Эволюция без отбора: Автоэволюция формы и функции - Лима-де-Фариа А.
ISBN 5-03-001929-4
Скачать (прямая ссылка):
Электрические токи и эмбриональное развитие
Возможно, роль электрических токов в эмбриональном развитии более велика, чем предполагалось. В слоях эпителия у куриных зародышей вследствие работы натриевого насоса
6 А. Лима-де-Фариа
Рис. 5.5. Направленное движение эмбриональной клетки перепела в электрическом поле (Nuccitelli, Erickson, 1983). Клетка мигрирует к катоду в течение 5 ч. В момент переключения направления тока клетка начинает двигаться в обратную сторону — снова к катоду.
создается положительный потенциал, вызывающий трансэпителиальные электрические токи. Эти последние могут создавать предпосылки для движения клеток зародыша или направлять эти движения. Чтобы получить количественные данные о таком процессе, изучали подвижность зародышевых клеток перепела в электрическом поле (Nuccitelli, Erickson, 1983). У этих клеток обнаружилась неожиданно высокая чувствительность к слабым постоянным электрическим полям. Наблюдались три эффекта: 1) клетки ориентировались длинными осями перпендикулярно силовым линиям поля при градиентах напряжения от 150 до 600 мВ/мм; 2) клетки перемещались к катоду, а при обращении тока двигались -в обратную сторону (рис. 5.5); 3) через один час пребывания в поле с градиентом 400 мВ/мм клетки удлинялись и ориентировались перпендикулярно силовым линиям. Средняя скорость миграции клеток составляла примерно 1 мкм/мин.
Эти опыты — одно из первых свидетельств миграции зародышевых клеток в электрическом поле; ранее такие же данные приводились для амеб, миксомицетов и лейкоцитов. Способность к миграции может иметь значение для ориентирования движений зародышевых клеток in vivo на различных стадиях развития. Сообщалось о наличии градиента напряжения между ооцнтами и питающими клетками (Emanuelson, Arlock, 1985).
Рис. 5.6, Распределение силовых линий электрического поля вокруг тела насекомого (Warnke, 1979). Расположение эквипотенциальных силовых линий поля определяли вокруг насекомого, подсоединенного к отрицательному электроду и погруженного в камеру, заполненную четыреххлористым углеродом. В камере были подвешены сетки нз нитей ацетатного шелка. При включении напряжения продольные нити располагались вдоль эквипотенциальных силовых линий.
Влияние электрических полей на поведение животных
При полете птицы и насекомые неизбежно испытывают на себе влияние электрических токов и сил, и в их теле индуцируются диполи. Аналогичным образом, испытывают влияние электрических токов и животные, находящиеся на земле. О влиянии электрических биополей на поведение животных свидетельствуют опыты самого разного рода (рис. 5.6) (Warnke,
1979).
Магнетизм; взвесь частиц в магнитных полях
Магнит—-это любой кусок железа или другого материала,, обладающий способностью притягивать железо или сталь; само же проявление такой способности называется магнетизмом. Силовые линии поля естественного магнита всегда сходятся к двум точкам. Все магниты — диполи, т. е. имеют две области противоположной полярности, называемые южным и северным магнитными полюсами. Высказывается предположение о существовании раздельных монополей, однако они пока не обнаружены (Parrigan Jr., Trower, 1982). Поскольку клеточное содержимое является водной фазой, представляют интерес также и свойства магнитных жидкостей. Эти последние во многих отношениях уникальны. Примером может служить взвесь частиц тонко измельченного магнетита в керосине. В ферромагнитной жидкости, помещенной в магнитное поле, возникают механические силы в результате действия поля на дипольные моменты твер-
Рис. 5.7. При соприкосновении двух несмешивающнхся жидкостей — магнитной (темное поле) и немагнитной (светлое поле) — в однородном горизонтальном магнитном поле образуются и быстро распространяются сложные извилистые структуры, напоминающие лабиринт (Rosensweig, 1982). Ферромагнитная жидкость представляет собой взвесь частиц тонкоразмельчеииого магнетита (окислов железа) в керосине. Извилины образуются через 9 с после наложения магнитного поля; равновесие достигается через 90 с (последний снимок).
дых коллоидных частиц. Под действием однородного горизонтального магнитного поля в магнитной жидкости образуются сложные извилистые структуры с тончайшим рисунком, напоминающим лабиринт (рис. 5.7). В таких жидкостях наблюдается также особый вид устойчивого равновесия взвеси (Rosensweig, 1982).
Явление магнетизма в твердой и жидкой средах приобретает особую значимость при рассмотрении эволюции организмов ¦в связи с обнаружением частиц магнетита в клетках прокариот и высших эукариот.
Реакция бактерий на магнитное поле Земли
О влиянии магнитного поля Земли на живые организмы четко свидетельствуют многие эксперименты. Реакция перемещения бактерий в магнитном поле называется магниготаксисом.
1>ис. 5.8. Электронно-микроскопический снимок среза пресноводной бактерии, проявляющей магнитотаксис (Frankel et al., 1979). Видна цепочка кристаллов магнетита.
Бактерии из морских отложений быстро мигрируют в локальном геомагнитном поле. Если передвигать небольшие магниты вблизи бактерий, направление движения последних немедленно изменяется. Бактерии реагируют на слабые поля порядка
