Биология и проблемы наследственности

наследственость

Едва ли не самое удивительное свойство живого организма — способность повторять себя в поколениях, передавать потомству свои морфологические и физиологические признаки. С древнейших времен это явление привлекало к себе внимание пытливых умов философов и биологов. Ученые по-разному объясняли способность живых организмов передавать потомству признаки родительских особей. Их споры по этому вопросу известны в истории биологии как борьба идей преформизма и эпигенеза.

Представители одной школы, так называемые преформисты, утверждали, что уже в самих зародышевых клетках существуют готовые зачатки всех частей тела животных. Эту теорию помогает понять несложная китайская игрушка: брошенный в воду маленький бесформенный бумажный комочек распускается в букетик различно окрашенных цветов. Сторонники других взглядов — эпигенетики — допускали, что зародыш во всей его сложности развивается из исходно простых образований путем последовательных превращений.

Пропасть между преформизмом и эпигенезом казалась непреодолимой, а споры представителей обеих школ уводили в туман идеалистической схоластики или в вульгарный механицизм. Однако современные знания о зародышевых клетках заставили бы самых ярых научных противников понять и признать друг друга, так как стала очевидна, с одной стороны, чрезвычайная сложность полинуклеотидов ядра клетки, с которой можно связывать передачу наследственных свойств, а с другой — получены факты о не менее сложных преобразованиях в ходе индивидуального развития организма.

УГОЛОК ЗАВЕСЫ ПРИОТКРЫТ.

Этими знаниями в первую очередь мы обязаны биологической химии наших дней, проникшей в тайну полимеров, нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновых (ДНК) и рибонуклеиновых (РНК). Первые сосредоточены в ядре клетки и являются носителями наследственных свойств. Вторые — в особых тельцах (микросомах) протоплазмы клетки и связаны с биосинтезом белков, свойственных данному организму. Эти две системы нуклеиновых кислот теснейшим образом взаимосвязаны. И та и другая передают наследственные свойства, причем, как показали биохимические исследования, каждому виду растений и животных соответствуют свои типы полинуклеотидов. Это явление носит название видовой специфичности нуклеотидов. Хотя все полинуклеотиды имеют общий план строения, они представляют собой бесконечное множество различных биохимических структур. Это объясняется тем, что ДНК и РНК построены из тысяч нуклеотидов.

Чтобы представить себе, какое несметное количество возможных комбинаций создается из этих полимеров, достаточно вспомнить, что миллионы слов человеческой речи складываются всего лишь из 30—35 звуков. Говоря несколько фигурально, мы можем считать, что количество биохимических сочетаний неограниченно. Ведь жизнь — это огромное поле бесчисленных возможных новых форм.

ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Нельзя ли объяснить способностью полинуклеотидов к безграничным вариациям сочетаний механизм изменчивости в эволюционном развитии живого населения нашей планеты? Чтобы попытаться сделать это, надо еще более углубленно изучать полинуклеотиды ядра и цитоплазмы (протоплазма клетки). И здесь перед исследователями стоят большие задачи. Мы знаем, например, что ДНК — хранительница наследственных свойств, но нам не ясно еще, какие ее части, детали, свойства сохраняют информацию о конкретных особенностях организма. Нужно выяснить также, каким путем полученные по наследству зачатки воплощаются в конечном итоге в организм, то есть, как происходит сам процесс реализации наследственной информации, как формируется организм, создается его морфологическая и функциональная целостность. Для решения этих задач необходимы совместные усилия биохимиков, морфологов, биологов, физиологов.

Теоретические положения хотелось бы объяснить примерами, иллюстрировать фактами большого научного значения, добытыми совместными усилиями ученых различных специальностей — эмбриологами, зоологами, палеонтологами. Именно эти факты заставили биохимиков проникнуть в глубину клетки. В свою очередь, благодаря достижениям биохимии в области изучения полинуклеотидов сами они могут быть по-новому осмыслены наукой.

Известно, что в подавляющем большинстве случаев развитие животного организма начинается с оплодотворения клетки, со слияния мужской и женской зародышевых клеток, их ядер. Но известно немало случаев, когда развитие женской зародышевой клетки совершается партеногенетически, то есть без участия мужской. Если взять для примера многоклеточных животных, то и у них формы эмбрионального развития чрезвычайно разнообразны. Чем дальше стоят виды друг от друга, тем на более ранних этапах пути их развития расходятся. Иногда все развитие организма, начиная с оплодотворения, совершается во внешней среде, а иногда дочерний организм покидает тело матери уже почти полностью сформированным и приспособленным к самостоятельному существованию.

В одних случаях развивающийся организм проходит сложный путь личиночных превращений, причем нередко личиночные стадии совершенно не похожи на взрослую форму, а в других — из яйца выходит организм, в основных чертах схожий с взрослым. Все это представляет собой формы приспособлений к условиям существования. Но наряду с этим особенности, приобретаемые на разных стадиях развития организма, могут также соответствовать тем, которыми были наделены отдаленные предки животных. Эти особенности иногда называют атавизмом.

Так, например, личинки современных иглокожих, организация которых основана на пятилучевой симметрии, имеют двубокую симметрию — так, как это было и у их отдаленных предков.

Иногда уже в яйце можно наблюдать зоны, соответствующие будущим эктодерме, энтодерме и мезодерме организма, а иногда эти зародышевые слои формируются значительно позднее.

Эмбриональное развитие разных групп животных проходит по-разному. Однако при всем разнообразии, имеющем место в эмбриональном процессе, сохраняются и некоторые единые черты, указывающие на единый корень животного мира. Учение о зародышевых листках до настоящего времени не поколеблено.

Современная эмбриология располагает поистине огромным фактическим материалом. Однако причины, движущие эмбриональный процесс в том или ином направлении, и по сей день почти совсем не раскрыты. Возможно, что и в данном случае ключ к поисковым исследованиям даст биохимия полинуклеотидов.

Продолжение следует.

Автор: Л. А. Зенкевич.

P. S. О чем еще говорят британские ученые: о том, что биологическая проблема наследственности может иметь свое влияние на судьбу того или иного человека. У кого-то, например, есть проблемы с жильем и необходимо искать где бы снять квартиру посуточно (а сделать это можно с помощью сайта cityinnmsk.ru), а кому то наоборот повезло, если в его генетическом коде предков были счастливые владельцы недвижимости в Москве или Питере.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *