О природе живого: механизмы и смысл - Ичас М.
ISBN 5-03-002805-6
Скачать (прямая ссылка):
Многоклеточный организм построен из клеток двух типов: половых и соматических, или клеток тела. Линия половых клеток образует спермии и яйца; после оплодотвореиия из зиготы снова образуются соматические клетки, которые смертны, и новые половые клетки. Таким образом, линия половых клеток потенциально бессмертна, точно так же как бактерии.
У растений есть особая ткань — меристема, которая построена из клеток, способных образовывать другие типы клеток растительного организма. Клетки меристемы в этом отношении сходны с половыми и в принципе тоже бессмертны; они обновляют ткани растения, и поэтому некоторые виды растений могут жить тысячи лет. Если меристема разрушается, то клетки тела уже не могут самовозобновляться и растение погибает. У примитивных животных (губок, актиний) есть аналогичная ткань, обновляющая их тело, и такие животные способны жить неограниченно долго.
У высших животных соматические клетки бывают двух типов. Некоторые из них, например клетки эпидермиса и другие, живут недолго, но они постоянно возобновляются за счет своего рода ме-ристематической ткани. Но есть и такие клетки, которые во взрослом организме не делятся и потому не возобновляются. Таковы прежде всего нервные и мышечные клетки. Они подвержены гибели, и уже по одному этому организм не мог бы жить вечно.
Сегодня принято считать, что главная причина старения — утеря генетической информации. Молекулы ДНК, которые ее несут, постоянно повреждаются мутациями, и эти повреждения в конце концов приводят к гибели клеток и всего организма. Эта потеря генетической информации происходит, однако, гораздо медленнее, чем можно было бы ожидать, так как повреждения в ДНК
“залечиваются” специальными репаративными ферментами. Эти ферменты используют информацию, закодированную в одной цепи, для того чтобы восстановить структуру противолежащей цепи, так что повреждение, затронувшее только одну цепь, может быть поправлено. Хотя возможности репарации ограниченны, она имеет важное значение для организма.
Рассмотрим теперь некоторые механизмы, определяющие продолжительность жизни. Сначала проанализируем клеточный уровень, а затем генный.
Прежде всего спросим себя: все ли организмы обязательно умирают? Вопрос может показаться о.чень простым, но однозначный ответ на него невозможен.
Половые клетки и сома
Если мы возьмем бактерию или одноклеточную водоросль и поместим ее в подходящие условия, то обычно она вскоре разделится на две дочерние клетки, те в свою очередь еще на две и так далее. Если ради практического удобства мы из каждых двух образующихся клеток будем оставлять лишь одну, получится такая последовательность:
Поскольку мы не наблюдаем при этом спонтанной гибели клеток (за исключением тех, которые мы сами отбрасываем), можно заключить, что клетки “бессмертны”. Они не обладают внутренним механизмом, который с неизбежностью приводил бы их к гибели спустя какой-то конечный, не очень долгий период времени: их 13*
жизнь могут прервать лишь случайные, привходящие обстоятельства. С другой стороны, первоначальный организм после деления исчезает, и на его месте появляются два новых, отличных от него организма. От родительской клетки не остается трупа, но правы ли мы, считая организм бессмертным, или же нам следует сказать, что он все-таки умер, так как прекратил свое индивидуальное существование?
Аналогичный опыт можно провести и с многоклеточными организмами. Чтобы он был достаточно прост и максимально сходен с предыдущим, возьмем самку тли, которая размножается (во всяком случае в середине лета) партеногенетически, т. е. без оплодотворения самцом. Тля откладывает яйца, из которых затем развиваются взрослые самки, а те в свою очередь тоже откладывают яйца, и так далее. Таким образом линия поддерживается, хотя отдельные особи погибают независимо от условий жизни. В чем же состоит главное различие между “бессмертной” бактерией и смертной тлей?
У бактерий каждая клетка дает жизнь двум дочерним клеткам. У тлей или других многоклеточных животных, вне зависимости от способа размножения — полового или бесполого, мы тоже можем выделить часть тела, которая ведет себя подобно бактериям; это так называемая репродуктивная ткань, которая образует гаметы (яйцеклетки или спермии) и в следующем поколении в свою очередь способна дать начало новой репродуктивной ткани, опять образующей гаметы и т. д. Таким образом, эта ткань с физиологической точки зрения бессмертна, как и бактерии, и должна быть таковой, чтобы возможно было продолжение рода.
Но каждое поколение репродуктивной ткани, образующей, например, яйцеклетки, дает начало и клеткам иного типа, которые к неограниченному размножению не способны. Это соматические клетки (от греч. сома — тело), которые все гибнут вместе с данной особью:
Клетки зачаткового пути
0 0 0 0 Соматические клетки (гибнут)
Все сказанное выше можно резюмировать следующим образом:
1. Первоначально примитивные организмы, которые все были одноклеточными, сами играли роль половых (репродуктивных) клеток. Иными словами, соматические и половые клетки выступа-
