После образования самой первой клетки все её потомки появлялись на свет в результате клеточного деления.
Простая и вроде как общеизвестная, довольно обыденная фраза. Но перечитай ее еще раз, вдумайся в нее, попытайся представить вот эту цепочку клеточных делений, протянувшихся через миллиарды лет от единственной предковой клетки к КАЖДОЙ клетке каждого живущего сейчас на Земле существа. И через них — к каждой клетке каждого еще не появившегося человека и к каждой архее-метаногену в его кишечнике, к каждой клетке каждой бабочки и к каждой амебе… Если тебе удалось испытать немного изумления или восхищения, то это прекрасно — именно это и должен в идеале испытывать любой человек, когда он изучает что-то:)
Интересно разбираться — как же этот процесс деления клеток происходит, что и почему клетка делает, когда делится. И если ты думаешь, что ничего тут особенно увлекательного или неожиданного нет, «ну была одна клетка, а стало две», то тебя ждет несколько сюрпризов.
Самые первые клетки конечно же именно так и делились: из одной клетки получалось две новые, почти полностью похожие. Слово «почти» в этой фразе едва заметно, при этом оно обозначает ту самую клеточную изменчивость, без которой все так и застопорилось бы на самой первой клетке. Земля наводнялась бы ее точными копиями ровно до того момента, пока условия жизни не стали бы непригодными для таких организмов, и они бы романтично умерли в один день:).. ну может в один месяц, но суть от этого не меняется.
Очевидно, что этого не произошло, а значит первые клетки отвечали двум необходимым условиям:
1. Дочерние клетки должны унаследовать свойства материнской.
Почему вообще возникло такое условие? Да потому, что материнская клетка не просто выживала, а была довольно успешной: она смогла накопить достаточно ресурсов, чтобы удвоить свое содержимое и разделиться, образовав жизнеспособные клетки. Такие свойства лучше перенять, чем потерять.
Наследование этих материнских свойств происходит с помощью передачи молекул ДНК, которые содержат информацию об особенностях материнской клетки и о том, как построить такую же.
2. В дочерних клетках должны возникать небольшие изменения.
Эти изменения, или мутации, возникают спонтанно, в произвольных местах генома, несущего наследственную информацию клетки, просто потому, что так устроены механизмы его копирования: они работают с огромной точностью, но, тем не менее, иногда ошибаются.
Для клетки мутация может быть полезной, нейтральной или вредной — как повезет. Потомков оставят наиболее приспособленные, а наименее приспособленные умрут, освобождая им место.
Если взглянуть на это с высоты страусиного полета, то есть с точки зрения популяции родственных клеток, то там постоянно появляются и активно размножаются более крупные, или более быстрые, или успешнее усваивающие питательные вещества. На уровне популяции и происходит эволюция таких простых существ: от менее удобно устроившихся до берущих от жизни по-максимуму. От гоняющейся за вкусными молекулами бактерии до рыбы-удильщика, которой добыча сама плывет в рот, принимая её нависающий над зубастой пастью фонарик за вкусную еду. И все это — результат тех самых почти неуловимых изменений при клеточном делении.
С помощью такого деления одной клетки на две, почти одинаковые, образовались твои внутренние органы и кровеносные сосуды, кожа и мозг — в общем, почти весь организм. Этот вид деления называется МИТОТИЧЕСКИМ, или делением с помощью митоза.
Если рассматривать делящиеся клетки в световой микроскоп, то становится заметна цикличность этого процесса.
? Сначала клетка выглядит так, как будто ничего не происходит. Никаких шевелений, появления новых структур, ну разве что в размере она увеличивается. В ней выделяется только ядро, заполненное почти однородной массой (на эту первую клетку показывает своим хвостом крысёныш на картинке к посту).
? Зато потом начинается экшн: та масса, которая заполняла ядро, вдруг стягивается в несколько полосок, образуя хромосомы.
? Потом оболочка ядра исчезает, хромосомы, пометавшись немного по клетке, выстраиваются в линию вдоль экватора, условно делящего клетку на две части.
? А потом вдруг эта цепочка разделяется на две группы хромосом, каждая из которых подтягивается в свой «угол» клетки.
? Затем в середине клетки возникает перетяжка — как будто кто-то стянул воздушный шарик по центру ниткой и затягивает ее. Перетяжка истончается и исчезает, и вместо одной клетки обнаруживаются две новые, в которых уже сформировалось ядро вокруг хромосом.
? Хромосомы распушаются, и дочерние клетки выглядят так же, как материнская в начале цикла. Круг замкнулся.
Вот весь этот экшн и есть МИТОЗ, а в остальное время клетка либо живет своей жизнью, либо готовится к митозу. Подробней и о подготовке к митозу, и о самом процессе деления мы будем писать позже. На самом деле там просто ну очень много всего удивительного.