его помощью отыскивают дорогу на протяжении сотен километров вверх по реке к месту будущего нерестилища. Человеческое обоняние тоже много тоньше, чем принято считать — человек способен уловить восемь десятитысячных долей миллиардной доли грамма мускуса. (Впрочем, ему все же далеко до самца непарного шелкопряда, который способен учуять самку на расстоянии в десять километров, реагируя на одну десятитысячную долю одной миллиардной доли грамма пахучего вещества, служащего для привлечения самцов.)

От рыбы человек получил и слух. По-видимому, слуховой орган развился у древних бесчелюстных рыб первоначально как орган равновесия и представлял собой изогнутую полость в черепе, наполненную жидкостью, причем клетки в стенках полости реагировали на движение жидкости. Орган этот всего лишь помогал древним рыбам не переворачиваться. Но позднее появилась рыба с воздушным плавательным пузырем, и С его появлением прежний орган равновесия начал воспринимать звуки. Звуковые волны, ударяя в пузырь, вызывали колебания жидкости внутри тела рыбы, и эти колебания воздействовали на орган равновесия.

Такой слуховой аппарат вполне отвечал потребностям рыб, но когда земноводные выбрались на сушу, они столкнулись с проблемой, которую инженеры называют «несогласованием сопротивлений». Теперь реакцию в слуховом приспособлении, наполненном жидкостью, должны были вызывать воздушные звуковые волны (и у современного человека нервные окончания, передающие звуки в мозг, находятся в органе, наполненном жидкостью — так называемом внутреннем ухе). Разрешение этой проблемы «воздух — жидкость» привело к развитию трех самых мелких и изящных костей человеческого тела — молоточка,   наковальни и стремечка, которые помещаются п среднем ухе и, взаимодействуя с относительно новым приспособлением — барабанной перепонкой,— преобразуют колеблющие ее звуковые волны в колебания внутреннего уха. Среднее ухо человека— это завершение длинного ряда эволюционных этапов: его полость развилась из жаберной щели, а молоточек, наковальня и стремечко — из костей рыбьей челюсти.

Орган равновесия рыбы, пройдя долгий и прихотливый путь эволюции, превратился в очень тонкий слуховой аппарат, и со временем слух стал для человека одним из важнейших чувств. Однако не слух и обоняние, а зрение привело к возникновению того могучего мозга, который поднял человека высоко над всеми животными.

У приматов по мере их развития обоняние притуплялось, а зрение обострялось, и их мозг приспособился к восприятию огромного потока информации, поступающей в него через глаза. Постоянное сочетание в действии хороших рук и хорошего зрения способствовало появлению у обезьян относительно крупного мозга с довольно развитыми большими полушариями, вместилищами ума. Череп расширился в верхней своей части, чтобы не стеснять мозга, и морда обезьяны приобрела то сходство с человеческим лицом, которое вызывает благожелательное любопытство у одних людей и раздражение у других.

Древние приматы, похожие на лемуров и большеглазых долгопятов, внесли чрезвычайно важный вклад в развитие человеческого тела, а близкие родственники человека, человекообразные обезьяны, продолжили этот процесс. По строению и возможностям мозг современных человекообразных обезьян, несомненно, в какой-то мере близок к человеческому. Как и человеческий мозг, он содержит в покрытой извилинами коре больших полушарий значительное количество серого вещества. С таким мозгом уже появляются зачатки памяти, похожей на человеческую, и логического мышления, Живущие в неволе шимпанзе хорошо решают задачи, которые придумывают для них зоопсихологи. Но человекообразные обезьяны, как ни похожи они на человека, в процессе своего развития не выработали той особенности, которая делает тело человека единственным в своем роде на всей Земле,— прямой осанки и способности постоянно ходить на двух ногах. Однако эта особенность выработалась у каких-то близких родичей их предков.

[/smszamok]

Прямая осанка вывела человекообезьяну на путь, непосредственно ведущий к настоящему человеку. Она освободила его руки и поставила перед зрением еще более важные задачи, А взаимодействие всех этих новых черт стимулировало дальнейший рост мозга. Никаких заметных улучшений скелета уже не потребовалось, только изменились некоторые пропорции — например, стали длиннее ноги. Физическое конструирование человеческого тела, которое началось свыше миллиарда лет тому назад, когда появилось примитивное мягкое существо с трубкой внутри тела, теперь завершилось.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Интересна предыстория метода, разработка которого началась без малого два десятилетия назад. Ставка была сделана только на гормоны. У породистых коров при помощи гормональных препаратов вызывали множественное созревание яйцеклеток — 8—10 вместо одной-двух. Оплодотворив здесь же, в яйцеводах, их затем на 7—8-й день изымали и — как это делается и сегодня — подсаживали другим коровам, приемным матерям. — Первый теленок-трансплантант был получен нами в 1977 году,— говорит заведующий отделом животноводства ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии в «Горках Ленинских» профессор М. И. Прокофьев.— За несколько лет этот метод внедрили у себя более ста племенных хозяйств страны. Сегодня таким способом выращивают до тысячи телят в год. Взрослея, «трансплантанты» обзаводятся потомством и передают элитные свойства новым поколениям как по эстафете. Первый шаг, как казалось, был сделан, почему же мы не поставили на этом точку?

Да по одной причине: тысяча голов в год не так уж много для многомиллионного племенного стада страны, Подлинной же массовости — мы в этом убеждены — можно добиться лишь сделав метод проще, экономичней. В самом деле, в качестве «исходного материала» приходилось использовать высокоудойных породистых коров. Каждый ли решится изъять такую из хозяйственного оборота, пусть не навсегда, а на длительный срок? А ведь существует предельно доступный, дешевый источник необходимого для нас материала — яичники породистых коров, отправленных на убой. В животноводстве отбраковка — дело необходимое и, увы, обычное. Утрата эластичности долей вымени из-за перенесенного мастита, переломы и другие причины, никак не связанные, однако, с воспроизведением потомства, приводят лишь в Московской  области   на   бойню  до  двенадцати тысяч коров, да каких! — удой каждой составляет 5—7 тысяч килограммов молока в год и выше. В целом же по стране отбраковывают и сдают на мясо до четверти высокопородного поголовья.Научившись использовать взятые на бойне яичники, мы, право, второе дыхание обрели: можно ли сравнить работу за лабораторным столом — чашки Петри, микроскопы, термостаты под рукой—с манипуляциями при помощи шприцев, а то и хирургических инструментов — прямо на ферме, как это было раньше?

Из яичников каждой коровы сейчас нам удается получить 3—5 эмбрионов. Подвергая их обработке специальными растворами, отмывая от возбудителей лейкоза, бруцеллеза и других болезней, мы освобождаем этим будущее потомство от инфекции. «Прицельно» подсаживая зародыши в каждый из двух рогов матки животного, мы добиваемся рождения «транс-плантантов»-двойняшек. Метод в нынешнем его варианте примерно в десять раз снизил стоимость эмбрионов, с его помощью, по нашим подсчетам, можно получить дополнительно по стране более трехсот тысяч телят высокопродуктивных пород с удоем свыше 5 тысяч килограммов молока в год…

Ближайшая задача, которую ставят перед собой авторы метода,— создание специализированного банка эмбрионов. Хранящиеся здесь в глубоком холоде зародыши будут направляться по заявкам во все регионы страны. Открывается возможность учитывать пожелания заказчика: направлять хозяйствам, намеренным поднять производство мяса, зародыши пород симментальской, шарале, шортгорн, тем, кто добивается повышения удоев молока,— голштинской породы.

Установлены деловые контакты с учеными США, Канады, Англии, проявляющими живой интерес к работам советских ученых. Новый метод также может быть использован для спасения исчезающих видов животных, занесенных в Красную книгу.

(1голосов, средний: 5,00 out of 5)

Загрузка...

Доктор   геолого-минералогических наук Е. КРАСНОВ, заведующий отделом экологии Института биологии моря ДВНЦ АН СССР.  Взаимоотношения организмов и среды их обитания, исследуемые экологами, обычно рассматриваются в пространстве, в трех его измерениях. Однако не менее важно знать, какими были эти отношения во времени и как они изменялись в процессе развития жизни на Земле,— это можно было бы назвать наукой о четвертом измерении жизни. Прошлое часто называют ключом к будущему. Именно поэтому, когда создавался Институт биологии моря во Владивостоке, в него по инициативе его директора-организатора А. В. Жирмунского была включена лаборатория палеоэкологии. Одно из ее научных направлений занято сравнительным изучением условий и образа жизни современных и ископаемых донных организмов, обитающих и обитавших в прибрежных зонах моря. Только такое сравнительное исследование дает ответ на многочисленные вопросы о том, как в процессе эволюции создавались современные виды животных. Исследование ископаемых остатков морских организмов, изучение строения и состава их скелетных частей позволяет восстановить реальный ход эволюции.

Изучая, как реагирует организм на разные условия среды, прежде всего на температуру, соленость морской воды и ее ионный состав, мы пытаемся установить, в каких пределах эти условия могут изменяться, не нарушая жизни обитающих в них  организмов. Другая цель наших работ — выяснить динамику отношений организмов к окружающей среде, то есть их устойчивость и изменчивость в этой среде во времени, в разных местах их обитания, на разной глубине. Анализ вещества, из которого построены скелеты морских животных, привел нас к интересным выводам. Оказалось, например, что любой из существующих видов моллюсков имеет свою оптимальную температуру, при которой он лучше всего растет. Мало того, представители данного вида сохраняют приверженность к этой оптимальной температуре независимо от того, где они обитают. И такая взаимосвязь между определенной температурой и ростом моллюсков прослеживается на протяжении сотен тысяч лет.

Другой пример. Изотопный состав кислорода и количество некоторых элементов — магния, стронция и других в так называемых слоях роста раковин моллюсков (это как кольца роста у дерева) изменяются, как выяснилось, по сезонам года. Зная же динамику этих изменений, можно определять возраст каждого животного. А это дает нам в руки надежный способ оценки возрастной структуры целых скоплений животных, что необходимо знать, чтобы не нарушить при промысле их естественного воспроизводства. Особенно важны сведения о возрастной структуре видов моллюсков-долгомов, обитающих внутри кораллов,— сверлящих нитчатых водорослей, губок, моллюсков, червей. Особое внимание привлекают гигантские рифолюбивые моллюски — три-дакны, врастающие в колонии живых кораллов и, в свою очередь, дающие пристанище водорослям-зооксантеллам. Кроме того, коралловый риф населен и другими организмами: рыбами, иглокожими, ракообразными. Численность, биомасса, видовое разнообразие организмов рифовых сообществ при прочих равных условиях прямо пропорциональны их возрасту. Наибольшее разнообразие жизни обнаружено на рифах Новой Гвинеи, относительно древних и близких к приазиатскому шельфу, а наименьшее — у изолированных, геологически молодых атоллов архипелага Гилберта.

Пищевые взаимосвязи всех организмов кораллового рифа гарантируют ему целостность, поддерживают в равновесии все составляющие его компоненты. Но это только в том случае, когда вода не загрязнена в значительной степени. Наиболее наглядный пример этому — история печально известного «тернового венца» — хищной морской звезды, поедающей кораллы. Количество звезд на рифах, омываемых чистой водой, весьма невелико, но возрастает до десяти и более экземпляров на квадратный метр в зонах промышленных и бытовых стоков, иначе   говоря,  в  зонах загрязнения.

Полученные данные приближают нас к пониманию механизма функционирования коралловых рифов, более того, к оптимальному управлению этой наиболее высокопродуктивной морской экосистемой. Моделирование отношений между организмами коралловых рифов, к тому же учитывающее особенности окружающей среды, даст нам в руки инструмент для создания в прибрежных зонах морей искусственных рифовых систем, где можно будет разводить промысловых животных и растения.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Жизнь оглушает нас стремительным темпом. Под ее нажимом люди невольно начинают воспринимать «медленность» и «слабость» как нечто отрицательное, от чего необходимо во что бы то ни стало освободиться. Только все ли в силах освободиться? Кто-то не блещет искрометностью и работоспособностью лишь оттого, что не собран или не разбужен обстоятельствами. А кто-то рожден таким. Но сказанное о шоферах и ткачихах утверждает: к «слабости» и «инертности» можно приспособиться. И все-таки: что это — недостаток? Досадные  ошибки   природы? Даже сам великий И. П. Павлов считал «сильную» нервную клетку во всех отношениях более совершенной.

Если это положение перенести на целый организм, то животные «сильного» типа должны приспосабливаться к условиям

[smszamok]

жизни лучше, чем «слабые». Иначе говоря, «слабые» должны отсеиваться, вымирать. Между тем, исследования показывают, что этого не происходит. В живой природе «слабый» тип не уменьшается, а, наоборот, судя по экспериментальным материалам, все больше выявляется. Каким же образом в естественных условиях, где безгранично властвует естественный отбор, мог сохраниться этот, казалось бы, жизненно нестойкий тип? По-видимому, раз в природе всегда наряду с «сильными» индивидуумами существуют и «слабые», значит, у этих последних есть некие механизмы защиты, уравновешивания   с   неблагоприятной    внешней    средой.

Над этим обстоятельством задумался известный психолог С. М. Теплое. В 1955 году он высказал гипотезу: «слабость» нервной системы есть результат ее высокой чувствительности. Прошло некоторое время, и эта гипотеза получила подтверждение в целом ряде экспериментальных работ. Ну, а коль скоро это так, позволительно ли считать «слабый» тип безусловно неполноценным? Ведь отрицательное в нем — малая выносливость,— как правило, уравновешивается положительным — высокой слуховой, зрительной и прочей чувствительностью. И у «сильных» налицо не только плюс — большая работоспособность, но и явный минус — низкая чувствительность. Кстати говоря, поисковые собаки — так называемые ищейки — это как раз животные со слабым типом нервной системы. Они быстрее утомляются, зато у них неизмеримо острее, чем у «сильных» четвероногих, развито обоняние. Если же говорить о человеке, то, пожалуй, именно «слабый», как никто другой, способен понимать интонации и улавливать оттенки    настроения   окружающих   людей.

Психологи производили эксперименты и заметили: если школьный класс, производственная бригада состоят из одних «сильных», они не столь жизнеспособны. И класс и бригада довольно скоро распадаются. «Слабые» как бы цементируют коллектив. Это очень важный аргумент в их пользу. Впрочем, далеко не единственный. Да, они трудно и медленно «входят» в профессию. Зато потом, окончательно привыкнув к ней и поверив в себя, делают свое дело гораздо основательнее и тщательнее, чем представители противоположного типа. В лабильности и инертности нервных процессов тоже сплетены воедино положительное и отрицательное. Как выяснилось, «медленные» хотя и не обладают даром «схватывать на лету», но лучше запоминают увиденное или услышанное, чем «скорые». И знания их обычно крепки и долго держатся. А «быстрому» именно его «быстрота» порой мешает по-настоящему глубоко проникнуть в суть дела, углубленность  ему претит, она ему надоедает.

Итак, в каждом свойстве психики, подаренном нам природой, непременно есть что-то «хорошее» и что-то «плохое», и одно проистекает из другого. Воистину справедливы слова: «Наши недостатки есть продолжение наших достоинств»…

Между тем сами-то эти свойства никакие. Они профессионально нейтральны. Они воспринимаются как хорошие или как плохие в зависимости от конкретной производственной ситуации или каких-то жизненных обстоятельств. Да, существуют профессии, которые требуют определенных природных данных. Такая работа, где внезапно меняются производственные алгоритмы, где количество поступаемой информации резко колеблется, где надо немедленно принимать решения,— не для всех. Только «сильные», как выяснилось, способны просиживать долгие часы перед разного рода табло, выполнять длительную, напряженную работу и при этом сохранять готовность к экстренным действиям. «Слабый» диспетчер аэропорта или, скажем, «слабый» оператор энергосистем на электростанции, несмотря на высочайшую квалификацию и прочие достоинства, не в силах действовать успешно в аварийной обстановке. И «инертный» военный радист и «инертный» телеграфист порой оказываются не на месте уже в силу того, что не в состоянии молниеносно двигаться и соображать. Однако профессий, которые предъявляют к человеку столь категорические требования, очень немного. Подавляющее большинство их открыто для людей с самыми разными природными свойствами. Потому-то советские психологи решительно против профессионального отбора как такового, если речь идет не о каких-то исключительных специальностях (ведь признать человека профессионально несостоятельным — это значит невольно нанести ему моральную травму и, может быть, неисцелимую).

Остановитесь, задумайтесь! Главное в науке—найти ответ на вопрос «почему». Язык, удивительнейшее создание человека, стоит того, чтобы мы о нем думали, были «почемучками» в языкознании! Эта книга не справочник по основным вопросам языковедения. Главная ее задача будет выполнена, если она поможет, развитию вашей лингвистической наблюдательности, вашего «языкового чутья» и бережного отношения к языку. И еще одно замечание. Не на все вопросы, даже поставленные в книге, вы найдете весь ответ. А некоторые ответы лишь возбудят у вас новые вопросы. Что ж, такова и сама наука с ее постоянным поиском. Что-то она знает твердо, а о чем-то еще только догадывается, строит предположения. На что-то она уже может дать ответ, а о чем-то может лишь сформулировать вопрос.

[/smszamok]

Да и найденный ответ часто лишь ставит перед учеными новые вопросы, оказываясь промежуточным     рубежом, за которым открываются новые дали. Этот процесс познания закономерностей бесконечен для науки, и, повторяю, не только для физики, химии, астрономии, генетики, но и для лингвистики.

Наверное, не все, о чем говорится в книге, покажется вам привычным или даже бесспорным. Ну что ж, читать ее нужно внимательно, критически, не принимая все на веру, это тоже необходимое условие вхождения в науку.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Простой    по   строению    и   функциям позвоночник  древней   рыбы   развился   у человека в  сложную  опору для  тела  и   головы   и  делает  возможными  различные движения. Евстеноптерон, древняя костная рыба, 375 млн. лет тому назад обходился недифференцированным позвоночником. Одинаковой формы позвонки, соединенные с короткими ребрами, обеспечивали опору плавательным мышцам. Одинаковые ребра (черный цвет) евстеноптерона допускали только волнообразные движения по длине тела. Амфибия ихтиостега нуждалась в более крепком позвоночнике, чем евстеноптерон, поскольку на суше вода уже не поддерживала тела. И позвонки у нее заметно толще и шире. Большие ребра ихтиостеги, возможно, служили опорой не только ее туловищу,   но  и   голове.

[smszamok]

Позвонки млекопитающеподобной рептилии тринаксодона соединены еще более плотно, чем у ихтиостеги, и дифференцированы по форме и размерам: они крупнее возле конечностей н мельче в более легком хвосте. Шейные ребра тринаксодона уменьшились, и двигать головой ему   было   гораздо     легче,     чем   ихтиостеге. Современная тупайя, похожая на вымерших древних млекопитающих, лазает по деревьям и ходит по земле, сгибая и выпрямляя позвоночник. Ее позвонки приспособлены для обоих типов движения. Шея тупайи стала такой гибкой отчасти из-за уменьшения шейных ребер, от которых остались только  бугорки.

Этот процесс не только обходится организму очень дорого, но и чреват большими опасностями. Например, рак, сбросив с наступлением линьки карапакс, оказывается совершенно беззащитным и вынужден прятаться под камнями или в водорослях, пока его новая оболочка не затвердеет. Именно по этой причине ракообразные да и большинство других членистоногих невелики: большой рост потребовал бы и большего числа линек. Многие насекомые вообще не сбрасывают свои внешние скелеты — после стадии куколки, когда у них совсем нет скелета, они перестают расти. Именно внутренний скелет позволяет позвоночным Достигать огромных размеров, оставаясь при этом подвижными и ловкими. Им не приходится переживать опасные периоды линьки. Кости внутри их тела не сбрасываются периодически, а растут вместе с прочими его частями. Первым животным с таким выгодным строением тела было, по всей вероятности, древнее рыбоподобное существо, напоминающее современного ланцетника, обитателя теплых морских мелководий, который похож на крохотного прозрачного пескарика. Но строение его много примитивнее, чем у пескаря. У него не г ни челюстей, ни зубов, ни парных плавников, ни костей.

Образ жизни вялого ланцетника нетипичен для активных подвижных позвоночных. Однако его внутреннее строение обладает чертами, сыгравшими в свое время огромную роль в эволюции. Например, вдоль его спины тянется пучок нервных волокон, соответствующих человеческому спинному мозгу. Он слегка расширяется у переднего конца — это уже зачаток головного мозга. Под пучком проходит нечто вроде упругого, стержня в волокнистом чехле, так называемая хорда, которая позволяет телу ланцетника изгибаться, но препятствует продольному сжатию. Именно вокруг хорды миллионы лет тому назад возник позвоночник.

Человек обязан рыбам не только позвоночником, но и другими тесно соседствующими с ним костями, которые кажутся его продолжением. Это челюсти, зубы и череп. На самом же деле все они развились не из внутренних костей какого-то древнего существа, а — по странной прихоти эволюции — из внешнего покрова древней   рыбы.

Первым, вероятно, появился череп. У человека, как и у всех высших животных, череп представляет собой крепкий костяной футляр, сидящий на конце позвоночника так, словно развился из него. Однако вначале некоторые его кости были пластинками панциря, защищавшего примитивный мозг Древних рыб вроде акантодов. У древнейших рыб эти пластинки покрылись Кожей И образовали внутреннюю  структуру  головы.

В процессе эволюции хорда животных, предположительно похожих на ланцетника, покрылась соединенными между собой костяными сегментами, которые укрепили ее, а затем и заменили. Первоначально этот более сложный аппарат обеспечивал рыбе возможность лучше плавать. Рыбы плавают С помощью крупных мышц, расположенных по бокам их тела. Поочередно сокращаясь, эти мышцы придают телу волнообразное движение, которое в сочетании с колебаниями хвостового плавника проталкивает рыбу сквозь воду вперед. Позвоночник служит опорой для плавательных мышц, и благодаря ему рыба способна изгибать свое тело волнами, не сжимая его и не деформируя, что сильно мешало бы ей плыть. Благодаря позвоночнику рыбы стали плавать гораздо лучше, и это позволило им в конечном счете стать хозяевами океана.

В силурийском периоде, когда численность рыб заметно возросла, они жили, по-видимому, в пресных водоемах, где всасывали питательный донный ил беззубыми, лишенными челюстей ртами. Подобный рот не мог послужить защитой от ракоскорпионов и других хищников того времени. А для того, чтобы сами рыбы начали питаться существами не совсем микроскопических размеров, им необходимо было обзавестись челюстями и зубами, способными кусать и рвать. По сторонам глотки у них имелся ряд скелетных дужек, обращенных вершинами назад. Дужки эти поддерживали жабры, при помощи которых рыба дышала, з возможно, и захватывала при процеживании воды всякие мелкие организмы, которыми питалась.

[/smszamok]

Четвероногий примат мезопитем был способен некоторое время стоять на задних конечностях, пока тянулся передними к чему-то или хватал что-то, и его позвоночник обеспечивал достаточную жесткость при вертикальном положении тела,, сохраняя при этом гибкость, необходимую для передвижения по деревьям. Его позвонки отличало разнообразие форм. Мелкие шейные позвонки поддерживали череп и позволяли поворачивать голову как при вертикальном, так и при горизонтальном положении. Крупные позвонки поясничного отдела обеспечивали опору при «гталкнва—|ии. Движения головы мезопитека зависели, в частности, от системы «атлант—эпист-рофей», как называются два шейных позвонка. Верхний, атлант, названный таи потому, что он поддерживает череп, как мифологический велинан Атлант поддерживает небо, дает голове возможность двигаться вверх и вниз, а эпистрофей — из стороны в сторону. Позвонки прямоходящего человека надежно соединены между собой в гибкий вертикальный стержень. Позвонки постепенно увеличиваются от шеи к тазу, где вес тела переносится на ноги. Благодаря прямой осанке голова человека соединена с позвоночником по-иному, чем головы приматов, которые при ходьбе опираются на передние конечности, У мезопитека позвоночник соединялся с затылочной частью черепа, а у человека он переместился прямо под череп.

(Еще не оценили)

Загрузка...

4 июня 1920 года известный генетик и селекционер Николай Иванович Вавилов впервые представил широкой аудитории свою работу — «Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости». Суть закона в том, что внутри разных видов и родов наблюдается удивительный параллелизм в образовании наследственных признаков — растения или животные со схожими признаками прослеживаются не только внутри вида, но и по всему семейству.

[smszamok]

В публикуемой в этом номере статье автор рассматривает закон гомологических рядов в наследственной изменчивости, исходя из наболевших проблем генетики и систематики, молекулярной биологии и биохимии, чтобы убедить читателя в значимости его в таких далеких друг от друга отраслях знания, как, например, селекция и медицинская генетика, фармакология и систематика и т. д.

И так, каков же механизм возникновения гомологии? Его легче всего понять на тех примерах, когда путь передачи генетической информации от ДНК к структуре фенотипа, то есть от гена к признаку организма, хотя бы в общих чертах расшифрован. Начнем с окраски животных. В 1927 году крупный английский генетик Дж. Холдейн показал, что окраска шерсти млекопитающих может служить примером гомологической   изменчивости. Практически все позвоночные, за исключением немногих нехарактерных случаев, обязаны своей окраской полимерным соединениям— меланинам (столь же широко распространены меланины и в мире беспозвоночных). Меланины существуют в двух формах: черные — эумеланины и желтые — феомеланины. Образуются они в организме из аминокислот с ароматическими ядрами—фенилаланина и тирозина. Однако путь их образования не простой — это   многостадийный   процесс   (см. схему).

Химические превращения в организме протекают, как известно, с большой скоростью, причем природа не использует для интенсификации процессов ни высокие температуры, ни давление. Основное средство — катализ. Катализаторами в живой природе выступают ферменты — белки, своим присутствием ускоряющие реакции. У ферментов — четкое разделение труда. Из схемы видно, что для образования меланина в шерсти млекопитающих или перьях птицы требуется не менее 8 ферментов. Так, первый переход из фенилаланина в тирозин катализируется одним    ферментом, второй — из тирозина в ДОФА — другим и так далее. Избавлю вас от перечисления всех этих стадий. Важно помнить, что, в свою очередь, и синтезом самих ферментов управляет не меньшее число генов и все ферменты необходимы для образования меланина.

Наиболее изучен фермент тирозиназа, кодируемый геном С (от англ. соЬиг — цвет). Как и во всяком другом гене, в нем могут возникать и возникают мутации. Следствие мутаций — несколько измененные молекулы фермента (одна аминокислота заменяется другой).

Если бы окраска того или иного животного   зависела   лишь от одной тирозиназы.

Макрофаги, находящиеся между эпителиальными клетками слизистой оболочки и под ними, захватывают микроорганизмы и выдают информацию, необходимую для запуска выработки антител в других системах. Т-клетки воспринимают эту информацию и освобождают вещества, активизирующие макрофаги и третью систему клеток — В-1Клетки. Последние уже через короткий срок превращаются в так называемые плазмоциты, представляющие собой одноклеточные «фабрики» антител. Однако дело этим не ограничивается. Четвертый тип клеток — секреторный эпителий — синтезирует особый белок. Он также встраивается в молекулу антитела. На территории эпителиальной клетки происходит окончательная сборка сложной по строению большой молекулы секретарного иммуноглобулина.

Другие формы того же типа взаимодействия состоят в том, что одни и те же клетки -принимают участие в разных проявлениях специфического иммунитета 1и неспе-цифичеокой устойчивости. Например, как уже отмечалось, макрофаги и лимфоциты участвуют в выработке антител, но они же и синтезируют интерферон’. Эпителиальные клетки наряду с белком, входящим в структуру антител,, вырабатывают ингибиторы и другие белки, обеспечивающие неспецифическую устойчивость к вирусам и бактериям.

[/smszamok]

Менее всего, к сожалению, изучена третья форма взаимодействия — кооперация разных по природе защитных приспособлений для обеспечения устойчивости организма к вирусам и бактериальным инфекциям дыхательной системы. Все же некоторые факты из этого ряда ученым удалось получить. Оказалось, что решающее знамение в устойчивости дыхательной системы к туберкулезу имеет взаимодействие Т-кле-ток и макрофагов. При гриппе антитела, содержащиеся в выделениях слизистой оболочки дыхательных путей, предупреждают развитие их поражений, а антитела сыворотки крови — общие проявления болезни. Наиболее полно защищает от гриппа совместное действие обои* типов антител. Недавно мы установили еще одну форму взаимодействия. Выяснилось, что молекулы иммуноглобулина А обладают сродством к клеткам реснитчатого эпителия дыхательных путей и прочно фиксируются на их поверхности. Это повышает устойчивость эпителиальных клеток к вирусам.

Наши и зарубежные исследователи давно уже заняты разработкой средств и методов стимуляции защитных механизмов дыхательной системы. Каждый из предложенных для этой цели препаратов рассчитан в основном на мобилизацию какого-либо одного приспособления.

Структура    молекулы     иммуноглобулина  А.

• 1 — клетки реснитчатого эпителия,
• 2 — обломки клеток, инфицированных вирусами или бактериями,
• 3 — макрофаг,
• 4 — Т-клетка (Т-лимфо-цит),
• 5 — плазмоцит (потомок В-лимфоци-та),
• 6 — молекула иммуноглобулина А,
• 7 — клетка секреторного эпителия,
• 8 — молекулы свободного секреторного компонента,
• 9 — молекула иммуноглобулина А в эпителиальной клетке,
• 10 — молекула иммуноглобулина А,

Дальнейшее развитие современного учения о местном иммунитете открывает новью перспективы совершенствования стратегии этих поисков. Углубление знаний о закономерностях взаимодействия различных факторов местного иммунитета позволит определить наиболее слабые звенья в системе защиты организма От болеэне-твюрных микробов, а созданные на основе этих знаний новые препараты обеспечат возможность целенаправленной, гармоничной мобилизации разных по природе защитных приспособлений.

(1голосов, средний: 5,00 out of 5)

Загрузка...

В 1960 году французские ученые Ж. Барски, С. Сорьель и Ф. Корнферт сумели слить две клетки из культурой тканей мыши. Гибридная клетка оказалась вдвое крупнее и имела число хромосом, равное сумме хромосомных наборов исходных клеток. С тех пор клеточные гибриды стали получать во многих лабораториях мира. В 1965 году метод был усовершенствован, и открылась возможность сливать мышиные клетки не только с мышиными, но и с клетками других млекопитающих. Еще через два года американские исследователи показали, что можно таким способом гибридизировать клетки человека и мыши. Для этого используются обычно выращиваемые в питательной среде клетки удаленных злокачественных опухолей. Они быстро растут и менее капризны, чем здоровые. Сейчас получены гибриды «человек— мышь», «человек — крыса», «крыса-— мышь» и «человек — человек»,

У таких межвидовых гибридных клеток обнаружилось интересное свойство, которое и позволило использовать их для генетического картирования. Когда они делятся (а затем делится и их потомство), хромосомы одного из родительских видов постепенно теряются — предсказать заранее, какого именно, нельзя. Например, гибриды «человек — мышь» всегда теряют человеческие хромосомы, а «человек — крыса» — крысиные. Эту постепенную потерю хромосом можно использовать для того, чтобы проследить, какие белки перестают синтезироваться в гибридных клетках при потере той или иной хромосомы. Современные тонкие методы анализа (например, хроматография, электрофорез) позволяют проанализировать клетки и сравнить, какие белки в них вырабатывались сначала и каких стало не хватать после первого деления, после второго и так далее. Одновременно изучаются хромосомные наборы поделившихся клеток и ведется учет потерянных хромосом. Предположим, из клетки исчезает фермент тимидинкиназа. Анализ хромосом показал, что потерялась 17-я хромосома человека. Вывод: в ней и находится  ген, управляющий  синтезом т-имидинкиназы. Так обнаружено местонахождение генов синтеза ферментов лактикодегидро-геназы (11-я хромосома), пептидазы С (1-я хромосома). Подтверждено и то, что было известно ранее,— что ген глюкозо-6-фос-фатдегидрогеназы находится в хромосоме X.

Удается выводить культуры клеток с определенными транслокациями (напомним, что транслокация—перенос кусочка хромосомы в другую). Они интересны тем, что по ним можно установить не только в какой хромосоме находится тот или иной ген, но и в каком именно участке этой хромосомы он локализован. При потере хромосомы, присвоившей чужой кусочек с тем или иным геном, сразу становится ясно, какой •именно ген она унесла с собой (разумеется, если собственные ее гены уже зарегистрированы). Искусственно получая клетки с разными транслокациями, можно «выбрасывать» поочередно отдельные кусочки хромосом и таким образом точ^о локализовать  отдельные  гены. Метод межвидовых гибридов развивается теперь так быстро, что для установления связи между исчезновением очередной хромосомы «и пропажей белка приходится  применять  ЭВМ. Все эти методы выявления генов (и еще некоторые, более сложные и относящиеся скорее к биохимии, чем к генетике) позволили пока найти место примерно ста генов человека. Составление подробной карты наследственности поможет вначале предсказывать наследственные болезни еще до рождения ребенка, а позже и проводить операции на генетическом аппарате, заменять его дефектную деталь новой, взятой из нормальной клетки или синтезированной в лаборатории (работы по синтезу генов успешно ведутся).

По мнению некоторых специалистов, через пять — десять лет станет возможной диагностика практически всех наследственных заболеваний на ранних стадиях развития эмбриона. К этому времени, видимо, на генетической карте человека будет известно местоположение примерно тысячи генов.

(Еще не оценили)

Загрузка...

В настоящее время твердо установлено, что во время формирования даже самых древних осадочных пород уже существовали живые организмы. Иначе говоря, биосфера — ровесница земной коры. Вместе с тем несомненно: земная кора образовалась в результате грандиозных круговоротов вещества — геохимических циклов. Сопоставив эти два представления, автор статьи— сотрудник Института земной коры Ленинградского университета — поставил смелый вопрос: не является ли живое вещество причиной действия геологических круговоротов, а следовательно, и причиной развития земной коры?

В пользу этого предположения говорит широко бытующее мнение, что основная движущая сила геологических процессов— это солнечная энергия, аккумулированная в минеральном веществе нашей планеты. Однако переносчиком энергии, трансформирующим лучистую энергию Солнца в потенциальную химическую энергию минеральных веществ, может быть только живое  вещество  биосферы.

Органический мир, как известно, воздействует на породообразование и, в частности, на процесс выветривания (все живые организмы существуют в конечном счете благодаря выветриванию, поскольку в результате его в биосферу постоянно поступают неорганические питательные вещества). На процесс выветривания чрезвычайно сильно влияют корни растений, составляющие в среднем около половины общей растительной массы суши, различные ферменты — высокомолекулярные белковопо-добные катализаторы, вырабатываемые живыми организмами, микробы, которые непосредственно разрушают горные породы и слагающие их минералы.

Органические  вещества   оказывают   воздействие и на процессы, протекающие на дне морей и океанов. В местах устойчивого и длительного погружения земной коры накапливаются мощные осадочные толщи, в которых год за годом аккумулируется как энергия захороненных органических веществ, так и солнечная энергия, трансформированная живым веществом в потенциальную химическую энергию минералов. Когда осадочные породы достигают глубины 10—12 километров, накопленная в них химическая энергия под воздействием высокой температуры и давления начинает превращаться в тепло, которое видоизменяет и частично расплавляет породы. В результате их объем увеличивается. Так как сопротивление расширению меньше всего сверху, то происходит «выжимание» осадочных толщ. Возникают горы, которые начинают разрушаться выветриванием, снова поставляя   массы   осадочного   материала.

Обычно погружение и сменяющее его поднятие, приводящее к образованию складчатых горных систем, продолжаются многие миллионы лет, и все это время в недрах накапливается энергия — потенциальная энергия, являющаяся движущей силой грандиозных процессов создания континентальной земной коры.

Энергию же радиоактивного распада, идущего в толще Земли, можно рассматривать как необходимый фактор, который вместе с высоким давлением вызывает выделение биогенной энергии. Иначе говоря, тепло, выделяемое Землей как «ядерным реактором», выступает лишь в качестве «запала».

(Еще не оценили)

Загрузка...

 «Сферы» — узенькие полоски, «пространства»—довольно широкие полосы: автор явно убежден, что ошибки, безрассудство и глупость в человеческом мире превосходят по размеру способности умножать и усваивать знания. Кант увидел в схеме Белосельского все те познавательные способности, которые описаны в «Критике чистого разума». Сравните соответствующие термины Канта — «чувственность», «способность и суждения», «рассудок», «разум», «продуктивное воображение». Чувственность дает материал, содержание наших знаний, рассудок облекает его в логическую форму. Синтез чувственности и рассудка осуществляет продуктивное воображение. Главное открытие Канта в теории познания состояло в признании определяющей роли воображения для процесса познания. До него воображение считалось прерогативой поэтов, а сухой педант из Кенигсберга увидел поэтическое начало в процессе образования понятий. Для Белосельского «сфера духа», равнозначная кантовскому «продуктивному воображению»,— высшая познавательная способность. Единственная граница для нее — сама жизнь: воображение должно оперировать только реальным материалом, не фантомами, иначе на своих крыльях (выразительно венчающих схему) оно может легко унестись в «пространства вымыслов», выродиться, как говорит Кант, в «пустое умничанье».

Следуя древней традиции, Кант отличал рассудок от разума, как область науки от сферы философии: первая расчленяет мир, вторая стремится схватить мир как целое. У Белосельского наряду со «сферой рассудка» предусмотрена «сфера прозорливости, или трансценденции», где главное состоите том, чтобы видеть сразу множество опосредовании. Комментируя этот раздел, он убедительно говорит об игре как школе, где тренируются творческие силы. Вспомним, что для Канта игра — важнейший стимул культуры. Помимо колоссальной разницы в основательности разработки затронутых проблем, есть между Белосельским и Кантом одно принципиальное различие в самом подходе к делу. Для Белосельского каждая отмеченная им «сфера» — своего рода разряд, в который природа зачисляет человека и за пределы которого он выскочить не может. Белосельский видит социальное неравенство и не одобряет его, неравенство способностей он считает естественным и непреодолимым. Человеку остается лишь правильно определить свою принадлежность к той или иной сфере и развивать способность, данную ему от рождения. Прав в данном случае Кант.

 Схема  познавательных способностей (по  А.   М.   Белосельскому).

(Еще не оценили)

Загрузка...

Успех создания нового сорта начинает определяться еще до того, как селекционер проведет первое скрещивание. До того как скрещивать, надо постараться насколько можно точнее представить конечный результат. И тут поле для интуиции было самым широким. Селекционеры всегда искали объяснения лучшим способам подбора исходных форм, но как оставалась нереализованной раньше, так и остается не до конца решенной и поныне задача точной характеристики исходных форм. В учебниках по генетике и селекции встречаются фразы о важной роли ряда методов селекции, таких, как отдаленное скрещивание, использование географически удаленных форм, подбор морфологических вариантов, реккулентная селекция, и множество других. Однако это не столько методы, сколько принципы методов, которые легко объяснить теоретически, но достаточно трудно применить на практике. Все равно, если бы путешественникам вместо карты с точным указанием дорог, расстояний между населенными пунктами и их численностью дали бы просто яркую картинку.

Но отобрать нужные для скрещивания формы мало. Еще более трудные задачи возникают после того, как скрещивание закончилось, получены первые семена гибридов, и теперь нужно еще минимум два года только для того, чтобы узнать, что собой представляют гибриды, что они

[smszamok]

унаследовали от отца, а что от матери. Если бы удалось анализировать семена уже первого поколения и выявлять вклад каждого из родителей в формирование гибридного семени, селекционный процесс был бы намного ускорен.

Значительный прогресс в этой области достигнут в последнее время. Для иллюстрации этих успехов я приведу несколько примеров наиболее интересных, на мой взгляд, исследований, выполненных в последние два-три года.

Пожалуй, одним из изящных подходов к решению этой проблемы стало совместное исследование П. Пфалера из Департамента агрономии Флоридского университета (США) и Г. Линскенса и А. Де Кока из Департамента ботаники Неймегенского университета   (Голландия). Не так давно был создан стереоскен — электронный чудо-микроскоп, который давал возможность увидеть объемное изображение различных поверхностей—листа, корневых волосков, эпителия кожи, Полученные фотографии открыли новый мир, ранее недоступный прямому наблюдению. Этот микроскоп и был использован для того, чтобы изучить особенности рельефа поверхности 17 сортов кукурузы. Оказалось, что каждый из сортов имеет свое индивидуальное «лицо» на фотографии, и по сочетанию бугорков на поверхности семян можно легко различить каждый из сортов, подобно тому как по снимкам людей легко узнаются портретные сходства и различия.

Однако еще более важным оказалось то, что после скрещивания любых из 17 сортов попарно, рассматривая в микроскоп поверхность семян гибридов, удавалось точно определить, какой вклад в формирование гибрида внес отцовский организм, а какой материнский.

Другим примером в той же области является использование специального метода окраски наследственных структур клетки — хромосом, при котором уже в обычном световом микроскопе на них выявляются поперечные полосы. Их расположение оказалось довольно характерным по крайней мере для разных видов растений, и опытный микроскопист сейчас может отличить хромосомы ржи от хромосом пшеницы и ряда других видов. Применение этого метода позволило, например, Д. Меттину из Университета имени М. Лютера в Галле несколько лет назад выявить довольно неожиданный факт. Оказалось, что при создании академиком П. П. Лукьяненко замечательного сорта пшеницы Кавказ, в одну из пшеничных хромосом попала половина хромосомы ржи. Тем самым применение метода дифференциальной окраски хромосом также могло в ряде случаев указать селекционеру на самых ранних этапах развити* гибридов, какой вклад в его формирование внес каждый из родителей.

До самого последнего времени исследования не касались внутреннего состава клеток гибридов, насколько он поддается анализу. Ученые обнаружили формы пшениц, в каждой из которых отсутствовало по одной хромосоме из их полного набора, и в целом вся выявленная коллекция мутантов представляла ряд, выбирая из которого один какой-либо член и следя за его свойствами, можно было понять, какие гены перестали функционировать из-за отсутствия определенной хромосомы. У всех мутантов был изучен спектр белков в электрофорезе. Каждый белок давал полосу на электрофореграмме, и на каждой такой электрофореграмме можно было заметить несколько десятков полос. При стандартных исследованиях каждый сорт, разновидность или мутант давали свой спектр полос запасных белков. Применив этот метод, ученые выявили несколько интересных закономерностей. Во-первых, оказалось, что запасные белки кодируются генами разных хромосом, и при нехватке какой-либо хромосомы из спектра исчезает определенный набор полос. Во-вторых, анализируя определенные мутанты, удалось классифицировать группы белковых полос на элек-трофореграммах, как бы связать между собой группу белков и соответствующую хромосому.

Таким образом, одесские ученые протянули ниточку от генетики к молекулярной биологии, ухитрились выявить связь между молекулами белков и генетическими  структурами,   кодирующими  эти  белки, Настала вторая часть эксперимента. Теперь была поставлена цель — использовать добытые сведения для решения чисто селекционных задач. Работа эта, как говорилось, проводилась в Отделе качества зерна. Основная задача отдела — исследование технологических свойств получаемой муки и прежде всего ее хлебопекарных качеств. Однако от понимания того, что эти качества всецело определяются свойствами белковых молекул, входящих в состав зерна, до выяснения определенных признаков, по которым селекционеры могли бы уверенно отбирать линии растений, сочетающие в себе высокий урожай и не менее высокие технологические качества,— дистанция огромного размера. Можно даже сказать, что таких прямых признаков до сего дня нет. Тем ценнее открытие, сделанное А. А. Созиновым, Ф. А. Попереля и сотрудниками их лабораторий. Анализируя спектры запасных белков у разных мутантов, одесские ученые обнаружили, что присутствие некоторых полос на спектре белков коррелирует с повышенными качествами муки. Исследователи убедились, что во всех изученных случаях удается заранее предсказать у нового селекционного материала нужные технологические свойства, если основываться на данных электрофореза белков. Легко понять, почему это оказалось так важно для целей ускорения селекции. Для того чтобы изучить спектр белков, достаточно было «откусить» от семени не- большой кусочек, а получив электрофоре-грамму, воочию убедиться, хорошее получится из этого зерна потомство или нет.

Эта операция не препятствовала всхожести семени, и 4—5 лаборантов могут проверить за неделю тысячи образцов и передать для дальнейшего испытания заведомо хороший материал. Так удалось протянуть еще одну ниточку — от генетики через молекулярную биологию — к   селекции   растений.

Изучение морозостойкости зерновых культур стало важной задачей во всем мире. Каждый год в том или ином районе земного шара озимые посевы гибнут от замерзания, и потому как изучение причин повреждения растений заморозками, так и поиски зимостойких растений приобретают все более широкий характер.

Один из примеров. Американский ученый Д. Кенефик, искусственно создавая низкие температуры, следил за тем, как растения будут реагировать на холод, Можно было думать, что те, которые способны наиболее активно противостоять холоду, выдерживают лучше минусовые температуры. А что значит противостоять? По-видимому, не прекращать обмена веществ, то есть синтеза белков, дыхания и т. п. За этими процессами у ячменя и наблюдал Кенефик. Однако обнаружил он совсем другую зависимость.

Оказалось, что растения, не выдерживающие холода и погибающие от него, ведут в предсмертной агонии активный синтез белков, а те растения, которые способны пережить холод, напротив, как бы замирают. Уровень биосинтетических процессов у них и особенно уровень синтеза белков резко понижен. Установив эту интересную зависимость, Кенефик решил разобраться в причинах такого поведения морозоустойчивых форм. Чтобы понять ход его умозаключений, нам придется вспомнить, что определяет в клетках процесс синтеза белков. Уже упоминалось, что каждый белок синтезируется в клетках под контролем определенного гена. Синтез осуществляется в несколько стадий.

[/smszamok]

С гена, то есть с участка молекулы ДНК, считывается его копия в виде молекулы информационной РНК (и-РНК). Эта и-РНК направляется из ядра в цитоплазму клетки, там соединяется со специальными структурами клетки рибосомами, а уже последние «умеют переводить» информацию, записанную в и-РНК, в информацию о том, как должны быть соединены аминокислоты между собой, чтобы получилась цепочка белка, соответствующая данному гену.

Почему у морозостойких форм ячменя синтез белка на холоде оказался заторможенным? На какс«м этапе клетка перестала синтезировать белки? Может быть, в этих условиях становятся неактивными ферменты, делающие копии генов, или сами эти копии неустойчивы на морозе? Или мороз мешает рибосомам?