Удивительная биология

Панацея или дорога в пропасть?

Выше мы поговорили о главной биологической науке – генетике. Почему она главная, почему именно генетика, а не ботаника, не зоология, не цитология? Потому что ее законы справедливы для всех живых существ. У всех одинаково устроен наследственный аппарат. Все живое развивается на основе взаимодействия генов. Все живое эволюционирует благодаря мутациям, их комбинированию и отбору полезных мутаций или их комбинаций. Законы, направляющие эволюцию, принципиально сходны у всех живых организмов. Генетика – это мощный инструмент в познании мира. Наблюдая невооруженным глазом распределение мутантов в конкретных скрещиваниях, мы можем исследовать структуру хромосом с такой разрешающей способностью, на которую не способен ни один самый совершенный электронный микроскоп. Мы можем использовать мутантов как микрохирургический инструмент для анализа развития сложнейшей функции – поведения животных. Мутанты помогают нам предсказывать судьбу отдельных клеток. Благодаря мутантам мы можем проникнуть сквозь толщу времен и увидеть, как жили животные и люди 200, 300, 2000 лет назад, как происходило великое переселение народов. Можем даже оценить моральный облик наших предков.

Древо, посаженное более ста лет назад Грегором Менделем, сейчас пышно разрослось. Возникли новые молодые побеги, такие как молекулярная генетика, генетика соматических клеток, иммуногенетика, генная инженерия, генетика развития и многие другие.

Благодаря достижениям этих наук стала возможной расшифровка генетического кода. Нам удается не только узнавать последовательность нуклеотидов в отдельных генах, но и создавать эти гены в пробирках. В настоящее время синтезированы гены, контролирующие наработку таких важных для человеческого организма белков, как инсулин, интерферон, ангиотензин, соматотропин и др. Уже в наши дни становится возможным многократно копировать эти гены вне человеческого организма. Разрабатываемые сейчас технологические системы промышленного синтеза данных белков на основе использования искусственно созданных генов обещают человечеству избавление от многих тяжелых недугов, которые ежегодно уносят тысячи жизней.

Сейчас мы можем создавать особи, сочетающие в себе гены и, следовательно, признаки от самых разных, казалось бы, совершенно несочетаемых организмов. В лабораториях живут и размножаются кишечные палочки, в которых функционируют гены человека. Хрустят овсом мыши с кроличьими генами. Шустро бегает по потолку пластиковой клетки мышь, одним из родителей которой была раковая клетка. Расцветает на грядке картофель с помидорными генами. Это не научная фантастика. Это реальная повседневная работа современного генетика.

Уже не фантастика исправление дефектных генов у человека, создание новых, невиданных ранее форм растений, животных и микроорганизмов, которые будут сочетать в себе все лучшее, что создала природа на многовековом пути эволюции. Современная генетика открывает фантастические, невероятные перспективы, она зачаровывает своими нынешними и еще больше – грядущими успехами…

Шумит ветер, гуляет в молодых ветвях векового древа генетики. А старые, крепкие ветви остаются как бы в тени. Не бросаются они в глаза публике, гуляющей в парке наук. Но эти ветви растут, дают новые побеги и плодоносят.

Продолжается работа в области классической генетики, там, где главный инструмент – не ультрацентрифуга, не электронный микроскоп (хотя и эти орудия интенсивно используются), а направленные, продуманные скрещивания и анализ фенотипов потомства. Именно эта генетика добывает знания об устройстве и механизме работы генов, о законах, создает новые сорта растений, новые породы животных, новые штаммы микроорганизмов, способствует развитию отдельных организмов и всего живого на Земле. Однако современные достижения в генетике вызывают и массу протестов, в первую очередь – широкое распространение генетически модифицированных продуктов питания. Люди не хотят быть подопытными кроликами в эксперименте, негативные результаты которого могут проявиться через несколько поколений. Именно поэтому была принята декларация «Врачи и ученые против модифицированных с помощью генной инженерии продуктов питания», которую взяли на вооружение «гринписовцы».

ПРИРОДА СДЕЛАЛА РАНЬШЕ

О биолокации, электрических рыбах и многом другом

В природе очень широко распространено свечение, о нем уже говорилось в начале книги, и наверное, каждый с ним сталкивался. Светятся в темноте гнилушки, иногда по ночам чудесно светится море. Об этом знали еще в древности, не могли только понять причины. Впоследствии удалось выяснить, что светится не сама древесина или вода, а поселившиеся в ней микроорганизмы. Способностью светиться обладают самые разнообразные животные и растения. Сейчас на Земле насчитывается более 1100 видов животных, чей свет несколько смягчает мрак в тех местах, где им приходится жить.

Свечение животных организмов обычно вызывает удивление. Действительно, как могло возникнуть такое на первый взгляд необычное для живых существ свойство? Не одно поколение ученых приходило в замешательство от этого вопроса. Лишь в наши дни он перестал казаться неразрешимым.

Большинство светящихся организмов живет в океане. Особенно много их на большой глубине, и это понятно: во мгле океанских глубин свет дают только живые существа. У самых маленьких из них светится все тело, у более крупных – специальные органы. Весьма совершенно устроены органы свечения у некоторых головоногих моллюсков и морских глубоководных рыб. Впрочем, обитатели поверхности океанов стараются от них не отставать. У побережья Америки, в Тихом и Атлантическом океанах, встречаются стайки морских мичманов – небольших рыбок длиной 25—35 см. Обычно эти рыбы обращают на себя внимание в период размножения, так как мечут икру вблизи берега, в устьях рек и по морским мелководным заливам. Свое название мичманы получили за своеобразную окраску и светящиеся точки, расположенные правильными рядами, как блестящие пуговицы на морском мундире. Фонарики мичмана, их около трехсот, похожи на миниатюрные живые прожекторы. Морской мичман вряд ли пользуется своими «фонариками» для освещения. Предполагают, что светится он только в брачный период.

Свет, испускаемый живыми организмами, может быть разного цвета: белый, сине-зеленый, рубиново-красный. Иногда одно животное снабжено фонариками трех-четырех цветов. Вероятно, цветной свет имеет ряд преимуществ, так как многие животные, не научившиеся его вырабатывать, пропускают поток ахроматических (бесцветных, неокрашенных) лучей через окрашенные линзы своих фонариков и с их помощью «устраивают» веселую цветную иллюминацию. Светящаяся слизь внутри живого прожектора обычно бывает скоплением светящихся микроорганизмов. Так поступают крупные существа – они предоставляют жилплощадь своим маленьким друзьям.

Но бывает и иначе. Почти во всех морях мира обитают одноклеточные жгутиковые организмы ночесветки, крохотные шарики размером не более 2 мм. С одной стороны у шарика есть глубокое вдавление – рот. Если рассматривать ночесветку через увеличительное стекло, можно разглядеть у нее длинное поперечное щупальце и короткий, продольно исчерченный жгутик. Ночесветки обладают способностью светиться.

Морские пучины и тропические лесные дебри – излюбленные места обитания живых «фонариков», но и под пологом нашего северного леса вспыхивают по ночам крохотные огоньки. Лучшая пора русского леса – середина лета. С наступлением сумерек на полянах, по обочинам дорог и в лесной чаще зажигаются зеленоватые точечки. Их свет придает особую, таинственную красоту ночному лесу.

Возьмите в руки любой лесной «фонарик» – он холодный. Это светится небольшое насекомое – ивановский червячок, или, как его еще иначе называют, светлячок. Светлячки мало кому попадались на глаза днем: они ночные насекомые.