Эволюция без отбора: Автоэволюция формы и функции - Лима-де-Фариа А.
ISBN 5-03-001929-4
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 10.12. Сегментация. А. Бактерии: нити Crenothrix polyspora на различных стадиях развития (Wettstein, 1944). Б. Растение: лишайник Cladonia verticil-laris (Wettstein, 1944). В. Позвоночное: реконструированный скелет плейозав-ра Hydrotherosaurus (длина 13 м, юрский период) (Gregory, 1974). Иллюстрация составлена автором.
1Й1
Рис. 10.13. Тела в разрезе. А. Простейшее: разрез раковины эллипсоидинидной фораминиферы (Barnes, 1980). Б. Растение: разрез лаковицы Allium сера (Guil-liermond, Mangenot, 1941). В. Беспозвоночное: поперечный разрез пластинчатожаберного моллюска (Pierantoni, 1944). Г. Позвоночное: поперечный разрез тела позвоночного (Romer, Parsons, 1978). Иллюстрация составлена автором.
Значение диффузии и осмотических эффектов для морфогенеза
Ледюк (Leduc, 1911), используя смеси простых химических веществ, смог воспроизвести формы клеток и органов. Небольшое количество порошка из одной части сахара и двух частей сернокислой меди заливали водным раствором желатины, фер-
Рис. 10.14. А. Осмотическое набухание осадка ферроцианида меди (Leduc, 1911). Б. Осмотическое набухание капли раствора сахара и ферроцианида калия в растворе сернокислой меди. Образуется полупроницаемая пленка ферроцианида меди (Guilliermond, Mangenot, 1941).
роцианида калия и хлористого натрия и выдерживали при 32— 40 °С. Через несколько минут наблюдалось быстрое набухание осадка; под действием осмотического давления тонкая полупроницаемая пленка поднималась до 30 см в высоту и принимала формы, характерные для эмбриональных стадий развития растений и животных (рис. 10.14). Ледюк пришел к выводу,
что для образования таких форм достаточно диффузии и что «требуется физическая сила только одного рода — сила осмотического давления». В свое время на эти опыты обратили мало внимания, потому что интерес биологов был сосредоточен на развивавшейся теории генов, на их роли и на генетических экспериментах. Сегодня возможна более зрелая оценка опытов Ледюка; их следует рассматривать в плане изучения физико-химических процессов, лежащих в основе зарождения, роста и пролиферации клеток.
При синтезе РНК образуется структура, напоминающая елку
На молекулярных биологов произвела сильное впечатление впервые увиденная под электронным микроскопом картина синтеза РНК. Представшая их взгляду структура из-за ряда особенностей была названа «рождественской елкой». 1. Вдоль оси ДНК в ходе транскрипции образуются все новые молекулы РНК- 2. Их синтез идет в обоих направлениях. 3. Вдоль оси ДНК появляется ряд нитей увеличивающейся длины (Franke et al., 1976). Большинству ученых это сходство с елью кажется случайным, но теперь мы видим, что это не так. Кристаллы льда на оконном стекле, птичье перо и дерево пихты Picea abies — все они по своему строению сходны со структурами, образующимися при синтезе РНК (рис. 10.15). Во всех четырех случаях происходят активные процессы образования или отложения молекул, распространяющиеся вдоль определенной оси. Кристаллы льда образуются путем последовательного присоединения молекул воды. Перо растет в результате отложения белка кератина. Образование веток дерева регулируется молекулами гормона, направление транспорта которых строго полярно (Denffer et al., 1971). Так как процессы роста или отложения протекают во времени, во всех случаях длина боковых ветвей различается и характеризуется определенным градиентом: чем меньше время их роста, тем они короче. Сходство строения дерева и картины, наблюдаемой при синтезе РНК, основано на однотипности молекулярных процессов.
Форма опорных структур растений и животных, а также рисунок сети кровеносных сосудов
и проводящих пучков зародились в неорганическом мире
Внешний вид некоторых транспортных систем, проводящих жидкости, у растений и животных не очень отличается от рисунка трещин в минералах. Сеть жилок листа Arum или вен и артериол лапки лягушки похожа на образовавшуюся в резуль-
Рис. 10.15. Синтез молекул и форма различных Структур органического мира. А. Молекулярный процесс: кристаллы льда на оконном стекле (Feininger, 1956). Б. Позвоночное: перо молодой птицы (Feininger, 1956). В. Молекулярный процесс: транскрипция, электронно-микроскопический снимок; синтезируемые молекулы РНК располагаются вдоль цепи ДНК в ряд, с градацией длины —от коротких до длинных (Miller, Hamkalo, 1972). Г. Растение: пихта (хвойное) Picea abies (Nitzelius, Vedol, 1966). Иллюстрация составлена автором.
Рис. 10.16. Проводящие жидкость структуры. А. Минерал: трещины в песча-нике, образовавшиеся в результате засухи и заполнившиеся глиной (Lunde-gardh, 1960). Б. Позвоночное: артериолы и вены с сетью капилляров в конечности лягушки (Romer, Parsons, 1978). В. Растение: ветвление жилок в листе Arum hydrophilum (Goebel, 1933). Г. Беспозвоночное: сеть экскреторных сосудов у Distomum hepaticum (Perrier, 1936). Иллюстрация составлена автором.
тате обезвоживания сетку из трещин в песчанике, которые заполнились глиной (рис. 10.16). Песчаник — это сцементированный песок, часто содержащий органические вещества. Трещины в нем образуются в условиях взаимодействия мелких минеральных частиц и органических молекул, находящихся между ними. Таким образом, в случае листа или лапки лягушки
