Эволюция без отбора: Автоэволюция формы и функции - Лима-де-Фариа А.
ISBN 5-03-001929-4
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 10.1. Последова- Фотосинтез у зеленых растений — тельные стадии роста это тонко отрегулированный процесс, в кристалла однозамещен- котором участвуют специализированные ного фосфату аммония клеточные органеллы — хлоропласты.
g '* ’’ Процесс этот, однако, протекает и у
более примитивных живых организмов: у бактерий и сине-зеленых водорослей, не имеющих хлоропластов.
К осуществлению этих реакций способны и неорганические соли, находящиеся на предшествующей «минеральной» ступени организации материи. Некоторые соли железа под действием ультрафиолетового излучения фиксируют двуокись углерода с образованием простых органических молекул муравьиной кислоты. Эту же реакцию катализируют и другие минеральные солн в кристаллическом виде. Бактерии, обитающие в корневых клубеньках бобовых растений, способны фиксировать азот. Порошок двуокиси титана (титанита) с добавкой железа катализирует аналогичную реакцию под действием солнечного света; небольшие количества азота восстанавливаются в ам-
миак — исходное соединение в синтезе аминокислот (Cairns-Smith, 1986).
Регенеративная способность кристаллов
Если обточить ножом октаэдрический кристалл квасцов, придав ему шаровидную форму, и поместить его в концентрированный раствор квасцов, то в ходе его роста восстановится ¦форма октаэдра. Следовательно, способность к регенерации, обычно считающаяся исключительно свойством живых организмов, присуща уже кристаллам. Еще более ярким примером может служить жидкий кристалл олеата аммония. Если его разделить на две части, они начинают расти и каждая превращается в кристалл, идентичный исходному (рис. 10.2).
Регенеративная способность беспозвоночных, растений и позвоночных
Описанная в предыдущем разделе регенерация кристаллов поразительно сходна с регенерацией червя Planaria — классического объекта для опытов по регенерации. Если отрезать от тела животного трн сегмента (из середины тела, из хвоста и голову), то каждый из них регенерирует, превращаясь в целого червя. Эта способность беспозвоночного не нова в эволюции природы. Здесь лишь используется механизм, действующий в кристаллах. Сходство этих явлений в мире животных и в мире кристаллов иллюстрирует рис. 10.2.
Регенеративная способность растений достигает еще более высокой степени. Так же как кристалл начинает свой рост от одной молекулы, так и целое растение может вырасти из одной клетки. Если с помощью ферментов разделить клетки одного листа растения картофеля, то из каждой из них в соответствующих условиях разовьется полноценное растение, дающее цветки и плоды (Shepard, 1982). Еще до разработки этой методики была широко распространена регенерация из одного листа таких растений, как Begonia. Во многом сходной способностью обладает и беспозвоночное — гидроид Antennularia (рис. 10.3). У позвоночных эти свойства выражены слабее, однако и у них возможна регенерация частей тела, например отрезанного хвоста у ящерицы или передней конечности у лягушки (рис. 10.4).
Слияние кристаллов и слияние яйцеклеток приводят к образованию единой структуры
Две половины яйца морского ежа или яйцеклетки человека могут развиться в идентичных близнецов. Из каждой половины формируется полноценный индивидуум — такой же, как из
¦от
Рис. 10.2. Регенерация у кристаллов и у беспозвоночных (плоских червей). А. Жидкие кристаллы олеата аммония. В результате регенерации из осколков кристалла восстанавливаются исходные структуры (Bonner, 1952, по Lehman). Б. Регенерация фрагментов Planaria maculata, содержащих голову (а), вырезанных из середины тела (б) и из хвостовой части (в) (Aron, Grasse, 1939, по Morgan).
целого яйца. Так бывает, если половины яйца разделены полностью; если же разделение происходит только частично, то близнецы остаются связанными до конца жизни (Ebert, Sussex, 1970; Stern, 1973). Возможен н обратный процесс — слияние яйцеклеток; в этом случае тоже сохраняется их общая структура. Два яйца тритона, сливаясь, дают начало не двум, а одному индивидууму, более крупному, чем нормальное жи-
Рис. 10.3. Регенерация у растений и у беспозвоночных (Hydrozoa). А. Регенерация целых растений из одного отрезанного листа бегонии (Denffer et al., 1971, по Stoppel). Б. Поперечный разрез эпидермы листа бегонии. Образование придаточной почки из эпидермальной клетки: а — эпидермальная
клетка после первого периклинального деления; б — эпидермальная клетка дает начало многоклеточной меристеме, из которой образуется придаточная почка (Denffer et al., 1971, по Hansen). В. Колониальный гидроид Antennu-laria antennina: а — нормальный стебель; б — регенерация фрагмента, находящегося в нормальном вертикальном положении; в—е — регенерация фрагментов, находящихся в различных положениях (Bonner, 1952, из Morgan»
1901, по Loeb).
Рис. 10.4. Регенерация у позвоночных. А. Регенерация отрезанного хвоста у ящерицы; изображены последовательные ее стадии. Б. Rana esculenta с тремя правыми передними конечностями; из них две образовались в результате регенерации (Aron, Grasse, 1939, по Korschelt),
