Русский изменить

Ошибка: нет перевода

×

☯ Естественный отбор в каждом из нас

Main page / Живомордность / ☯ Естественный отбор в каждом из нас

Содержание

    grebnistui-krokodil20

    Механизм естественного отбора начал свою работу с самой первой клетки, а может и раньше — с самых первых аминокислот, и с тех пор не останавливался ни на мгновение. Впрочем, я не исключаю, что на мгновение он все же остановился, от изумления открыв рот — в тот момент, когда богословы впервые придумали сотворение мира бородатым дирижером хора арфисток. В результате работы естественного отбора жизнь непрерывно развивалась, усложнялась, одноклеточные организмы превращались в многоклеточные, беспозвоночные — в позвоночные. И наконец, 300 миллионов лет назад появились рептилии (пресмыкающиеся) ( reptile [‘reptaɪl] ), и с этого момента впервые запахло человеком (в хорошем смысле этого слова).

    Широко распространено мнение, согласно которому сначала появились динозавры ( dinosaur [‘daɪnəsɔː] ), а потом их сменили млекопитающиеmammal [‘mæm(ə)l] ). Это не совсем так, и на самом деле их противостояние было несколько более драматичным.

    184319378

    Очень упрощенно говоря, рептилии в процессе своей эволюции дали две побочные (в их понимании) ветви. Первая из них — как раз динозавры, которые появились 250 миллионов лет назад и могут быть вполне довольны уровнем своей современной популярности благодаря некоторым очень живописным своим представителям. Нет, наверное, ни одного человека, не знающего этого слова.

    ojj

    Ради справедливости и мира во всем мире надо все-таки упомянуть, что представление о динозаврах как о невероятного размера монстрах, перекусывающих стволы деревьев словно соломинки, является все-таки неверным. Подавляющее большинство динозавров представляло собою вполне себе милых и небольших существ размером с крупную собаку или небольшого оленя.

     

     

    Biarmosuchus

    Kannemeyeria_DB

    Но существовала и вторая ветвь, про которую сейчас знают только специалисты, и это — терапсиды ( therapsida ), четырех представителей которых ты можешь видеть на этих рисунках. Терапсиды появились раньше (!) динозавров на 20-30 миллионов лет, и так напоминают современных млекопитающих, что раньше их даже так и называли — «звероподобные рептилии».

    Oligokyphus_BW

    Venyukovia1DB

    Сходство терапсид с млекопитающими не ограничивается внешностью. Они обладали схожим строением зубов, у них была вполне животноподобная кожа с железами (из которых в будущем и развились молочные железы), и скорее всего у них была шерсть на теле и вибриссы на морде. Расположение конечностей также напоминало животное (под телом), а не ящероподобное (сбоку).

     

    Пермская катастрофа ( The Great Dying ), случившаяся 252 млн. лет назад, не пощадила терапсид, и они почти все вымерли, а динозавры, наоборот, упрочили свое доминирование на планете.

    Megazostrodon

    И все же реванш был взят. Одна ветвь терапсид умудрилась все-таки выжить, и один из их симпатичных представителей (см. рисунок слева) — мегазостродон  ( megazostrodon ) — мелкая животина размером в 10 сантиметров, питающаяся червяками, насекомыми, мелкими рептилиями и не брезговавшая яйцами динозавров — не только выжила, но и стала предком всех млекопитающих. Последние 10-20 миллионов лет своего существования динозавры, наверное, не без огорчения смотрели на бурно развивающийся класс млекопитающих, которые в итоге замечательно приспособились к земному существованию и унаследовали Землю после того, как динозавры окончательно вымерли 65 миллионов лет назад.

    И когда мы говорим о естественном отборе, в первую очередь вспоминаются именно те, давно отгремевшие эпохи сражающихся динозавров, купающихся трилобитов и плещущихся в первобытном бульоне амеб и бактерий. Мы также знаем, что и в наше время происходят мутации, являющиеся основой естественного отбора, и постоянно возникают новые разновидности вирусов и бактерий. Но вот что для многих будет сюрпризом, так это то, что и любое животное, включая человека, постоянно и очень бурно (!) мутирует.

    Прочтя эту фразу, ты, наверное, побежала к зеркалу и с облегчением вздохнула, убедившись, что мутации не превратили тебя в овцу или верблюда. Нет, те мутации, которые происходят в тебе, вероятно, прямо в данную минуту, в овцу тебя не превратят. За этот процесс отвечают другие механизмы, такие как культивирование невежества, подстилочности и тупости. Так о чем же речь?

    Прямо сейчас, возможно, в твоем организме происходит бурная эволюция клеток, рождающая миллионы их разновидностей в очень короткий промежуток времени. И это не некое исключение, не разовый процесс, а совершенно необходимое для выживания, неотъемлемое свойство иммунной системы ( immune system [ɪ’mjuːn ‘sɪstəm] ) организма.

    immune_system

    Одна из функций иммунной системы состоит в том, что чужеродные, потенциально опасные микроорганизмы, попавшие в организм, должны быть распознаны и обезврежены в том случае, если они несут в себе угрозу. Переродившаяся клетка собственного организма (например, раковая) тоже должна восприниматься чужеродной и уничтожаться.

    Все тело человека пронизано сетью иммунной системы, состоящей из лимфатических сосудов, по которым передвигаются лимфоциты (это общее название клеток иммунной системы, выполняющих различные функции) ( lymphocyte [‘lɪmfəsaɪt] ).

    Lymphocyte

    Все разновидности лимфоцитов производятся в костном мозге ( marrow [‘mærəu] ). Каждый из видов лимфоцитов выполняет свою функцию, тесно сотрудничая друг с другом. Сейчас нам для демонстрации работы естественного отбора достаточно рассмотреть только один вид лимфоцитов, чья функция заключается в опознании чужеродного тела и закреплении на нем.

    Важно знать, что доля опасных существ, попадающихся в джунглях нашего организма, крайне мала по сравнению с их постоянными обитателями. Факт заключается в том, что жизнеспособный человек состоит не только из клеток, развившихся из оплодотворенной яйцеклетки, но еще из клеток необходимых ему симбионтов: бактерий. И иммунная система отлично это понимает и «своих» не трогает. Точно так же, как она не трогает здоровые клетки человеческого тела.

    Но периодически в организм попадают либо отдельные молекулы, отрицательно влияющие на какие-нибудь из его клеток, либо даже целые живые существа, наносящие вред тем или иным образом — испуская токсичные вещества, или питаясь клетками нашего организма, или используя наши клетки как фабрики для производства своих копий. И в таком случае цель иммунной системы — расправиться с пришельцами, разделить их на составные части и отдать на утилизацию. Для этого необходимо «настроиться» на вторгшегося чужака, для чего нужно построить множество лимфоцитов, которые будут с ним бороться.

    Каждый лимфоцит имеет специальные рецепторы, которые он использует для опознания чужака и прикрепления к нему, что является первой фазой борьбы с ним. Но проблема в том, что этот рецептор должен идеально подходить к конфигурации враждебного микроорганизма, иначе ничего не получится. Откуда же взять лимфоцит с рецепторами, идеально подходящимм для вторгшейся инфекции? Очевидно, что у организма нет и не может быть готовой схемы для каждого из рецепторов, соответствующих бесчисленному множеству возможных инфекционных агентов, ведь и вирусы и бактерии не сидят на месте, они постоянно видоизменяются, мутируют, эволюционируют.

    Поэтому, когда в глубине костного мозга формируются лимфоциты, части ДНК, отвечающие за их структуру, стремительно мутируют, создавая миллиарды рецепторов всевозможных случайных форм. Это первый шаг эволюционного процесса: создание вариантов.

    3-dimensional computer-generated molecular model of the human rhinovirus complexed with its cellular receptor molecule

    Выпущенные в лимфатическую систему, лимфоциты пытаются ухватиться за так называемый «антиген» ( antigen [‘æntɪʤən] ) (т.е. за самого чужака, или за его часть), и большинство из них, конечно же, не может этого сделать, так как их рецепторы не подходят к антигену. Поверхность каждого вида антигенов сложна и уникальна за счет выступов, изогнутостей, изменений электрического заряда, так что рецептор неподходящей формы просто скользит по ней, не имея возможности зацепиться. Можно убедиться, насколько эта задача сложна, взглянув на атомную модель обычного риновируса, возбудителя простудных заболеваний.

    Но среди миллиардов разных лимфоцитов хотя бы один окажется способным хотя бы как-то прицепиться к антигену, и как только это происходит, в этом и именно в этом лимфоците запускается механизм срочного и массированного деления, и он начинает это делать с огромной скоростью. При делении лимфоцита получаются его копии — это один из способов размножения клеток иммунной системы. Заметить лимфатический узел, где просходит этот процесс, очень легко: он распухает. Так что распухание лимфоузла является не только признаком попавшей в организм инфекции, но и успешной борьбы с ней.

    Первое сцепление лимфоцита с антигеном скорее всего будет несовершенным, и контакт между ними будет слабым. Если бы при делении образовывались идеально точные копии исходного лимфоцита, то в этом бы ничего и не изменилось, и борьба с инфекцией была бы неэффективной. Поэтому при делении лимфоцита происходит тот же взрыв мутаций, с которого и начался иммунный ответ организма на присутствие инфекции, и исходный удачливый лимфоцит, сохраняя в целом свою полезную особенность, плодит огромное количество мелких вариаций своей конфигурации.

    А дальше работает тот же механизм: те из мутировавших лимфоцитов, которые плохо контактируют с антигеном, разрушаются, так как для организма их присутствие бесполезно. А мутанты, оказавшиеся приспособленными к контакту немного лучше, чем исходный лейкоцит, начинают снова делиться с огромной скоростью, порождая всё более и более успешные лейкоциты, что влечет за собой новые взрывы мутаций, в результате которых появляются ещё более цепкие особи.

    Таким образом за счет эволюционных механизмов осуществляется все более точная подстройка рецепторов лимфоцитов, позволяющая всё успешнее сопротивляться инфекции. Поэтому теперь, когда ты услышишь слово «естественный отбор» и замечтаешься, то может быть посреди эпических образов грандиозных ящеров мелькнет и невзрачный серый шарик, которому мы обязаны своей жизнью, и который прямо здесь и сейчас творит эволюцию прямо в нашем теле.

    children

    (Автор статьи: Бодх)