Эволюция без отбора: Автоэволюция формы и функции - Лима-де-Фариа А.
ISBN 5-03-001929-4
Скачать (прямая ссылка):
Теория Вейсмана неприменима к беспозвоночным
Чтобы установить, какого типа клетки участвуют в процессах бесполого размножения и регенерации у таких беспозвоночных, как губки, кишечнополостные и плоские черви, был проведен ряд экспериментов. У губок и кишечнополостных из небольшого кусочка тела может регенерироваться нормальное животное. У червя Planaria maculata любой фрагмент, будь то кусочек головы или хвоста, способен регенерировать целостный организм.
Оказалось, что регенерирующие клетки происходят из сомы (соматоциты), а не из резерва тотипотентных эмбриональных клеток. У губок амёбоциты геммул происходят из эктомезенхимы. Крупные клетки статобластов мшанок происходят из брыжейки (канатика). У особей, образующихся из этих клеток (со-матоцнтов), развиваются половые органы, т. е. гаметы происходят из соматических клеток (Aron, Grasse, 1939; Barnes, 1980). Эти эксперименты показывают, что во многих случаях сома может дать начало клеткам зародышевой линии. Таким образом, теория Вейсмана неприменима к целому ряду беспозвоночных.
Неприменима теория Вейсмана и к позвоночным
Возможности регенерации у позвоночных ограничены. Амфибии и рептилии способны регенерировать только некоторые части своего тела, такие, как конечности и хвост, а млекопитающие вообще лишены этой способности. Это не означает, что сома и зародышевая плазма представляют собой совершенно отдельные компартменты, не оказывающие влияния друг на друга.
Мы покажем, что они взаимодействуют между собой и влияют друг на друга как в физиологическом, так и в генетическом плане.
Физиологическое воздействие плазмы на клетки зародышевой линии и регуляция этого воздействия со стороны внешней среды
Четко установлено, что гормоны, вырабатываемые клетками сомы, взаимодействуют с клетками зародышевой линии и направляют происходящие в них процессы.
У женщины гонадотропные гормоны гипофиза (ЛГ и ФСГ) регулируют овуляцию и менструальный цикл. Таким образом, сома оказывает физиологическое воздействие на клетки зародышевой линии при помощи постоянной системы химических
взаимодействий. Однако наиболее важное значение имеет зависимость функций самой сомы от сигналов, поступающих из внешней среды. Изменения длины дня, связанные со сменой времен года, детерминируют поступление гормонов в соматические ткани. Наступающее весной удлинение дня индуцирует у европейских птиц увеличение гонад. Вес семенников у некоторых видов возрастает в 500 раз. Это в свою очередь вызывает изменения в поведении птиц: самец занимает гнездовую территорию и начинает петь, а самка приступает к постройке гнезда. Кроме того, особи разного пола влияют друг на друга: чем интенсивнее пение самца, тем усерднее самка строит гнездо. Самец начинает петь под действием гормона тестостерона, однако «качество» песни зависит от навыков, которые ему удается перенять от более старых самцов (Eckert, Randall, 1978).
Цепь событий начинается с увеличения количества солнечного света, что стимулирует секрецию гормона сомой, а гормон в свою очередь воздействует на клетки зародышевой линии. Воздействие внешней среды осуществляется по разным каналам через органы зрения (количество света) и слуха («количество» и «качество» песни). Кроме того, в основе канализации размножения лежит чисто физико-химический процесс.
Условия, благоприятствующие индукции сомой генетических изменений в клетках зародышевой линии
Наши представления о возможности индуцирования сомон генетических изменений в клетках зародышевой линии коренным образом изменились под влиянием трех открытий: 1) РНК некоторых вирусов (ретровирусов) может выступать в роли генетического материала; 2) синтез ДНК может осуществляться в результате обратной транскрипции; 3) ДНК клеток млекопитающих и других видов переносится из одной хромосомы в другую в виде транспозонов.
Стееле (Steele, 1979), изучавший эту проблему, показал, что при некоторых условиях происходит перенос тРНК из соматических клеток в клетки зародышевой линии и интеграция этих РНК в последние в форме ДНК. В иммунной системе антигены стимулируют клетки-предшественники лимфоцитов к образованию больших количеств мРНК, которая может захватываться ретровирусами. Известно, что все клетки млекопитающих содержат ретровирусы и что эти последние способны осуществлять трансдукцию генов хозяина внутри клеток и между клетками (Baxt, Meinkoth, 1970). Ретровирусные частицы помимо своих собственных генов содержат разнообразные нековалентно связанные молекулы РНК, в том числе небольшие молекулы РНК и тРНК (Ikawa et al., 1974). Следовательно, пу-
тем захвата РНК, трансдукции в клетки зародышевой линии и обратной транскрипции с образованием ДНК (как показал Temin, 1976) информация, экспрессированная в соматических клетках, может быть введена в клетки зародышевой линии.
Вторая группа данных связана с подвижными генетическими элементами (транспозонами), которые обнаружены в клетках млекопитающих, а также у бактерий, дрожжей, насекомых и у цветковых растений XCalos, Miller, 1980; Shapiro, Cordell, 1982; Temin, Engels, 1984). Их повсеместное обнаружение наряду с данными о том, что гены рРНК способны проходить через ядерную оболочку и проникать в цитоплазму (Jawor-ska, Lima-de-Faria, 1973), привели Строуна и др. (Stroun et al.,
