Эволюция без отбора: Автоэволюция формы и функции - Лима-де-Фариа А.
ISBN 5-03-001929-4
Скачать (прямая ссылка):
минеральный компонент может играть столь же важную роль в образовании функциональной структуры, как и органический компонент. Это утверждение можно подкрепить еще одним примером. Дендритная форма минерала церуссита (природного карбоната свинца) образует сетку, мало отличающуюся от системы проводящих пучков в стебле растений Aspidium или от внутреннего скелета панциря мечехвоста (рис. 10.17).
Циркуляция древесного сока и кровообращение млекопитающих— это фундаментальные функциональные цроцессы. Изо-функционализм в случае потоков жидкости распространяется так далеко, что включает и очертания рек, протекающих по земной поверхности. Не искусственно ли такое сопоставление? На рис. 10.18 показаны вид с воздуха реки Колорадо, система внеэмбрионального кровоснабжения плода кролика н дуб Quercus robur. Поразительное сходство этих картин обусловлено тем, что во всех трех случаях мы имеем дело с быстрым потоком жидкости — воды, содержащей соли (соответственно речной воды, крови и сока). Кроме того, этот поток всюду встречает сопротивление более прочной твердой среды (минералов, бластодермы, меристемы).
Что означает изофункционализм минерального, растительного и животного царств?
Мы рассмотрели следующие случаи гомологии.
Псевдомалахит — клетки крови.
Фишерит — бактериальные клеткн.
Пиролюзит — клетки Пуркинье.
Диффузия туши в воде — образование фигур митоза — веретена и звезд.
Образование мыльных пузырей — деление яйцеклетки.
Строение кристаллов хлорита и рипидолита — сегментация
тела.
Песчаники — проводящие структуры растений и животных.
Церуссит — скелеты у растений и животных.
Водный поток — циркуляция крови и сока.
На первый взгляд в этом списке фигурируют отдельные минералы и физико-химические явления, выбранные без какой-либо связи с биологическими процессами. Однако при ближайшем .рассмотрении выявляется иная картина. Псевдомалахит и фишерит, кристаллы которых имеют сферическую форму, являются водными фосфатами (соответственно меди и алюминия). Возможно, существует корреляция между яйцевидной формой и наличием фосфата. Часто полагают, что сферическая форма клеток задается их оболочками, но имеются шаровидные клеточные органеллы, лишенные мембраны. Дав-
Рис. 10.17. Опорные структуры. А. Минерал: сетчатая структура церуссита PbCOs (Desautels, 1968). В. Растение: сеть проводящих сосудов в стебле Aspidium filixmas (Strasburger, 1943). В. Беспозвоночное: скелет панциря мечехвоста (Feininger, 1956). Иллюстрация составлена автором.
Рис. 10.18. Поток жидкости. А. Физический объект: река Колорадо с ее притоками (аэрофотосъемка) (Feininger, 1956). Б. Позвоночное: система внеза-родышевого кровообращения у кролика (Brachet, 1935). В. Растение: дуб Quercus robus (сем. Fagaceae) зимой (Heywood, 1978). Иллюстрация составлена автором.
Рис. 10.19. Ядрышко имеет сферическую форму, хотя у него отсутствует мембрана. Представлены две стадии развития (А и Б) ядрышка, содержащего рибосомную РНК н амплифицироваиную рибосомную ДНК (установлено методом гибридизации in situ). Снимки получены с помощью сканирующего электронного микроскопа; насекомое Acheta domesticus (Lima-de-Faria,
1974b).
но известно, что ядрышко, содержащее молекулы рибосомных 28S- и ieS-ДНК, близко по форме к шару и, согласно многочисленным электронно-микроскопическим данным, не имеет мембраны (Miller, Beatty, 1969). Его структура определяется комплексом белков и нуклеиновых кислот (рис. 10.19). Последние содержатся в ядрышке в гидратированном состоянии и имеют полифосфатную основу. В данном случае гомология может быть обусловлена именно этим химическим сходством. По-видимому, полифосфатный остов порождает силы связывания, являющиеся непременным условием образования любой сферической структуры.
Совершенно отлична от нее древовидная форма нервных клеток. Ей соответствует и совершенно другой по составу минерал пиролюзит — окись марганца. Тот факт, что фигуры митоза — веретено и звезды — воспроизводятся в опытах с диффузией, показывает, что наряду с молекулярным составом сопоставляемых структур следует учитывать и чисто физические процессы. Подобие водных потоков рек и сосудистых путей, проводящих кровь и сок, может основываться прежде всего на чисто гидродинамических закономерностях.
Опорным структурам растений и животных соответствуют из царства минералов в основном силикаты и карбонаты — в песке к ним добавлены органические вещества. Церуссит — это карбонат свинца, а ткани костей человека в основном со-
стоят из фосфата и карбоната кальция в виде кристаллов гид-роксиапатита. В состав этих тканей входит, как и в случае песчаника, органическое вещество — белок (остеоид) (Einarson et al., 1964). Раковины фораминифер, образующие их скелет, состоят из карбоната кальция и цементирующего его гликопротеина (Barnes, 1980).
Генетический код детерминирует синтез белков, но не их .углеводных компонентов — полисахаридов; для них, как и для карбоната кальция, никакого кода не существует. Это показывает, что гены не являются существенным элементом механизма формообразования, имеющего в основном минеральное происхождение. Взаимодействующий с «не-генетическими» сахарами белок играет роль цемента, от которого, вероятно, зависят только детали формы, характерные для данного вида.
