Знаменитые загадки природы - Сядро Владимир Владимирович (читать книги онлайн полностью без сокращений .txt) 📗
Какая же «поломка» происходит в организме и порождает альбинизм? Это генетически обусловленная болезнь, появляющаяся в процессе мутации. Она возникает как ошибка в процессе копирования генетической информации и проявляется в блокировке синтеза пигмента меланина (от греческого «melanos» – «черный») – сложного органического соединения, образующегося в специальных клетках – меланоцитах при взаимодействии аминокислоты тирозина и фермента тирозиназы. По сути, ген альбинизма является одной из мутантных модификаций гена тирозиназы. Внезапное искажение структуры гена, видоизменяющее структуру ДНК данного организма, приводит к проявлению рецессивных признаков, большинство из которых бывают не только вредными, но порой и просто несовместимыми с жизнью. Согласно Американской энциклопедии, «воспроизведение цепочек ДНК, составляющих ген, осуществляется удивительно точно. Опечатки при копировании являются редкими авариями». И получается, что белый цвет альбиносов – не окраска, а ее отсутствие. У растений альбинизм может быть обусловлен также наследственными изменением хлоропластов, кроме того, проращивание побегов в темноте ведет к функциональному альбинизму (этиолированные побеги), исчезающему на свету.
И как показали исследования, быть «белой вороной» не только неприятно, но и опасно. Теперь хорошо известно, что меланины, способные поглощать бoльшую часть лучей солнечного спектра, играют роль фильтров, защищающих кожу от избытка солнечной радиации, в том числе и от смертельно опасных для клеточных структур и ДНК ультрафиолетовых лучей. Сравнительно недавно ученые, обратившие внимание на усиление пигментации кожи на месте заживающих ран и ожогов, доказали, что роль меланинов не сводится к фотозащите покровов. По всей видимости, они принимают деятельное участие в ликвидации последствий любого стрессового воздействия, нарушающего клеточный гомеостаз, и являются важной составной частью иммунной системы организма в целом. Необходим меланин и для нормальной работы таких важных органов чувств, как зрение и слух. Слой темного пигмента защищает светочувствительные клетки сетчатки и повышает четкость получаемого изображения, поглощая излишний свет и гася блики, отраженные от внутренней поверхности глаза. Человек, страдающий этим расстройством, плохо видит при дневном освещении и лучше – при сумеречном. Во внутреннем ухе меланоциты содержатся в так называемой сосудистой полоске, вырабатывающей эндолимфу, заполняющую полость ушной улитки. Без них (или при их недостатке) эндолимфа изменяет свой ионный состав, что сказывается на остроте слуха. В той или иной степени плохо слышат и животные-альбиносы, и люди-альбиносы.
Нарушения в развитии меланоцитов нередко сопровождаются столь серьезными патологиями в строении тканей и органов, что эмбрионы-альбиносы погибают на ранних стадиях развития. Большинство же альбиносов, которым удается благополучно появиться на свет, чрезвычайно чувствительны к солнечной радиации, имеют проблемы со зрением и слухом и, как правило, погибают в довольно раннем возрасте от инфекций, с которыми не в состоянии справиться их ослабленная иммунная система. Альбиносам рекомендовано избегать солнечного облучения и применять светозащитные средства при выходе на улицу. «Противоядия» против этого нарушения пока не найдено. Конечно, ученые уже в состоянии заменить дефектный участок гена на нормальный, но в настоящее время такие операции пока не делаются на людях. Это связано с тем, что гены, как правило, тесно взаимодействуют друг с другом. При изменении в одном из них может измениться и еще какая-нибудь функция в организме. Пока риск слишком велик.
В общем, если учесть, что альбинизм передается по наследству, то можно только возблагодарить природу, что ген альбинизма является не доминантным, а рецессивным, и поэтому нужно, чтобы ген альбинизма присутствовал в организме обоих родителей. К счастью, это случается крайне редко. Быть ни на кого не похожим в своем роду – миссия тяжелая. Поэтому, если эта непохожесть проявляется только в том, что ты абсолютно белый, лучше уж быть, как все.
«Саморемонт», или регенерация
Регенерация утраченных органов у животных – тайна, издревле волнующая ученых. До последнего времени считалось, что этим великолепным свойством наделены только низшие виды живых существ: ящерица отращивает оторванный хвост, некоторых червей можно разрубить на мелкие куски, и каждый вырастет в целого червя – примеров множество. Но ведь эволюция живого мира шла от низших организмов ко все более высокоорганизованным, так почему на каком-то ее этапе это свойство пропало? И пропало ли?
Лернейская гидра, Медуза Горгона или наш трехглавый Змей Горыныч, у которого Иван-царевич без устали рубил «самовосстанавливающиеся» головы, – персонажи хотя и мифические, но явно состоящие в «родственных отношениях» с вполне реальными существами. К ним, например, относятся тритоны – разновидность хвостатых амфибий, которые по праву считаются одними из самых древних животных на Земле. Их удивительной особенностью является способность к регенерации – отращиванию поврежденных или потерянных хвостов, лап, челюстей. Более того, у них восстанавливаются и поврежденное сердце, и глазные ткани, и спинной мозг. По этой причине они незаменимы для лабораторных исследований, да и в космос тритонов отправляют не реже, чем собак и обезьян. Этими же свойствами обладают и многие другие существа.
Так, рыбкам данио рерио черно-белого окраса, длиной всего в 2–3 см, свойственно регенерировать части плавников, глаза и даже восстановить клетки собственного сердца, вырезанные хирургами в процессе опытов по регенерации. Это можно сказать и о других видах рыб. Классическими примерами регенерации стали ящерицы и головастики, восстанавливающие потерянный хвост; раки и крабы, отращивающие утраченные клешни; улитки, способные вырастить новые «рожки» с глазами; саламандры, у которых происходит естественная замена ампутированной лапки; морские звезды, регенерирующие свои оторванные лучи. Кстати, из такого вот оторванного луча, как из черенка, может развиться новое животное. Но чемпионом регенерации стал червь плосковик, или планария. Если его перерезать пополам, то на одной половинке тела вырастает недостающая голова, а на другой – хвост, то есть образуются две совершенно самостоятельные жизнеспособные особи. А возможно появление совершенно необыкновенной, двухголовой и двухвостой планарии. Такое произойдет, если на переднем и заднем концах сделать продольные надрезы и не давать им срастаться. Даже из 1/280 части тела этого червя получится новое животное!
Люди долго наблюдали за братьями нашими меньшими и, чего греха таить, втайне завидовали. А ученые перешли от бесплодных наблюдений к анализу и попытались выявить законы этого «самоисцеления» и «самовосстановления» животных.
Первым попытался внести научную ясность в это явление французский естествоиспытатель Рене Антуан Реомюр. Именно он ввел в науку термин «регенерация» – восстановление утраченной части тела с ее структурой (от лат. re – «снова» и generatio – «возникновение») – и провел ряд опытов. Его работа о регенерации ног у рака была напечатана в 1712 году. Увы, коллеги не обратили на нее внимания, и Реомюр оставил эти исследования.
Лишь спустя 28 лет швейцарский натуралист Абраам Трамбле продолжил опыты по регенерации. Существо, на котором он экспериментировал, на тот момент не имело даже собственного имени. Более того, ученые еще не знали, животное это или растение. Полый стебелек с щупальцами, задним концом прикрепляющийся к стеклу аквариума или к водным растениям, оказался хищником, к тому же весьма удивительным. В опытах исследователя отдельные фрагменты тела маленького хищника превращались в самостоятельные особи – явление, известное до тех пор лишь в растительном мире. А животное продолжало удивлять естествоиспытателя: на месте продольных разрезов на переднем конце тельца, сделанных ученым, оно отращивало новые щупальца, превращаясь в «многоголовое чудовище», миниатюрную мифическую гидру, с которой, по мнению древних греков, сражался Геракл. Неудивительно, что и лабораторное животное получило то же имя. Но исследуемая гидра обладала еще более чудесными особенностями, чем ее лернейская тезка. Она дорастала до целой даже из 1/200 части своего односантиметрового тела!
