Чтение онлайн

на главную - закладки

Жанры

Шрифт:

Все известные многоклеточные организмы представляют собой искусные вариации на одну и ту же тему: клеточная организация и построение филогении. Каждая многоклеточная особь представляет собой тщательно подготовленный этап в онтогенезе наследственного ряда, тогда как его изменения продолжают происходить на клеточном уровне. В этом отношении многоклеточность не вносит ничего принципиально нового. Новизна состоит в том, что многоклеточность делает возможным возникновение множества различных классов особей, поскольку становятся возможными многочисленные наследственные линии, использующие разнообразные способы сохранения онтогенетической структурной связи в окружающей среде. Неисчерпаемое разнообразие живых существ на Земле, включая нас с Вами, обусловлено появлением многоклеточного варианта в рамках клеточных наследственных рядов.

Вместе с тем следует заметить, что половое размножение многоклеточных организмов не изменяет основную характеристику репродукции, с которой

мы познакомились в предыдущей главе. Действительно, половое размножение требует, чтобы одна из клеток многоклеточного организма стала дополнительно обладать независимой операциональной динамикой (как сперматозоид) и слилась с другой клеткой другого организма того же класса, образуя зиготу, т. е. одноклеточную фазу этого же организма. Существуют также многоклеточные организмы, которые размножаются не только половым путем, но и простым делением, или исключительно делением. В зтом случае единством, изменяющимся в чреде поколений, является не клетка, а весь организм.

Последствия полового размножения наглядно проявляются в возникающей в результате него богатой структурной рекомбинации. Половое размножение, с одной стороны, делает возможным скрещивание репродуктивных линий, а с другой — резко увеличивает число структурных изменений, возникающих в каждом репродуктивном акте. Таким способом генетика и наследственность обогащаются эффектами, возникающими в результате комбинаций структурных альтернатив, присущих различным группам живых существ. Эффект возрастания изменчивости, который (как будет показано в следующей главе) делает возможным филогенетический дрейф, объясняет, почему половое размножение столь широко распространено среди живых существ: оно способствует разветвлению наследственных линий.

Темп преобразований

Превосходный способ анализа метаклеточных систем и их жизненных циклов заключается в сравнении продолжительности периодов, за которые они совершают свои жизненные циклы, в зависимости от их размеров2. Например, на рис. 22а изображен жизненный цикл миксомицета (на рассмотрении которого мы останавливались выше). По одной оси отложено время, за которое завершается каждая стадия, а по другой — размеры, которых организм достигает к соответствующему времени. Так, на формирование плодоносящего тела длиной примерно в 1 см уходит около одного дня. Спора размером в несколько десятков миллионных долей метра формируется примерно за 1 минуту.

Bonner J. Т. Size and Cycle. — Princeton, N.Y: Princeton University Press, 1965).

Рис. 22. Примеры зависимости между размером, достигаемым на различных стадиях жизненного цикла четырех организмов, и временем, необходимым для достижения этих стадий

Аналогичная зависимость, на этот раз для лягушки, построена на рис. 22 Ь. Зигота, из которой затем вырастает взрослая особь, образуется примерно за минуту, в то время как взрослой особи требуется почти год, чтобы вырасти до размеров в несколько сантиметров. То же самое относится и к самому большому дереву в мире — секвойе; за время формирования, составляющее тысячу лет, она вырастает более чем на 90 метров (рис. 22 с). Это же можно сказать и относительно самого крупного в мире животного — синего кита, вырастающего за 10 лет до 40 и более метров в длину (рис. 22 d).

Независимо от размеров и внешнего вида этапы во всех перечисленных выше случаях всегда одни и те же: из начальной клетки в процессе клеточного деления и дифференциации формируется индивидуум

Рис. 23. Время репродукции одноклеточных и многоклеточных организмов второго порядка посредством сопряжения между клетками, образующимися в результате клеточных делений. Возникающая особь претерпевает онтогенез различной длительности и достигает следующей репродуктивной стадии при образовании новой зиготы. Таким образом, репродуктивный цикл является основной единицей, которая одновременно и сохраняется, и трансформируется со временем. Один из способов уяснить себе это заключается в том, чтобы построить график зависимости между временем репродукции и размерами (рис. 23). Бактерия — одноклеточное существо — размножается необычайно быстро. Следовательно, и скорость ее трансформации также высока. Одна из непременных особенностей образования единств второго порядка путем клеточной агрегации связана с тем, что для клеточного роста и дифференциации необходимо время, поэтому частота смены поколений у многоклеточных

гораздо ниже.

Из построенного графика отчетливо видно, что между многоклеточными, как и между клетками, существует очень сильное сходство. Несмотря на их поразительное и заметное разнообразие, у всех сохраняется репродукция на одноклеточной стадии — их главная отличительная черта как биологических систем. Этот общий элемент организации живых существ не мешает их богатейшему разнообразию, поскольку последнее осуществляется в рамках их структурной изменчивости. Однако такое положение дел позволяет нам понять, что вся эта изменчивость есть изменчивость относительно основного типа, которая сводится к разным способам порождения мира разнообразными единствами, обладающими одной и той же организацией. Иными словами, каждая онтогенетическая вариация приводит к различным способам существования в мире, поскольку именно структура единства определяет его взаимодействие с окружающей средой и миром, в котором оно живет.

Организация метаклеточных

Мы говорим о метаклеточных, когда имеем в виду любое единство, в структуре которого различимы тесно связанные скопления клеток. Метаклеточность присутствует во всех главных царствах органического мира: у монер (прокариотов), протоктистов, животных. растений и грибов. Метаклеточность как структурная возможность существовала в истории живых существ с древнейших времен [7] .

Общее для всех метаклеточных во всех пяти царствах заключается в том, что в качестве компонентов своей+ структуры они содержат клетки. Именно поэтому мы говорим что метаклеточные являются ауто-поэзными системами второго порядка. Но уместно спросить: какова организация метаклеточных? Так как клетки-компоненты могут быть связаны между собой многими различными способами, ясно, что метаклеточные допускают различные типы организации, например, организмы, колонии и сообщества. Но являются ли некоторые метаклеточные аутопоззными единствами? Иначе говоря, являются ли аутопоэзные системы второго порядка также и аутопоззными системами первого порядка? Является ли плодоносящее тело миксомицета неким аутопоэзным единством? А кит?

7

Marguhs L, Schwartz К Five Kingdoms — San Francisco: Freeman, 1982.

Все зти вопросы принадлежат к числу трудных. Мы знаем в мельчайших подробностях, что происходит с клеткой как молекулярным аутопоэзным единством, но как описать в организме компоненты и отношения, делающие организм молекулярной аутопоэзной системой’ В случае метаклеточных мы все еще пребываем в неведении относительно молекулярных процессов, благодаря которым метаклеточные формируются как аутопоэзные единства, сравнимые с клетками.

Для целей нашей книги мы оставим открытым вопрос о том, являются или не являются метаклеточные системы аутопоззными системами первого порядка. Мы можем лишь утверждать, что в своей организации они обладают операциональной замкнутостью: их отличительные черты определяются сетью динамических процессов, действие которых не выходит за рамки этой сети Относительно детальной формы такой организации мы больше не будем ничего говорить, однако это никак не ограничивает те цели, которые мы поставили перед собой в этой книге. Как уже было сказано, какой бы ни была организация метаклеточных, они состоят из аутопоэзных систем первого порядка и, размножаясь посредством клеток, образуют ряды поколений. Этих двух условий достаточно, чтобы мы могли утверждать следующее: все, что происходит в метаклеточных как в автономных единствах, происходит также и с сохранением аутопозза их клеточных компонентов, равно как и с сохранением их собственной организации. Следовательно, все, что мы намерены сказать, применимо к аутопоэзным системам и первого 1 второго порядка так что, если нет особо? необходимости мы не будем проводить между ними различия

5 Естественный дрейф живых существ

Рис. 24. Чарльз Дарвин

Предыдущие главы позволили нам получить общее представление о трех основных аспектах живых существ. Во-первых, мы узнали, как они устроены как единства, каким образом их тождество определяется их аутопоэзной организацией. Во-вторых, мы установили, как аутопоэзные системы могут последовательно репродуцироваться и тем самым порождать историческую последовательность поколений. И наконец, мы проследили, как многоклеточные организмы, наподобие нас самих, рождаются из взаимодействия клеток, происходящих от единственной клетки, и выяснили, что любой метаклеточный организм как один из элементов жизненных циклов, всегда проходящих через стадию многоклеточности, неизменно представляет собой вариацию на одну и ту же тему.

Поделиться:
Популярные книги

Лютая

Шёпот Светлана Богдановна
Любовные романы:
любовно-фантастические романы
6.40
рейтинг книги
Лютая

Земная жена на экспорт

Шах Ольга
Любовные романы:
любовно-фантастические романы
5.57
рейтинг книги
Земная жена на экспорт

Отверженный VII: Долг

Опсокополос Алексис
7. Отверженный
Фантастика:
городское фэнтези
альтернативная история
аниме
5.00
рейтинг книги
Отверженный VII: Долг

С Д. Том 16

Клеванский Кирилл Сергеевич
16. Сердце дракона
Фантастика:
боевая фантастика
6.94
рейтинг книги
С Д. Том 16

Любовь Носорога

Зайцева Мария
Любовные романы:
современные любовные романы
9.11
рейтинг книги
Любовь Носорога

Ведьмак (большой сборник)

Сапковский Анджей
Ведьмак
Фантастика:
фэнтези
9.29
рейтинг книги
Ведьмак (большой сборник)

Вампиры девичьих грез. Тетралогия. Город над бездной

Борисова Алина Александровна
Вампиры девичьих грез
Фантастика:
фэнтези
6.60
рейтинг книги
Вампиры девичьих грез. Тетралогия. Город над бездной

Имена мертвых

Белаш Людмила и Александр
Фантастика:
боевая фантастика
5.00
рейтинг книги
Имена мертвых

Пророчество: Дитя Земли

Хэйдон Элизабет
2. Симфония веков
Фантастика:
фэнтези
7.33
рейтинг книги
Пророчество: Дитя Земли

Очкарик 3

Афанасьев Семён
3. Очкарик
Фантастика:
фэнтези
5.75
рейтинг книги
Очкарик 3

Запрещенная реальность. Том 1

Головачев Василий Васильевич
Шедевры отечественной фантастики
Фантастика:
боевая фантастика
альтернативная история
6.00
рейтинг книги
Запрещенная реальность. Том 1

Неучтенный. Дилогия

Муравьёв Константин Николаевич
Неучтенный
Фантастика:
боевая фантастика
попаданцы
7.98
рейтинг книги
Неучтенный. Дилогия

Землянка для двух нагов

Софи Ирен
Фантастика:
космическая фантастика
5.00
рейтинг книги
Землянка для двух нагов

Машенька и опер Медведев

Рам Янка
1. Накосячившие опера
Любовные романы:
современные любовные романы
6.40
рейтинг книги
Машенька и опер Медведев