Эволюция без отбора: Автоэволюция формы и функции - Лима-де-Фариа А.
ISBN 5-03-001929-4
Скачать (прямая ссылка):
Внутриклеточным рецептором ионов кальция является белок кальмодулин, широко распространенный среди животных (от простейших до млекопитающих) и растений, низших и высших. Анализ его аминокислотной последовательности свидетельствует о его филогенетической консервативности. Согласно многочисленным данным, ион кальция по всем показа-
Локальный химический медиатор
Гормон
Секреторная (эндокринная) клетка
Нейромедиатор
Синапс
Нервная клетка Клетка-мишень
Рис. 14.5. Межклеточная коммуникация, осуществляемая при помощи экстра-клеточных сигнальных молекул трех разных типов (первых посредников): локальных химических медиаторов, гормонов и нейромедиаторов (Alberts et al.,
1983).
телям соответствует функции универсального второго посредника как у животных, так и у растений и играет даже более важную роль, чем cAMP (Bornstein et al., 1978; Staechelin, Hull, 1978; Hooper, Subak-Sharpe, 1981; Marrack, Kappler, 1986).
Самосборка органов и организмов
С точки зрения неодарвинистов орган создается и модифицируется в результате действия некоего абстрактного отбора. Поэтому считается, что причины формирования и эволюции
15 А. Лима-де-Фариа
Сигнальная молекула (лиганд)
Активация Открывание
аденилатциклазы Са2+канала
Рис. 14.6. Внутриклеточная коммуникация осуществляется при помощи вторых посредников двух основных типов: сАМР и Са2+. При активации встроенных в мембрану молекул аденилатциклазы внутриклеточная концентрация сАМР повышается. Связывание сигнальной молекулы с рецептором на клеточной поверхности приводит к открыванию мембранных кальциевых каналов, и ионы Са2+ входят в клетку (Alberts et al., 1983).
органа не зависят от внутренне присущих ему физико-химических ограничений. О несостоятельности такого воззрения говорят современные данные о самосборке органов и организмов. Они показывают, что такая самосборка протекает по строго определенным каналам, задаваемым реакциями межмолекуляр-ного распознавания.
Из-за неблагоприятного влияния идей неодарвинизма опыты по реконструированию целых организмов из изолированных клеток до сих пор не рассматривались в указанном аспекте. Эти эксперименты проводились уже в начале века, но их все еще описывают как процесс агглютинации, никак не увязывая с вопросами эволюции. Только теперь восстановление организма гидры, губки или венозных сосудов человека из составляющих их клеток можно рассматривать как следующую ступень процесса самосборки, основанного на атомном и молекулярном узнавании. Приведем некоторые примеры самосборки органов и организмов.
Рис. 14.7. Внутреннее строение гидры (в разрезе) :ПП — пищеварительная (или гастральная) полость; Нем — нематоциты; Экт — эктодерма; Энт — энтодерма; Гс — гипостом; Я — яйцеклетка; Щуп — щупальце; Сем — мужская гонада (Pierantoni, 1944, по Kiickenthal и Matthes).
Морская губка содержит информацию о построении своего организма из клеток, разделенных в результате продавливания организма через сито из тонкой ткани. Клетки осаждаются на дно сосуда и начинают агрегировать, совершая амебоидные движения. Через четыре дня появляется целая губка с кана-лами и жгутиковыми камерами. Выделено ответственное за самосборку вещество с мол. массой 23 ООО; оно видоспецифично, так же как и у амеб. Изучены губки Geodia, Ircinia и Cla-thrina (Wilson, 1907; Galtsoff, 1923; Muller et al., 1976).
Гидра также способна к самосборке из разрозненных клеток. Этих животных можно дезагрегировать, многократно перенося их в концентрированный солевой раствор, а затем пропуская через фильтры, пока не получатся отдельные клетки. В соответствующей среде начинается самосборка и на вторые
Мезодерма
Рис. 14.8. Разрез через стенку тела гидры в гастральной области (Aron,
Grassfe, 1939, по Schulze).
сутки формируются гидры со щупальцами. Каждое животное состоит примерно из 100 000 клеток, причем некоторые из них высокодифференцираванны. Жалящие клетки (с их помощью гидра атакует добычу и умерщвляет ее) считаются одними из наиболее сложных из всех известных биологам (Papenfuss, 1934; Bonner, 1952; Gierer, 1974). Следовательно, животное с его нервной системой и сложнейшими органеллами может быть полностью восстановлено из разрозненных клеток путем самосборки (рис. 14.7 и 14.8).
Самосборка наблюдается и на органах млекопитающих. Из гонад новорожденных крыс получали с помощью дезагрегации взвесь отдельных клеток, и в соответствующих условиях клетки семенника и яичника вновь организовывались в соответствующие структуры (Zenzes et al., 1978; Ohno et al., 1978). Клетки из перевиваемых культур эндотелия капилляров человека также способны in vitro собираться в сеть трубчатых структур, почти идентичных (под световым и электронным
микроскопами) сосудистому руслу капилляров in vivo (Folk-man, Haudenschild, 1980). Недавно путем самосборки изолированных клеток была получена ткань кожи человека (Dubert-ret et al., 1987).
