Почему мы не похожи друг на друга

Очерки о биологической индивидуальности

Белки тканевой несовместимости отличают каждого из нас от окружающих и от всех живущих на планете людей. Чем же мы отличаемся друг от друга, в чем причина этой несхожести?

Этот сайт рассказывает о новейших исследованиях и намечающихся перспективах в расшифровке многих секретов биологической индивидуальности организмов.

 

Дальновидность природы

Поразительную дальновидность проявила природа уже на начальных стадиях развития живого мира. Она «изобрела» половое размножение, обеспечивающее непрестанное обновление форм. И хотя такое решение было найдено не сразу, но уже на уровне бактерий возникает принцип комбинации генетического материала от разных клеток, ведущий к появлению новой бактериальной нуклеиновой кислоты. Процесс этот называется конъюгацией бактерий, он лишь весьма отдаленно напоминает обмен генами у более развитых клеток. Но обращает на себя внимание именно то, что на самой заре жизни как бы закладывается, проверяется тот фундаментальный механизм, который определит потом поведение и размножение всех животных. Этому закону будут служить затем обоняние и зрение, слух и осязание, окраска и голос, ноги и крылья, гормоны и иммунитет, поэзия и наука. Самый великий врожденный порыв - инстинкт продолжения рода.

Первые одноклеточные организмы еще как бы «примеряют» женские и мужские наряды, они размножаются простым делением, но тенденция к половому разделению все возрастает. У примитивных многоклеточных бесполый и половой способы размножения чередуются. Одними из ранних морских многоклеточных явились гребневики, они возникли 600 млн. лет назад и дали начало медузам и полипам. С помощью бесполого размножения те достигли огромной численности, а с помощью полового - разнообразия форм, ведущих двойную жизнь - мобильную и стабильную. Плавающие медузы (от греч. - носительницы змей) выделяют женские и мужские половые клетки, а те могут дать начало крохотному полипу, способному отпочковывать другие полипы, или миниатюрной медузе. Такое чередование форм также открывает пути разнообразию вариаций. Полипы могут группироваться на газовом пузыре и плавать, как медузы, но могут устраиваться неподвижными колониями на морском дне. При образовании известкового скелета они образуют коралловые полипы. У моллюсков, «нашедших» спасительное сочетание мягкого тела с жесткой раковиной, уже преобладает половое размножение. Не удивительно, что и по сию пору сохранились десятки тысяч их различных видов.

У трилобитов и ракообразных личинки выводились из икры, плавающей в планктоне. Но икра часто служит пищей рыбам. Мечехвостые под покровом темноты для совершения брачного обряда уже выползали на берег. Суша манит обитателей вод, как более надежное место, где можно сберечь потомство.

Первым же растениям, завоевавшим сушу - мхам и печеночникам, был присущ половой способ размножения. Мужские клетки плавают вблизи женских, после их соединения образуются споры, раскрывающиеся при благоприятной погоде. Возможно, что именно способность спор перемещаться с воздушным потоком позволила им переселиться из водной среды на сушу и дать жизнь первобытному лесу.

С появлением наземных животных возникла проблема объединения половых клеток, раньше они плавали в воде, а теперь должны были искать встречи и уцелеть во враждебном мире. Выдумки природы на способы поиска любовного партнера и зачатия потомства воистину неистощимы. Щупальце осьминога может отделяться от тела и, унося половые клетки, производить самостоятельный поиск материнской колыбели. Внешнее выражение любовного инстинкта у скорпионов - яростная битва. Мелкий самец-паук не всегда избегает гибели после «объятий» более крупной самки.

Лягушки и жабы, у которых из десятков тысяч икринок рождаются лишь одиночные особи, предпринимают всевозможные попытки, чтобы сохранить потомство. Некоторые жабы откладывают икру не в воду, где ее едят рыбы, а на суше. Другие - даже взбивают задними лапками из икринок пену, которая затем затвердевает. Поскольку брачный период приходится на сезон дождей (тоже приспособительный акт), дождевая вода смачивает икринки, в которых долго сохраняется запас для клеточного деления. Головастики развиваются в студенистой массе, с каплями они падают в воду, и тогда у них начинает биться сердце. При отсутствии влаги икринки в засохшем состоянии могут месяцами лежать, в ожидании дождя.

Некоторые жабы-самцы («повитухи») носят оплодотворенные икринки до прыжка в водоем на собственных лапах. Известны случаи «голосовой беременности», в ходе которой самцы заглатывают шевелящиеся икринки в резонансный пузырь, усиливающий в обычных условиях звук их голоса. Неподвижные папаши надолго остаются своеобразным «инкубатором» потомства. Другие самцы, представители бразильских лягушек пипа, услужливо собирают икринки на спину самке, те прилипают, кожа на спине самки разбухает, икринки погружаются в нее, их затягивает пленкой. В коже матери икринки созревают в головастиков, а потом и в лягушат. В ходе «родов» потомки с уже отросшими задними конечностями сами выкарабкиваются из толстой, эластичной кожи матери. Так выживает больше потомства, чем из икринок, брошенных родителями на произвол судьбы. У одного из видов австралийских лягушек мамаша заглатывает оплодотворенные икринки в желудок, лишенный мышц, перестает кормиться, чтобы не выделять желудочного сока, а вместо него вырабатывает в желудке пищевые вещества для потомства. Когда развитие лягушат достигает критического предела, похудевшая мать выталкивает их из желудка движениями пищевода. Благодаря такой заботе о потомстве лягушки и жабы расселились по всей Земле в неисчислимом разнообразии видов.

Рептилии, первые из позвоночных животных научившиеся жить вдали от воды, подарили миру удивительный по простоте и надежности водоем будущей жизни, защищенный скорлупой, - яйцо. Считают, что и динозавры откладывали яйца, из которых в течение 100 млн. лет развивалась вся династия этих монстров.

Трудно себе представить, что процессы, происходившие в яйце маленькой черепашки и могучего бронтозавра, были одинаковыми, но это так. Однако разным являлось отношение родителей к потомству: чем многочисленнее потомство, тем менее внимательны к нему родители. Черепахи забывают о своей кладке. Самка крокодила зарывает яйца в песок, а через 3 месяца, когда зародыши подают голос, находит их, забирает в пасть и вынашивает между несмыкающимися зубами. Возможно, что и динозавры так же относились к своему потомству.