Международный союз охраны природы

Особенностью многоклеточных организмов является способность к половому размножению. Две особи одного вида, но разного пола производят совершенно различные зародышевые (половые) клетки: одна особь – яйцеклетку, другая – сперматозоиды. Яйцеклетка сливается со сперматозоидом с образованием зиготы – клетки, генотип которой представляет собой случайным образом перетасованный набор генов двух родителей. Этот процесс перетасовки и комбинирования генов мог сыграть ведущую роль в эволюции новых генов и таким образом внести свой вклад в бесконечное разнообразие форм и функций современных растений и животных.

Из всех имеющихся у высших животных клеточных систем две по сложности и тонкости организации достигли высшей степени развития. Это иммунная и нервная системы позвоночных, каждая далеко превосходит любой искусственно созданный прибор: иммунная система по способности к химическому распознаванию, а нервная – по способности к восприятию и управлению организмом. Каждая система состоит из многих типов клеток и основана на взаимодействии между ними.

Первоочередная задача иммунной системы состоит в уничтожении любых проникнувших в тело живого существа чужеродных микроорганизмов. Многие клетки способны к фагоцитозу, т.е. могут поглощать извне частицы различных веществ и переваривать их. Среди дифференцированных клеток высших животных есть специалисты по фагоцитозу, например микрофаги. Но тут возникает осложнение: хорошо, когда фагоциты атакуют вторгшиеся извне клетки, но для организма было бы губительным, если бы они стали нападать также на близких “родственников” и “коллег”. Поэтому иммунная система должна отличать собственные клетки от чужеродных, т.е. уметь распознавать “своего” и “чужого”.

Для этих целей у позвоночных развился специальный класс узнающих клеток – лимфоциты. Сами по себе лимфоциты не являются фагоцитами, но они кооперируются с последними, посылая им сигналы, показывающие, следует ли атаковать данную клетку или оставить ее в живых. В частности некоторые лимфоциты (В-лимфоциты) вырабатывают специальные белковые молекулы – антитела, избирательно связывающиеся с определенными атомными группами на поверхности чужеродных организмов или производимых ими токсичных молекул. Чтобы пометить новый, вторгшийся извне, организм как чужеродный, должен быть произведен новый класс антител, но, поскольку количество возможных чужеродных организмов очень велико и практически непредсказуемо, В-лимфоциты должны быть способны к синтезу бесконечного разнообразия антител. В то же время иммунная система не должна производить антитела, связывающиеся с собственными молекулами и клетками организма.

Роль нервной системы состоит в обеспечении фундаментальной потребности многоклеточных животных – потребности в быстром адаптивном ответе на внешние события. Эту проблему решают нервные клетки. Один их конец чувствителен к физическим или химическим стимулам, а другой продуцирует химический сигнал – нейромедиатор, действующий на другие клетки. Стимуляция одного конца клетки вызывает электрическое возбуждение, которое быстро распространяется до другого конца, заставляет клетки реагировать, например, отдергивать руку при ожоге, подскакивать, наступив на гвоздь, и т.д. Такое специальное устройство позволяет многоклеточным животным быстро реагировать на изменчивый окружающий мир, а также точно координировать активность отстоящих далеко друг от друга частей тела. Нервные клетки имеют фантастически сложные формы и достигают строго упорядоченного способа соединения еще на эмбриональной стадии развития. Характер связей между нервными клетками определяет поведение животного. Без всякого опыта и обучения самец мухи спаривается с самкой, паук плетет свою паутину, птицы летят на юг. Все эти действия предначертаны в ДНК этих видов, которая контролирует поведение отдельных клеток при построении нервной системы эмбриона и работу нервной системы взрослого организма.

Но не всякое поведение генетически детерминировано, важное значение имеет и собственные опыт животных, которые в той или иной степени все способны к обучению. Обучение является результатом опыта и, следовательно, электрической активности нервных клеток, которая должна приводить к длительным изменениям нейронных связей. Многие нейронные связи мозга, позволяющие нам читать, писать и говорить, появляются в результате обучения и отражают негенетический тип наследования. Обучение и обмен информацией дали возможность человеку как виду адаптироваться таким способом, который для менее высокоорганизованных существ возможен только лишь путем генетической эволюции в течение миллионов лет. Тем не менее даже эти очень сложные способности, лежащие в основе нашей культуры и общения, имеют в своей основе тонкие особенности поведения клеток – правила, по которым нейроны на долгое время модифицируют свои связи в результате электрической активности.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56