Реферат: Генетическое разнообразие

Реферат: Генетическое разнообразие

ЗАКОН ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ

                                                                                    Все живое генетически различно и имеет  тенденцию

к увеличению биологической разнородности.

Двух генетически абсолютных особей (кроме однояйцевых

                                                                                                           близнецов, немутирующих клонов, вегетативных линий и            

                                                                                     немногих других исключений), а тем более видов живого

                   в природе быть не может.

        

      

То, что мы не похожи друг на друга, общеизвестно. Мы не схожи всем: обликом, мимикой, походкой, восприятием окружающего мира, чувствами, мыслями, способностями, здоровьем. Такие одинаковые и такие не похожие люди! Среди них не найдешь генетических или психологических двойников — ни по соседству, ни на противоположной стороне планеты, ни в прошлой истории человечества, ни в будущем.

Даже младенцы, казалось бы, такие однотипные, с самого начала разнятся множеством поведенческих, эмоциональных оттенков. Мать, хотя бы раз видевшая свое дитя, потом никогда его ни с кем не спутает. Попробуем представить себе, что могло бы случить­ся, не будь мы так разнолики. Однотипное не способно к какому-либо прогрессу, оно может породить лишь себе подобное, вертикальная лестница становится по­логой кривой. Генетическое сходство затруднило бы воспроизведение жизни, сделало бы нас беззащитными к опустошительным инфекциям, истребило бы творче­ство как высшее проявление индивидуального само­выражения. Человеческие контакты перестали бы быть необходимыми, так как каждый бы видел в другом лишь свое отражение, но не продолжение. Прекратился бы и биологический, и нравственный прогресс. Природа начинала с однотипного и навсегда отказалась от этого.

В своем стремлении породить наиболее совершенные существа природа проявила поразительное разнообра­зие решения частных задач. 300 млн. лет назад Землю топтали чудовища Длиной более 25 м и массой свыше 50 т. А в водах океана существовал и резвится по сию пору самый маленький позвоночный организм, длина которого всего 8 мм. Муха пролетает за секунду рас­стояние, в 1000 раз превышающее длину ее тела, и в то же время есть абсолютно неподвижные паразити­рующие организмы. Некоторые клетки, к примеру, нерв­ные, не восстанавливаются, а вот побеги молодого бам­бука вырастают в сутки до 40 см. Генофонд человека со­ставляют миллионы генов, кодирующих сложнейшие функции организма. Простейшие живые существа — вироиды, лишенные даже белковой оболочки присущей вирусам, имеют генетическую информацию всего из 360 нуклеотидов. Как видим, природа не поскупилась на контрасты и противоположности.

Мало утверждать, что природа не терпит единообра­зия, естественная ее история свидетельствует о некоем, все увеличивающемся темпе порождения разнообразных форм живого.

 В извечном жизненном конфликте «жертва—паразит» мощным естественным побудителем выживания жертвы была изменчивость на­бора ее белков, но и паразитирующие организмы, что­бы не вымереть, должны были развиваться в том же направлении. Тому же способствовали множественные враждебные факторы внешней среды — от ландшафта и климата до космических и радиационных влияний. У человека примерно 106 генов, которые не возникли из ничего, а созданы всеми его биологическими пред­ками, начиная от первой праклетки, не менее чем за 109 лет жизни. Каждый ген представлен обычно при­мерно десятью версиями (аллелями), т. е. способен кодировать столько же разновидностей признака. От­сюда генофонд человека будет содержать 107 единиц наследственной информации. Природа перепробовала сотни разных генетических «диалектов», пока не вос­создала «язык» самого полиморфного и процветаю­щего вида живого. Каждый из нас получил как бы эстафету жизни, переданную ему миллионами «проб­ных образцов» жизни.

Мы живем лишь в ранней стадии «эры человека», и если сам человек не ста­нет уничтожителем живого, ему еще предстоит долгая эволюция. Доказательством этого служит и огромный фонд генетической информации, обеспечивающий прак­тическую неисчерпаемость вариантов особей.

Среди 5 млрд. человеческих индивидуальностей, од­новременно живущих на нашей планете, нет двух оди­наковых не только по творческому почерку и сужде­ниям, но и по анатомическому строению. Неповторим «рисунок» подушечек пальцев, ладоней, губ каждого человека. Нет двойников по расположению вен на ру­ках и ногах, по рельефу уха, узору сетчатки глаза, архитектуре костного скелета. У каждого человека индивидуально строение микрокристаллической решет­ки зубной эмали, химический состав волос, содержание в крови микроэлементов, баланс гормонов, микрострук­тура нервной системы. Если мы говорим о сходстве каких-то индивидов, то либо сознательно пренебрегаем деталями и частностями, либо имеем несовершенный аппарат исследования. Одинаковых в физиологическом отношении людей нет. И каждый оставляет свой непо­вторимый след на земле.

Если бы различия касались лишь зримых признаков, то несходство индивидуальностей не было бы столь важным. Ну, пускай, у разных людей неодинаков сосуди­стый узор или размеры внутренних органов, но почки и легкие построены из одних и тех же анатомических элементов — нефронов и альвеол, а составные белки молекул гормонов и нервных центров одинаковы. Так и листья одного дерева отличаются по форме и «ри­сунку прожилок», но в каждом случае все эти листья дубовые или березовые.

Но существует (у каждого из нас) определенная комбинация атомов и молекул, которая принадлежит мне и только мне и отсутствует у любого другого чело­века и животного. Они дают моему организму уникаль­ный стереотип, который определяет меня, распознает то, что составляет часть меня, и видит величайшую угрозу во всем, что не является мною. Именно эти атомы и молекулы входят в состав «опознавательных знаков», которыми отмечены все клетки моего тела. У другого, те же атомы и молекулы дают другие знаки, и совместить эти знаки в одном теле нельзя.

Специфические белки клеток, о которых идет речь, впервые были открыты в опытах по трансплантации органов и тканей. О них биология узнала сравнительно недавно. Поначалу казалось, что эти белки лишь пре­пятствуют приживлению чужих тканей при искусствен­ном их соединении с другим организмом—трансплан­тации, почему их и назвали «трансплантационными». Но далее стало ясным, что эти белки отражают самые глубинные процессы, характерные для жизнедеятельно­сти каждой индивидуальности. Появился термин «белки тканевой совместимости» (далее из-за частоты употреб­ления будем их сокращенно называть белками ТС), а в более афористичном смысле — белки «самости» (т.е. белки самого себя, своей телесной индивидуальности).

  Каждый человек имеет уникальный состав этих белков, поскольку гены, заведующие их синтезом на поверхности клеток, достаточно множе­ственны. Эти же белки определяют гармоническую совокупность всех составных элементов тела, клетки общаются и взаимодействуют с другими клетками толь­ко в тех случаях, когда у них одинаковые «опознава­тельные знаки» — один и тот же набор и конфигурация белков ТС. В ходе эволюции и усложнения живых организмов количество и возможные вариации этих генетических «значков» нарастали. Самые простые обо­значения несут на своей поверхности даже примитивные формы, по мере усложнения биологических организмов усложняется и этот генетический алфавит, достигая наибольшего многообразия у человека.

Алфавит белков ТС един для всех людей, в него входит немногим более 100 букв, разделенных на груп­пы. Каждому из нас присуща лишь комбинация из не­скольких букв этого алфавита, но наш собственный генетический пароль неповторим. Различия могут быть большими или малыми, от родителей мы отличаемся половиной присущих нам букв, но у всех детей, за исключением однояйцевых близнецов, порядок букв иной, чем у отца и матери, сестры и брата.

Число возможных сочетаний из этих белковых букв чрезвычайно велико. В истории человечества никогда не повторится генетический пароль Пушкина, Ньютона, Эйнштейна или Ломоносова. Без ложного пафоса можно сказать, что все мы неповторимы, потому что никогда не имели и не будем иметь генетической копии.

Лингвисты считают, что в мире сейчас существует немногим менее 3 тыс. языков. Большинство из них имеет древнюю историю. Но биологически главный язык телесной индивидуальности человечество начало изучать лишь несколько десятилетий назад. И посте­пенно стало ясным: как разговорный язык служит лю­дям оружием общения и взаимопонимания, так и «язык» белков ТС понадобился природе в качестве инструмента общения и шлифования форм живого. Сейчас мы многое знаем об участии этих молекул жизни в обмене межклеточными сигналами и налажи­вании защитных реакций.

Генетики и психологи знают о важной роли гено­типа в формировании индивидуальных различий, в строении и функции нервной системы. Разные линии мышей неодинаково быстро решают задачи при лабо­раторном их обучении элементарным навыкам. Эти особенности оказываются наследуемыми. У людей так называемый коэффициент умственного развития, опре­деляемый набором специальных задач, оказывается одинаковым в случае однояйцевых близнецов (он ра­вен разнице при тестировании одного и того же инди­вида), имеет минимальные различия у двуяйцевых близнецов и значительные — у обычных братьев и се­стер. Естественно, что эти наследуемые особенности касаются не всей структуры мозга, а исходных спосо­бов ее образования. Клеток головного мозга много меньше, чем связующих их участков, а каждая такая связь прокладывается в ходе жизни. Более четко на­следуются особенности темперамента, математические способности, хуже — музыкальные...

Коэффициент генетической зависимости умственного развития, как показали экспериментальные данные, близок к 0,5. Это означает, что, как и в случае насле­дования белков ТС, наследуется приблизительно 50% интеллектуальных способностей.                                     

  Природа, этот искуснейший изобретатель, сконструиро­вала в процессе эволюции неисчислимое разнообразие жизненных форм. Поэтому клонирование угрожает главному двигателю эволюции — генетическому разнообразию. Генотип любого человека состоит из комбинации генов его родителей, и именно эта высокая комбинаторика позволяет виду сопротивляться окружающей среде — выживать. Другими словами, у клонов не будет никакого иммунитета. Ведь клонирование предполагает, что клоны одной оплодотворенной клетки будут пересажены в сотни маток, где им надлежит развиваться. Поэтому все родившиеся клоны будут генетически одинаковыми. А мы живем среди вирусов, бактерий, патогенных организмов, которые постоянно мутируют. Люди приспосабливаются к ним за счет генетического разнообразия. А клон неизбежно будет поражен первым же самым простейшим вирусом, например, обычным вирусом гриппа.

Так как одной из движущих сил прогрессивного развития является уровень  разнообразия.

 Возьмем хотя бы размеры живых существ. Мы знаем, что слон значительно крупнее мы­ши, но редко задаемся вопросом, во сколько раз он крупнее. Оказывается, слон в 100000 раз тяжелее мыши, а более миниатюрное млекопитающее — земле­ройка — составляет одну миллионную долю слона.

 Са­мое крупное млекопитающее — синий кит. Самка его достигает 33 м в длину и весит 190 т. Новорожденный ее детеныш длиною 7—8 м весит 3 т. Такое животное, как кит, не могло бы существовать на суше — оно неизбежно было бы раздавлено собственным весом. Вода в 800 раз плотнее воздуха, поэтому она поддер­живает гигантскую массу животного и уменьшает ста­тические нагрузки на скелет.

Интересно, что независимо от размеров тела про­должительность жизни всех млекопитающих, измерен­ная в количестве ударов сердца, примерно одинакова. Сердце кита делает в покое 15—16 ударов в минуту, сердце мыши — около 600, но и у великана, и у малютки за время жизни сердце сокращается около 740 млн. раз. Известно, что существуют люди со сред­ним, ускоренным и замедленным пульсом. Не прояв­ляется ли здесь такая закономерность?..

    Да, скажете вы, природа разнообразна, разнолики и существа, населяющие мир. Но когда эволюция до­шла до венца своего творения — человека, она создала непомерное множество характеров и внешних черт, но устроила всех людей одинаково. Это расхожее мнение столь же справедливо, сколь и ошибочно. Действитель­но, у всех людей одна голова, два глаза, по две руки и ноги, единственное сердце и парные легкие, почки, уши. От рождения люди имеют пятипалые конечности, крупную голову, развитую систему кровеносных сосу­дов, иерархически построенные иммунную и нервную системы. Но сколько же скрытых анатомических отли­чий, делающих представителей человеческого племени в чем-то уникальными и неповторимыми!

Масса головного мозга у разных людей варьирует в широких пределах, причем это не связано прямо с интеллектуальными и прочими способностями. Так, го­ловной мозг Оливера Кромвеля весил 2200 г, И. С. Тур­генева — 2000 г, Анатоля Франса—1000 г, а у Луи Пастера вследствие, вероятно, травмы или перенесен­ного инсульта на месте одного из полушарий был обнаружен лишь рубец, хотя все свои великие открытия он сделал в зрелом возрасте. Показатель абсолютного веса мозга не является определяющим меру таланта и мыслительной активности. Дети вступают в жизнь с большими различиями в структуре мозга, это касается числа и расположения нейронов, анатомии проводящих путей.

Колебания различных типов клеток костного мозга достигают в среднем 22-кратных различий, объема желудка у разных детей 6—8-кратных, масса печени 4-кратных различий. Частота пульса, нормальная для того или иного человека, колеблется от 45 до 105 ударов в минуту, сердце перегоняет через сосуды за тот же срок от 3,16 до 10,8 л крови. Среднее количество воз­духа, обмениваемого в легких за один дыхательный акт, изменяется от 350 до 1300 см3, т. е. между отдель­ными людьми может существовать 4-кратная разница. Частота дыхательных движений варьирует от 4 до 20 в минуту. Общий объем «носовых пазух» у детей отличается в 20 и более раз.         

Даже количество костей в скелетах разных людей неодинаково. Один человек из десяти имеет отличие в строении позвонков, один из двадцати имеет лишнее ребро (чаще мужчины). В анатомических руководствах осторожно говорится, что у человека более 200 костей, специалисты насчитывают от 400 до 680 мышц.

Место вхождения различных нервных стволов в спинной мозг варьирует от индивида к индивиду. Большинство людей имеет 31 пару спинно – мозговых нервов соответственно 30 позвонкам, но некоторые имеют 32 и 33 пары соответственно 31 и 32 позвонкам. У части людей седалищный нерв расположен глубоко и хорошо защищен, у других он, напротив, легко может подвергнуться воздействиям. Тот факт, что люди различаются по типу строения нервов и расположения нервных окончаний, также как и по типу сосудистой системы, имеет большое значение с точки зрения их чувствительности к теплу и холоду, к прикосновению и к боли, возникающей в разных участках тела.

У нашего тела существует своя «мудрость», и в первую очередь это мудрость, проявляющаяся к еде. За 10 лет взрослый человек при умеренном аппетите съедает около 5500 кг разной пищи. Ошибка в балансе на 1% вызвала бы прибавку или потерю в весе до 50 кг. Но «мудрость» тела оказывается столь высокой, что нарушение баланса составляет менее 0,05%. Задолго до того, как стало известно о существовании белков, жиров и углеводов, минеральных солей и витаминов, люди «инстинктивно» поедали их в примерно правильных пропорциях и не страдали от пищевых расстройств.                                                                               

 Ошеломляюще прозвучало и новое открытие Ландштейнера и Левина: не только кровь, но и все выделения человеческого организма — слезы, слюна, пот, желчь, материнское молоко, сперма — имеют груп­повые свойства. Выделения каждого человека относят­ся к той же группе, что и его кровь.                                                                            

Таким образом, учение о группах и факторах крови, общих для какой-то части людей, привело к вероятной характеристике отличий данного индивида. Следует, однако, не забывать, что термин «групповые свойства» отражает достаточную распространенность каждого из изученных показателей, и исследование всех известных на сегодня факторов может проводиться лишь в осна­щенном гематологическом кабинете. И, тем не менее, это ощутимо приближало исследователей к решению и оценке «фактора индивидуальности».                                                                             

Страницы: 1, 2