Реферат: Генетическое разнообразие

ЗАКОНГЕНЕТИЧЕСКОГОРАЗНООБРАЗИЯ

Всеживое генетическиразлично иимеет тенденцию

кувеличениюбиологическойразнородности.

Двухгенетическиабсолютныхособей (кромеоднояйцевых

близнецов, немутирующихклонов, вегетативныхлиний и

немногихдругих исключений), а тем болеевидов живого

вприроде бытьне может.

То, что мыне похожи другна друга, общеизвестно.Мы не схоживсем: обликом, мимикой, походкой, восприятиемокружающегомира, чувствами, мыслями, способностями, здоровьем.Такие одинаковыеи такие не похожиелюди! Среди нихне найдешьгенетическихили психологическихдвойников —ни по соседству, ни на противоположнойстороне планеты, ни в прошлойистории человечества, ни в будущем.

Дажемладенцы, казалосьбы, такие однотипные, с самого началаразнятся множествомповеденческих, эмоциональныхоттенков. Мать, хотя бы развидевшая своедитя, потомникогда егони с кем не спутает.Попробуемпредставитьсебе, что моглобы случить­ся, не будь мы такразнолики.Однотипноене способнок какому-либопрогрессу, ономожет породитьлишь себе подобное, вертикальнаялестница становитсяпо­логой кривой.Генетическоесходство затруднилобы воспроизведениежизни, сделалобы нас беззащитнымик опустошительныминфекциям, истребило бытворче­ствокак высшеепроявлениеиндивидуальногосамо­выражения.Человеческиеконтакты пересталибы быть необходимыми, так как каждыйбы видел в другомлишь свое отражение, но не продолжение.Прекратилсябы и биологический, и нравственныйпрогресс. Природаначинала соднотипногои навсегдаотказаласьот этого.

Всвоем стремлениипородить наиболеесовершенныесущества природапроявилапоразительноеразнообра­зиерешения частныхзадач. 300 млн. летназад Землютоптали чудовищаДлиной более25 м и массой свыше50 т. А в водахокеана существовали резвится посию пору самыймаленькийпозвоночныйорганизм, длинакоторого всего8 мм. Муха пролетаетза секундурас­стояние, в 1000 раз превышающеедлину ее тела, и в то же времяесть абсолютнонеподвижныепаразити­рующиеорганизмы.Некоторыеклетки, к примеру, нерв­ные, невосстанавливаются, а вот побегимолодого бам­букавырастают всутки до 40 см.Генофонд человекасо­ставляютмиллионы генов, кодирующихсложнейшиефункции организма.Простейшиеживые существа— вироиды, лишенныедаже белковойоболочки присущейвирусам, имеютгенетическуюинформациювсего из 360 нуклеотидов.Как видим, природане поскупиласьна контрастыи противоположности.

Малоутверждать, что природане терпитединообра­зия, естественнаяее историясвидетельствуето некоем, всеувеличивающемсятемпе порожденияразнообразныхформ живого.

В извечномжизненномконфликте«жертва—паразит»мощным естественнымпобудителемвыживанияжертвы былаизменчивостьна­бора еебелков, но ипаразитирующиеорганизмы, что­бы не вымереть, должны былиразвиватьсяв том же направлении.Тому же способствовалимножественныевраждебныефакторы внешнейсреды — от ландшафтаи климата докосмическихи радиационныхвлияний. У человекапримерно 106генов, которыене возниклииз ничего, асозданы всемиего биологическимипред­ками, начиная отпервой праклетки, не менее чемза 109 лет жизни.Каждый генпредставленобычно при­мернодесятью версиями(аллелями), т.е. способенкодироватьстолько жеразновидностейпризнака. От­сюдагенофонд человекабудет содержать107 единицнаследственнойинформации.Природа перепробоваласотни разныхгенетических«диалектов», пока не вос­создала«язык» самогополиморфногои процветаю­щеговида живого.Каждый из насполучил какбы эстафетужизни, переданнуюему миллионами«проб­ныхобразцов»жизни.

Мы живем лишьв ранней стадии«эры человека», и если сам человекне ста­нетуничтожителемживого, ему ещепредстоитдолгая эволюция.Доказательствомэтого служити огромный фондгенетическойинформации, обеспечивающийпрак­тическуюнеисчерпаемостьвариантовособей.

Среди5 млрд. человеческихиндивидуальностей, од­новременноживущих нанашей планете, нет двух оди­наковыхне только потворческомупочерку и сужде­ниям, но и по анатомическомустроению. Неповторим«рисунок»подушечекпальцев, ладоней, губ каждогочеловека. Нетдвойников порасположениювен на ру­кахи ногах, по рельефууха, узору сетчаткиглаза, архитектурекостного скелета.У каждого человекаиндивидуальностроениемикрокристаллическойрешет­ки зубнойэмали, химическийсостав волос, содержаниев крови микроэлементов, баланс гормонов, микрострук­туранервной системы.Если мы говоримо сходствекаких-то индивидов, то либо сознательнопренебрегаемдеталями ичастностями, либо имеемнесовершенныйаппарат исследования.Одинаковыхв физиологическомотношении людейнет. И каждыйоставляет свойнепо­вторимыйслед на земле.

Еслибы различиякасались лишьзримых признаков, то несходствоиндивидуальностейне было бы стольважным. Ну, пускай, у разных людейнеодинаковсосуди­стыйузор или размерывнутреннихорганов, нопочки и легкиепостроены изодних и тех жеанатомическихэлементов —нефронов иальвеол, а составныебелки молекулгормонов инервных центроводинаковы. Таки листья одногодерева отличаютсяпо форме и «ри­сункупрожилок», нов каждом случаевсе эти листьядубовые илиберезовые.

Носуществует(у каждого изнас) определеннаякомбинацияатомов и молекул, которая принадлежитмне и толькомне и отсутствуету любого другогочело­века иживотного. Онидают моемуорганизмууникаль­ныйстереотип, который определяетменя, распознаетто, что составляетчасть меня, ивидит величайшуюугрозу во всем, что не являетсямною. Именноэти атомы имолекулы входятв состав «опознавательныхзнаков», которымиотмечены всеклетки моеготела. У другого, те же атомы имолекулы даютдругие знаки, и совместитьэти знаки водном теленельзя.

Специфическиебелки клеток, о которых идетречь, впервыебыли открытыв опытах потрансплантацииорганов и тканей.О них биологияузнала сравнительнонедавно. Поначалуказалось, чтоэти белки лишьпре­пятствуютприживлениючужих тканейпри искусствен­номих соединениис другиморганизмом—трансплан­тации, почему их иназвали«трансплантационными».Но далее сталоясным, что этибелки отражаютсамые глубинныепроцессы, характерныедля жизнедеятельно­стикаждой индивидуальности.Появился термин«белки тканевойсовместимости»(далее из-зачастоты употреб­лениябудем их сокращенноназывать белкамиТС), а в болееафористичномсмысле — белки«самости» (т.е.белки самогосебя, своейтелеснойиндивидуальности).

Каждыйчеловек имеетуникальныйсостав этихбелков, посколькугены, заведующиеих синтезомна поверхностиклеток, достаточномноже­ственны.Эти же белкиопределяютгармоническуюсовокупностьвсех составныхэлементов тела, клетки общаютсяи взаимодействуютс другими клеткамитоль­ко в техслучаях, когдау них одинаковые«опознава­тельныезнаки» — одини тот же набори конфигурациябелков ТС. Входе эволюциии усложненияживых организмовколичествои возможныевариации этихгенетических«значков»нарастали.Самые простыеобо­значениянесут на своейповерхностидаже примитивныеформы, по мереусложнениябиологическихорганизмовусложняетсяи этот генетическийалфавит, достигаянаибольшегомногообразияу человека.

Алфавитбелков ТС единдля всех людей, в него входитнемногим более100 букв, разделенныхна груп­пы.Каждому из насприсуща лишькомбинацияиз не­сколькихбукв этогоалфавита, нонаш собственныйгенетическийпароль неповторим.Различия могутбыть большимиили малыми, отродителей мыотличаемсяполовинойприсущих намбукв, но у всехдетей, за исключениемоднояйцевыхблизнецов, порядок буквиной, чем у отцаи матери, сестрыи брата.

Числовозможныхсочетаний изэтих белковыхбукв чрезвычайновелико. В историичеловечестваникогда неповторитсягенетическийпароль Пушкина, Ньютона, Эйнштейнаили Ломоносова.Без ложногопафоса можносказать, чтовсе мы неповторимы, потому чтоникогда неимели и не будемиметь генетическойкопии.

Лингвистысчитают, чтов мире сейчассуществуетнемногим менее3 тыс. языков.Большинствоиз них имеетдревнюю историю.Но биологическиглавный языктелеснойиндивидуальностичеловечествоначало изучатьлишь несколькодесятилетийназад. И посте­пенностало ясным: как разговорныйязык служитлю­дям оружиемобщения ивзаимопонимания, так и «язык»белков ТС понадобилсяприроде в качествеинструментаобщения и шлифованияформ живого.Сейчас мы многоезнаем об участииэтих молекулжизни в обменемежклеточнымисигналами иналажи­ваниизащитных реакций.

Генетикии психологизнают о важнойроли гено­типав формированиииндивидуальныхразличий, встроении ифункции нервнойсистемы. Разныелинии мышейнеодинаковобыстро решаютзадачи прилабо­раторномих обученииэлементарнымнавыкам. Этиособенностиоказываютсянаследуемыми.У людей такназываемыйкоэффициентумственногоразвития, опре­деляемыйнабором специальныхзадач, оказываетсяодинаковымв случае однояйцевыхблизнецов (онра­вен разницепри тестированииодного и тогоже инди­вида), имеет минимальныеразличия удвуяйцевыхблизнецов изначительные— у обычныхбратьев и се­стер.Естественно, что эти наследуемыеособенностикасаются невсей структурымозга, а исходныхспосо­бов ееобразования.Клеток головногомозга многоменьше, чемсвязующих ихучастков, акаждая такаясвязь прокладываетсяв ходе жизни.Более четкона­следуютсяособенноститемперамента, математическиеспособности, хуже — музыкальные...

Коэффициентгенетическойзависимостиумственногоразвития, какпоказалиэкспериментальныеданные, близокк 0,5. Это означает, что, как и в случаенасле­дованиябелков ТС, наследуетсяприблизительно50% интеллектуальныхспособностей.

Природа, этот искуснейшийизобретатель, сконструиро­валав процессеэволюции неисчислимоеразнообразиежизненных форм.Поэтому клонированиеугрожает главномудвигателюэволюции —генетическомуразнообразию.Генотип любогочеловека состоитиз комбинациигенов его родителей, и именно этавысокая комбинаторикапозволяет видусопротивлятьсяокружающейсреде — выживать.Другими словами, у клонов небудет никакогоиммунитета.Ведь клонированиепредполагает, что клоны однойоплодотвореннойклетки будутпересаженыв сотни маток, где им надлежитразвиваться.Поэтому всеродившиесяклоны будутгенетическиодинаковыми.А мы живем средивирусов, бактерий, патогенныхорганизмов, которые постоянномутируют. Людиприспосабливаютсяк ним за счетгенетическогоразнообразия.А клон неизбежнобудет пораженпервым же самымпростейшимвирусом, например, обычным вирусомгриппа.

Таккак одной издвижущих силпрогрессивногоразвития являетсяуровень разнообразия.

Возьмемхотя бы размерыживых существ.Мы знаем, чтослон значительнокрупнее мы­ши, но редко задаемсявопросом, восколько разон крупнее.Оказывается, слон в 100000 разтяжелее мыши, а более миниатюрноемлекопитающее— земле­ройка— составляетодну миллионнуюдолю слона.

Са­моекрупное млекопитающее— синий кит.Самка его достигает33 м в длину и весит190 т. Новорожденныйее детенышдлиною 7—8 м весит3 т. Такое животное, как кит, не моглобы существоватьна суше — ононеизбежно былобы раздавленособственнымвесом. Вода в800 раз плотнеевоздуха, поэтомуона поддер­живаетгигантскуюмассу животногои уменьшаетста­тическиенагрузки наскелет.

Интересно, что независимоот размеровтела про­должительностьжизни всехмлекопитающих, измерен­наяв количествеударов сердца, примерно одинакова.Сердце китаделает в покое15—16 ударов вминуту, сердцемыши — около600, но и у великана, и у малютки завремя жизнисердце сокращаетсяоколо 740 млн. раз.Известно, чтосуществуютлюди со сред­ним, ускоренными замедленнымпульсом. Непрояв­ляетсяли здесь такаязакономерность?..

Да, скажете вы, природа разнообразна, разнолики исущества, населяющиемир. Но когдаэволюция до­шладо венца своеготворения —человека, онасоздала непомерноемножествохарактерови внешних черт, но устроилавсех людейодинаково. Эторасхожее мнениестоль же справедливо, сколь и ошибочно.Действитель­но, у всех людейодна голова, два глаза, подве руки и ноги, единственноесердце и парныелегкие, почки, уши. От рождениялюди имеютпятипалыеконечности, крупную голову, развитую системукровеносныхсосу­дов, иерархическипостроенныеиммунную инервную системы.Но сколько жескрытых анатомическихотли­чий, делающихпредставителейчеловеческогоплемени в чем-тоуникальнымии неповторимыми!

Массаголовного мозгау разных людейварьирует вшироких пределах, причем это несвязано прямос интеллектуальнымии прочимиспособностями.Так, го­ловноймозг ОливераКромвеля весил2200 г, И. С. Тур­генева— 2000 г, АнатоляФранса—1000 г, ау Луи Пастеравследствие, вероятно, травмыили перенесен­ногоинсульта наместе одногоиз полушарийбыл обнаруженлишь рубец, хотя все своивеликие открытияон сделал взрелом возрасте.Показательабсолютноговеса мозга неявляется определяющиммеру талантаи мыслительнойактивности.Дети вступаютв жизнь с большимиразличиямив структуремозга, это касаетсячисла и расположениянейронов, анатомиипроводящихпутей.

Колебанияразличных типовклеток костногомозга достигаютв среднем 22-кратныхразличий, объемажелудка у разныхдетей 6—8-кратных, масса печени4-кратных различий.Частота пульса, нормальнаядля того илииного человека, колеблетсяот 45 до 105 ударовв минуту, сердцеперегоняетчерез сосудыза тот же срокот 3,16 до 10,8 л крови.Среднее количествовоз­духа, обмениваемогов легких заодин дыхательныйакт, изменяетсяот 350 до 1300 см3, т.е. между отдель­нымилюдьми можетсуществовать4-кратная разница.Частота дыхательныхдвижений варьируетот 4 до 20 в минуту.Общий объем«носовых пазух»у детей отличаетсяв 20 и более раз.

Дажеколичествокостей в скелетахразных людейнеодинаково.Один человекиз десяти имеетотличие в строениипозвонков, одиниз двадцатиимеет лишнееребро (чащемужчины). Ванатомическихруководствахосторожноговорится, чтоу человекаболее 200 костей, специалистынасчитываютот 400 до 680 мышц.

Местовхожденияразличныхнервных стволовв спинной мозгварьирует отиндивида киндивиду. Большинстволюдей имеет31 пару спинно– мозговыхнервов соответственно30 позвонкам, но некоторыеимеют 32 и 33 парысоответственно31 и 32 позвонкам.У части людейседалищныйнерв расположенглубоко и хорошозащищен, у другихон, напротив, легко можетподвергнутьсявоздействиям.Тот факт, чтолюди различаютсяпо типу строениянервов и расположениянервных окончаний, также как и потипу сосудистойсистемы, имеетбольшое значениес точки зренияих чувствительностик теплу и холоду, к прикосновениюи к боли, возникающейв разных участкахтела.

Унашего теласуществуетсвоя «мудрость», и в первую очередьэто мудрость, проявляющаясяк еде. За 10 летвзрослый человекпри умеренномаппетите съедаетоколо 5500 кг разнойпищи. Ошибкав балансе на1% вызвала быприбавку илипотерю в веседо 50 кг. Но «мудрость»тела оказываетсястоль высокой, что нарушениебаланса составляетменее 0,05%. Задолгодо того, какстало известноо существованиибелков, жирови углеводов, минеральныхсолей и витаминов, люди «инстинктивно»поедали их впримерно правильныхпропорцияхи не страдалиот пищевыхрасстройств.

Ошеломляющепрозвучалои новое открытиеЛандштейнераи Левина: нетолько кровь, но и все выделениячеловеческогоорганизма —слезы, слюна, пот, желчь, материнскоемолоко, сперма— имеют груп­повыесвойства. Выделениякаждого человекаотносят­сяк той же группе, что и его кровь.

Таким образом, учение о группахи факторахкрови, общихдля какой-точасти людей, привело к вероятнойхарактеристикеотличий данногоиндивида. Следует, однако, не забывать, что термин«групповыесвойства»отражает достаточнуюраспространенностькаждого изизученныхпоказателей, и исследованиевсех известныхна сегодняфакторов можетпроводитьсялишь в осна­щенномгематологическомкабинете. И, тем не менее, это ощутимоприближалоисследователейк решению иоценке «фактораиндивидуальности».

Рисункикожных покровов

АльфонсБертильонразработалпер­вый антропометрическийметод идентификациипреступ­ников.Он основывалсяна том, что любойчеловек от­личаетсяот всех другихразмерамиотдельныхчастей, тела, а сумма этихразмеров даетхарактернуюдля каждогочеловека формулу.Можно выявитьотпечаткипальцев давностьюдо 10 лет на самыхразных поверхностях, в том числе инегладких.

Типы рисункови их размерыподчиняютсяопределеннойгенетическойзависимости.Они передаютсяпо наследству.Дети наследуютне только общийузор, но и минуции— мелкие деталисоответствующегопальца родителей.Как и другиехарактеристики, в том числе игруппы крови, цвет глаз, типвкусовойчувствитель­ности, они могут применятьсядля изучениямеханизмовэволюции человеческихсообществ. Дляевропейскихнародов большехарактерны«петлевые»узоры на паль­цах, у народов Востокапреобладают«завитки».Вен­герскийученый ШандорОкрёс в своейкниге «Наследо­ваниепапиллярныхузоров» перечислил60 признаков, по которымвозможнаидентификацияличности и вспорных случаяхпроводитсяустановлениеотцовства. Внастоящее времяк пальцевымрисункамприсоеди­няютузоры ладонейи стоп. Все попыткиуничтожитьили изменитьпапиллярныелинии оказалисьбезуспеш­ными.Линии всегдапоявлялисьвновь.

Прихотливостьрасположениядерматоглифическихлиний не толькоотличает каждогочеловека отвсех других.Какая-либолиния можетвстречатьсяс повы­шеннойчастотой средипредставителейодной семьиу родителей, детей и внуков.Подчас представителиэтой семьиоказываютсяносителямикакой-то наслед­ственнойаномалии, этоуказывает насвязь кожногорисунка сфункционированиемопределенныхгенов.

Дерматоглифыв виде прихотливоизогнутой петличасто встречаютсяу носителейврожденныхсердечныхзаболеванийи при известнойхромосомнойаберрации, обозначаемойтрисомией 21. Впоследнемслучае вместодвух нормальныххромосом 21-йпары обнаруживаютсятри такие хромосомы, что ведет кнекоторымнаруше­нияминтеллекта.Повышеннуючастоту кожногорисун­ка в видеарки находяти при трисомии18-й пары хромосом, обычно обрекающейноворожденныхна преждевременнуюсмерть. Такаяже дерматоглифическаяособенностьприсуща носителямврожденнойум­ственнойотсталости, шизофрениии в некоторыхслуча­ях неправильногоразвития половыхпризнаков.Ри­сунки в видезавитка илиспирали в частислучаев ассоциируютсяс аномалиейполовых хромосом.

Неповторимыйузор папиллярныхлиний пальцев, ладоней, губслужит телесным«паспортом»организма.Установлениесвязи дерматоглифовс физиологическимиреакциямиорганизмаоткроет новыеи достаточнопростые ориентирыдля индивидуальнойдиагностикиразных патологическихсостояний иливрожденногопредрасположенияк ним.

ИндивидуальностьДНК

Довольнобольшая молекулаДНК содер­житмножествогенов, в каждомиз которыхзаключенаинформацияо синтезе строгоопределенногобелка, Вдольмолекулы ДНКрасположеныфрагменты, повто­ряющиесямножество раз.

Этиповторяющиесяпоследовательностимогут со­стоятьиз 15, 20 и 25 аминокислотныхостатков, ураз­ных людейпо-разному. Водном местеони повторяются10 раз, в другом20, 30, занимая домногих тысячраз­личныхучастков. Джеффризназвал этигруппы после­довательностей«микроспутниками».У всех людейразное числотаких микроспутников.Различно иотно­шениеих длины, у некоторыхмного длинныхи мало коротких, у других многосредних и малодлинных. На­конец, внутри каждойпоследовательностиприсутствуетразличное числонуклеотидов.

Вероятностьтого, что двачеловека, заисключениемоднояйцевыхблизнецов, имеют одинаковоечисло микро­спутников, ничтожна. Посколькуподвижностьмо­лекул в телепод влияниемэлектрическогополя зависитот их размера, то с помощьюэлектрофорезаи примене­нияспециальныхнуклеотидных«зондов» можнополу­читьсвоеобразныефотографииДНК каждогочелове­ка. Наэтих фотографияхвместо глаз, носа и рта виднытонкие, средниеи широкие полоски.

Еслиследователемна месте совершенияпреступле­нияобнаруженыволосы, следыкрови или другихвы­делений, даже следыслюны на окурке, то он по спектруполос от молекулДНК биологическогообъекта можетсоставитьточный генетическийпортрет преступника.

Вжизни нередковозникаетситуация, когдапо ка­ким-либопричинам экспертамнужно доказатьили отвергнутьутверждение, что данныйребенок — сынили дочь тогоили иного лица.Идентификациягруппы крови, дактилоскопическаяэкспертизане являютсяис­черпывающими.Но достаточнобиологу взятьпо одной клеткеу ребенка иродителя, выделитьиз них ДНК исравнить ихмолекулярныепортреты, каксомнений неостается. Вспектре полосребенка и спектреполос отца илиматери обязательноимеется общийучасток «генетическихотпечатков».

Несложныйматематическийподсчет показывает, что комбинацияиз десяти генов, имеющих всегочетыре аллельныхварианта, можетдать количествоожидаемыхвариантов, исчисляемоепятизначнойцифрой. А чтоже говоритьо живых конструкциях, состоящих изсотен, тысяч, миллионовгенов? Темпразвития вживой при­родесложноорганизованныхформ, многоаллельности, частоты мутацийи генетическихрекомбинаций, как мы видели, неотвратимовозрастал. Этонаводит намысль, что природана всем протяженииживой жизниреали­зовывалазаложенноев ней исходностремлениек раз­нообразию, отличиям.

Чтодвижет разнообразием

Ученыеразвили представленияо прогрессивномразвитии живогомира. Они подчеркивали, что носителямиэтого прогрессамогут быть каквысоко -, так инизкоорганизованныеформы. В общейформе успехорганизмовв борьбе засуществованиеможет достигатьсяразличнымипутями. Однимиз них, как полагалинекоторыебиологи, можетслужить приспособлениеорганизмовк меняющимсяусловиям внешнейсреды путемувеличениячисленностивида, расширенияплощади егорасселения.В услож­няющейсябиосфере Землина определенныхэтапах живоемогло сохранитьсятолько за счетувеличенияформ растительногои животногоцарства.

Мейенсчитал, что вэволюции феноменразнообра­зияиграет стольже важнуюсамостоятельнуюроль, как прогресси приспособление.Более того, стимул к раз­витиюразнообразиягенетическинаследуется.Если какой-либоразнообразный ряд орга­низмовпорождаетмутанта, то иэтот мутант, выжив, обеспечиваетаналогичныйряд полиморфныхорганизмовс такими свойствами, которыми обладалиособи роди­тельскогоотряда, но неон сам.

Прианализе явленийразнообразиякак одной издвижущих силпрогрессивногоразвития необходимоучитыватьбиологическийуровень этогоразнообразия: видовой, групповой, организменный, клеточный, моле­кулярный.Уже давно сталоочевидным, чтокритериембиологическогопрогресса видаслужит неколичествен­ноепредставительствоего особей, которое неизбежнодолжно иметькакую-то конечнуювеличину, аразно­образиегрупп внутривида или видовв более крупныхсообществах.Появлению этихгрупп способствовалоприобретениекаких-либополезныхприспособительныхпризнаков илиреакций.

Средидвух сообществ, наиболее успешнозавоевавшихсушу,— насекомыхи млекопитающих— также наметилосьвыраженноеразнообразиевидов. В одномслучае оно былодвижимо такимибиоло­гически признаками, как хитиновыйпокров, трахейноедыхание, бы­стротазавершенияэмбриональногоразвития. Вслучае млекопитающихприспособительнымистимуламияви­лисьтеплокровность, живорождение, центральнаянерв­ная система, иммунитет, сознание.

Гетерогенность— это общебиологическоеявление, расширяющеенорму реакций, увеличивающееприспособительные, адаптивныеспособностиорганизма, обеспечивающее, в конечномсчете, разнообразиеособей. Сужениеграниц реактивностина любом уровне(мо­лекулярном, клеточном, организменном)ведет к умень­шениюдля популяциишансов уцелетьпри любыхэкологическихкатастрофахили опустошительныхин­фекциях.

Итак, с одной стороны, жесткие границыиндивиду­альности, с другой —неограниченныйпростор дляваяния различий.

Паразитизми защита

У организмачеловека многоврагов. Враговвнешних и внутренних.К неблагоприятнымвоздействиям, кото­рые объединеныпонятием факторовокружающейсре­ды, за многиемиллионы леторганизмприспособилсядостаточнохорошо. Понижаетсятемпературатела — суживаютсякровеносныесосуды, замедляютсясокра­щениясердечноймышцы, становитсяреже дыхание, приостанавливаетсяпотоотделение, усиливаетсяэнерге­тическийобмен. Возникаеттревожнаяситуация: уси­ливаетсясекреция гормоновнадпочечникамии гипофи­зом, с увеличеннойнагрузкойработает щитовиднаяжелеза, учащаетсяпульс, активизируетсяперистальтикакишечника, мобилизуютсявсе органычувств, «прояс­няется»сознание. Всеэти бессознательныереакции, отработанныеэволюцией иоснованные, как мы говорим, на безусловныхрефлексах, требуют кооперациимиллио­новклеток, включениямиллиардовклеточныхрецепто­ров, фундаментомкоторых служатбелки ТС.

В понятиевнешней средывходит и окружающийнас микромир.Мы — его часть, мало чем отличающаясяпо исходномубиохимическомуматериалу.Белки микроор­ганизмов, растений иживотных состоятиз 20 одинако­выхаминокислот.Образованиемолочной кислотыв бак­териях, мышцах животныхи человекатребует участияодних и тех жеферментов.Генетическийкод всего жи­вогоуниверсален.Жизнь единаи потому, чтосуществу­етпоразительноесходство междуметаболическимипро­цессамиу низших и высшихорганизмов.В какой-то мереобщими являютсяи методы приспособлениядаже далекихвидов к наилучшемувыживанию.

Выживаниебиологическоговида определяютмногие факторы.К ним относятсясоотношениеполов и репро­дуктивныйпотенциал вида, т. е. число жизнеспособныхпотомков, приходящихсяна одного родителяв единицу времени.Сюда же относятсумму факторов, от которыхзависят добываниепищи и скоростьразрушенияинди­видуума.Важнейшимфактором выживанияявляется системасамозащитыорганизмовот врагов внешних—патогенныхмикроорганизмови внутреннихклеток, выходящихиз-под организменногоконтроля.

Дляуспешной конкуренциипаразиту необходимо, чтобы процессего роста былбыстрым иэффективным, поэтому конечнаяцель его деятельности— новая клетка.

Большинствоизученныхмикробов размножаетсяочень быстро, время удвоенияих биомассысоставляет20 мин — 2ч.

Нодаже самые злыеиз них ищут иубивают неполноценныеклетки хозяина, а организм вцелом их неинтересует.При накоплениимикробов илиих токсиновхозяин оказываетсяубитым «какбы заодно».

В ходе эволюциискорость мутацииатакующегои атакуемоговидов возрастала.Паразит мутировалв сто­рону лучшейадаптации киндивидуальнымбелкам хозяинаи защиты от егоиммунитета.Мутации хозяинасообщали емуустойчивостьк паразиту, врезультатемножился полиморфизмпредставителейданного вида.В ходе такого«соревнования»каждый видизбежал губительногоконтакта скакими-то опаснымивозбуди­телямиболезней. Косвеннымуказанием наэто служитестественнаяустойчивостьчеловека к рядузаболеванийживотных (чумесобак, сибирскойязве или осперога­того скота), а те, в свою очередь, оказалисьневоспри­имчивымик ряду людскихболезней.

Человекживет в непосредственномконтакте сса­мыми разнымипаразитами— микробами, вирусами, грибками, заполняющимивоздух, воду, почву и пищу.Каждый из наснаходится впостояннойосаде со сто­роныэтих агрессоров, но, к счастью, незаметно длясебя он отражаетштурм за штурмом.Захватчиковустраня­юткожный барьер, естественныепестициды пота, слю­ны, слез, желудочногои кишечногосоков. Их погло­щаетслизь носоглотки, чтобы отторгнутьпри чиханииили кашле, когдавнешняя защитане сработала.Но если все жепатогенныемикроорганизмысвяжутся стканями, топугающая быстротаразрушенияклеток организмаза­ставляетвступить всражение всюармию иммунитета.

Можно лишьпоражатьсягибкости иммуннойсисте­мы. Количествовозможныхрецепторов, распознающих«свое» и «чужое»на Т- и Б-лимфоцитах, необозримо, Все это разнообразиеобеспечиваетсяс помощьюком­пактногонабора из 100 тыс.генов.

Геныи болезни

Примеровнеодинаковойчувствительностилюдей к тем илидругим заболеваниямможно приводитьмно­го. Известно, что при любойэпидемии гриппанекото­рыелюди не болеютвообще, а другиеболеют по несколькораз в сезон.

Примерыдостовернойсвязи некоторыхзаболеванийс группамикрови былиполучены приматематическоманализе и сравнениипредставительныхгрупп здоровыхи больных. Оказалось, что лица с 0 группойкрови чащеболеют гриппом, но реже ангинамии ревмокардитом, вызываемымгемолитическимстрептококком.Эпидемии да­валиматериал, свидетельствующий, что при прочихравных условияхлюди с группойкрови 0 чащезаража­ютсячумой, а с группойА — чаще болеютоспой. У носителейгруппы А чащевстречаетсярак желудка, при группекрови 0 пре­обладаетязвенная болезньдвенадцатиперстнойкишки. Кровеносныесосуды людейс группой кровиА более подверженызакупоркесгусткамикрови, а пригруппе крови0, напротив, отмечаетсясклонностьк кровоте­чениям.

Значительноболее убедительныйматериал погенетическойпредрасположенностик болезням былпо­лучен прианализе «природногофеномена»- близнецовости.Именно у генетическитождественныходнояйцевыхи сближенныхдвуяйцевыхблизнецов можновыявить тефизиологическиеи патологическиереакции, которыеявляются очевидноврожденными, а не форми­руютсяусловиями жизнии окружением.

У однояйцевыхблизнецовполностьюсовпадаютгруп­пы крови, у них одинаковыкожные узорына кончикахпальцев, ладоняхи губах, идентичностроение зубови каркаса зубнойэмали, совпадаютвкусовые восприя­тия, темперамент, эмоциональныереакции. Любыеин­теллектуальныеили психологическиетесты даютмини­мальныйразброс. Ониодинаковореагируют намеди­каментозныесредства и даютсходные аллергическиереакции. У двуяйцевыхблизнецов всеэти признакимогут не совпадать.

Еслиодин из однояйцевыхблизнецовзаболел корью, то вто­рогоэта болезньпоражает в 98%случаев (удвуяйцевых—в94% случаев), прикоклюше этицифры соот­ветственно97 и 93%, при свинке—82и 74%. Воз­можно, что высокийпроцент совместногозаболеванияобъясняетсяв таких случаяходновременныминфицированиемдетей, но этоне согласуетсяс отмеченнойраз­ницей междугенетическитождественнымии нетожде­ственнымиблизнецами.

Ещеболее разительнырезультатыизучения болезнейзрелого возраста.Туберкулезомвторой идентичныйблизнец заболеваетв 67% случаев(неидентичныйблиз­нец—в23% случаев), ревматизмом—в47 и 17, сахар­нымдиабетом — в65 и 18, шизофренией— в 69 и 10, эпилепсией—в67 и 3%. При ряденедугов высокине только вероятностьзаболеваниявторого близнеца, но одинаковыклиническаякартина заболевания, особен­ностиего теченияи исхода.

Генетическаяобусловленностьмногих заболеванийна примереблизнецовпрослеживаетсяуже при рожде­нии.

Оченьпоказательнытакже наблюдения, касающиесятак называемых«редких» болезней.Не так уж частовстречаетсяформа краснойволчанки, сопровождающая­сярасплавлением(некрозом) головкибедреннойкости. Имеетсянаблюдениенад идентичнымиблизнецами, раз­лученнымив 3 месяца послерождения ивыросшими вразной среде.Диагноз краснойволчанки уодной из сестербыл поставленв возрасте 14лет, у другой—в21 год. Асептическийнекроз развилсясоответственночерез 2 года и6 лет после началаволчанки. Этолиш­нее свидетельствотого, что многиезаболевания, тради­ционнообъясняемыеизменениямиобмена илиинфек­цией, связаны достаточнотесно с наследственнымиосо­бенностямиорганизма.

Ктоне болеет раком

Ракстоит средидругих болезнейособняком, потому чтораковая клетка— это своя жеклетка, но ведетона себя, какчужая. Когдаклетка встаетна путь «бунта»против организма, начинаетсяшквал событий, в итоге которогоорганизмуприходитсякапитулировать.Рак оцениваютдаже как своеобразнуюплату за многоклеточностьорганизма.Опухоли считаютдоброкачествен­ными, если они растуттолько в одномместе, локально; злокачественныеопухоли имеюттенденцию краспро­странению.Но не у всехживотных опухолиспособны приниматьзлокачественноетечение.

Нескольколет назад средствамассовой информацииживо обсуждалипроблему катрекса— вещества, полу­ченногоиз печеничерноморскойакулы и обладающего, по мнению рядаисследователей, активнымпротивоопу­холевымдействием.

Биологамхорошо известно, что у некоторыхживотных раклибо совсемне встречается, либо излечиваетсяестественнымобразом. В миренасчитываетсяоколо 300 видовакул, и у всехих, от экземпляровв 30 см до многотонныхгигантов, ракпочти не встречается.Та­кая же картинаимеет местоу скатов.

Своеобразнасудьба злокачественныхновообразова­нийу китов. Китыв целом болеюттеми же заболе­ваниями, что и люди; уних встречаютсяангины, плев­риты, пневмонии, цирроз печени, почечные камни, в ста­рости— атеросклероз.Описан и случайс кашалотом, у которого былинайдены следынедавно перенесенногоинфаркта миокарда.Болеют китыи раком, однакоих организмкаким-то волшебнымобразом справляетсяс этим заболеванием: опухоль обволакиваетсяживыми тканямии заключаетсяв своеобразнуюкапсулу, лишен­нуюкровеносныхи лимфатическихсосудов. Ракв таких случаяхне дает метастазов, а потому и неявляется смертельнымнедугом. Защитныймеханизм, лежащийв основе такойизоляции раковыхклеток, остаетсянеиз­вестным.

Но те вещества, которые помогаютданному видуживотных избегатьрака, не обязательнодолжны явитьсяспасительнымлекарствомдля человека.И это активноевещество встоль же активномсостоянии ещенужно выделитьиз экстрактаразрушенныхклеток жи­вотного. Раковыеклетки необычайнобыстро приспосабливаютсяк любому неблагоприятномудля них агенту.Появляют­сяновые резистентныеклоны тех жеклеток и растут, высокоизменчивыеи неуязвимые.

Профильраковой клетки

Слово«рак» является, вероятно, самымпугающим вмедицинскомлексиконе. Хотяраком согласностатистикеболеют в 10 разреже, чемсердечно-сосудистымизабо­леваниями, боятся этогодиагноза в 100раз больше.Ежегодно около20% смертей вызваныраком.

В какой-тонеуловимыймомент ранеепослушнаяорганизмуклетка перестаетподчинятьсяобщим для всехэлементов телакомандам иначинаетнеупорядо­ченноразмножаться.Это свойствопередаетсявсем ее потомкам.Дочерние клетки, еще болееагрессивные, чем клеткипервичногоопухолевогоузла, разносятсятоком кровиили лимфы вотдаленныеучастки тела, образуя метастазы.Налицо нарушениетого биологическогопро­цесса, который сформулировалСент-Дьерди:«Все жи­воестремится растии размножатьсядо бесконечности, но когда клеткиучаствуют всовместномсоздании сложногоорганизма, ихрост долженрегулироватьсяс учетом интересовцелого».

К раковымклеткам применимтермин «дедифференцировка», или развитиевспять. Некое«омоложение»малигнизированныхклеток сопровождаетсяпотерей техфункций, которыебыли возложенына них эволюцией, т. е. железистойклетке — выделятьпот или слизь, мы­шечной клетке— сокращаться, нервной клетке— приво­дитьимпульс.

Секретмалигнизациикроется в изменениидыхательныхферментов ипотере клеткойспособностинормальнодышать. Раковаяклетка переходитна бескислородноедыхание, какбы обращаяськ способу добыванияэнергии древнимиорганизма­ми, существовавшимина Земле доэпохи фотосинтеза.В силу этогораковая клеткастановится«сластеной»— свои потребностив энергии онавосполняетза счет глю­козы, расщеплениекоторой онатоже не доводитдо конца. Приэтом теряетсяльвиная долязаложеннойв углеводахэнергии, апромежуточнымипродуктамиброжения отравляетсяорганизм.

Раковыеклетки являютсяне только «ловушками»глюкозы, но и«перехватчиками»нуклеотидов, белков, азотистыхоснований, витаминов. Чемполноценнеепи­тание организма, тем большийпищевой ассортиментполучает опухоль, постоянновыигрывающаяконкурен­циюсо здоровымиклетками заусвоение полезныхмо­лекул. Этонелишне помнитьв связи с распространен­ныммнением, чтоонкологическиебольные нуждаютсяв особо полноценнойдиете.

Междуживыми клеткамитоже соблюдаетсяопреде­леннаядистанция, регулируемаясилами сцепленияи от­талкивания.Это не толькоконтактноеторможение, но и действиерастворимыхфакторов роста.Деление стро­гоупорядоченодля разныхтипов тканей, некоторыеклетки вообщене делятся(нейроны, эритроциты).Но раковыеклетки не слушаютсязаконов контактноготор­можения(у них нарушенаклеточнаямембрана) иро­стовыхфакторов (факторроста онивырабатываютса­ми). Нормальныеклетки прихотливык условиямвнеш­ней среды, они с трудомподдаютсякультивированиювне организма.Раковые клеткирастут в стеклянныхсосудах в несколькослоев покры­ваясвоей плотноймассой всесвободноепространство.

Малигнизациюнормальныхклеток вызываютхими­ческиеканцерогены, радиация, ультрафиолетовоеоблу­чение, травма, онкогенныевирусы. Независимоот характеравоздействиянормальнаяклетка, чтобыстать раковой, должна утратитьспособностьслушаться двухважнейшихорганизменныхсигналов: одного—стиму­лирующегодифференцировку, другого —стимулирую­щегоделение, рост.В ней должнопроизойти некоегенетическоепреобразование, в ходе которогонормальныерегуляторныегены под действиемвнутреннихи внешних причинпревратятсяв гены рака.Белки, кодируе­мыеонкогенами(генами рака), отличаютсяот нормальныхбелков минимально, подчас этозамена единственнойамино­кислоты.

Самое опасноеследствиераковой эмбриолизации— это способностьклеток рака, кстати, как инормальногоэмбриона, подавлятьиммунные реакции.Для нормаль­ногоэмбриона — этосвойство, обеспечивающеежизнен­но важнуюего защиту отматеринскогоиммунитета.Для рака—этозаимствованныймеханизм.

Влюбом случаео раке нужноговорить какоб иммунологическомдиверсанте, действующемв обход ка­рательнойармии защитниковорганизма. Итогда в до­бавлениек вышеперечисленнымхарактеристикамрако­вых клетокследует добавитьих свойствок местному иобщему подавлениюиммунитета.

Итак, раковые клеткиумеют упрощенноестроение, онинеупорядоченнорастут, необычайнобыстро утили­зируютпищевые веществаи физиологическиеметаболиты, вырабатываютавтономныйфактор роста, укло­няютсяот дифференцировочныхсигналов испособны ксамостоятельнойиммуносупрессии.Но, несмотряна эти общиедля всех раковыхклеток характеристики, имеются существенныеиндивидуальныеотличия в сте­пениих выраженности.Рак—это тожеболезнь синди­видуальнымпрофилем.

Обманиммунитета

Нам ужеприходилосьупоминать, чтомембрана рако­выхклеток видоизменена.Изменения этидостаточномногообразны.Способностьраковых клетокк инвазии, т.е. прорастаниюв другие ткани, сопровождаетсяиз­менениемнабора ихповерхностныхбелков. На мембра­нераковых клеток, кроме исходныхбелков, должныпоявитьсярецепторы, характерныедля клетоксоседних иотдаленныхтканей. Раковыеклетки вызываютнепомерноеразмножениесупрессорныхлимфоцитов, которые останавливаютсоб­ственнуюже «карательнуюармию» на подступахк опу­холи.Возможно, чтоэти лимфоциты«отравляют»всю близлежащуютерриториюсвоими продуктами, которые мыназываем блокирующимифакторами.

Вкровеноснойсистеме имежклеточныхпростран­ствахраковые клеткиконтактируютс клеткамиимму­нитета.Примечательно, что следствиемтакой встречиявляется приобретениелимфоцитамиинформацииоб особенностяхданного рака.Этот процессраспознаванияпервым свидетельствуето том, что ракуприсущи ни начто не похожиемолекулы, которыемы называемопухолеспецифическимибелками. Доказательствомтому слу­жатмногие реакции, в которых лимфоцитыведут себя поотношению краковым клеткам, как к клеткамчу­жого организма.Распространенноемнение, чторак— это свояже, ничем неизмененная, а потому инеузна­ваемаяткань, ошибочно.У нее уже изменена«внутрен­няяархитектура».Столь же ошибочнымслужит утверж­дение, что иммунитетак раку нет, наосновании того, что он не препятствуетразвитию рака.Иммунитет есть, но он ослаблен, даже исковерканраком. И мы незнаем, сколькораз иммунитетуже выходилпобеди­телемв борьбе сначинавшимся, но не состоявшимсяраком. Мы видимуже финал этихсобытий.

Раковыеклетки должныобладать особойжизненнойустой­чивостью, ибо им приходитсядержать многоэкзаменов. Онидолжны освободитьсяот основнойопухоли, приоб­рестиновые молекулы, обеспечитьрост кровеносныхсосудов в новойсреде обитания, ибо метастазбез пита­нияне выживет.Каждое из этихсвойств контролирует­сяособой молекулярнойсистемой, новсе вместе онивходят составнойчастью в главнуюклеточнуюпрограм­му, обеспечивающуюопухоли автономнуюжизнь внутрипородившегоэту клеточнуюмассу организма.

Ракслужит яркимпримеромпосягательствана индивидуальностьорганизма состороны собственныхже составныхэлементов. Еговызывают глубокиеизмене­ниягенетическойпрограммыклеток, результатомчего являетсяхарактернаятриада признаков: утрата клеткамииндивидуальнойспецифичности, упрощениеоблика белковТС на клеточноймембране, умениеускользнутьот иммунологическогоконтроля. Этагруппа признаковприсуща всемраковым клеткам.Конечным итогомэтой борьбыклеток за собственнуюсвободу ибесконтрольноеразмножениеявляется гибельорганизма.

Врачирегистрируютпостоянноеувеличениепроцен­та детей, родившихсяс генетическимиотклонениями; из всех младенцев, появившихсяв нашей странеза послед­ниегоды, 5% страдаютнаследственнымипороками. Внекоторыхрегионах каждыйчетвертыйноворожден­ный— аллергик.Смертностьот бронхиальнойастмы за двапоследних годавозросла в миревдвое. Заболеваемостьтуберкулезомв регионах, пораженныхСПИДом, подскочилана 30%. Неуклоннорастет забо­леваемостьзлокачественнымиопухолями, сахарным диа­бетом, поражениямисистемы крови.Создаетсявпечат­ление, что болезнистирают нашуиндивидуальность, не делая выборамежду всевозрастающимчислом жертв.

Экологическийдисбаланспрежде всегонарушает иммуннуюсистему, которая, как никакаядругая, свя­занас внешней средой.Это наиболееуязвимое звенов цепи уже хотябы потому, чтов созревающихлимфо­цитахв тысячу разболее интенсивныпроцессы мута­ции, чем в другихклетках тела.Иммунная системавынуждена сверхвсяких нагрузокреагироватьна мно­жестводополнительныхбелков — аллергенов, токсинов, мутагенов, а ее способностине беспредельны, она истощается.Как бы мы ниотгораживалисьот природыодеждой иликондиционером, на иммуннуюсистему маскунадеть нельзя.

Физическиеи химическиефакторы окружающейсре­ды накапливаютсяв живых организмах.Промышленныекрасители, пищевые пестициды, атмосферныеяды, бы­товыеаллергены —все они, кроменепосредственноговлияния наорганизм, имеютеще и опосредованныйэффект, видоизменяянаши белки ТС, влияя на ихугле­водныйкомпонент иводородныесвязи. Редкоеза­болеваниепротекаеттеперь безаллергическогоили аутоиммунногокомпонента.А если молекулы, опреде­ляющиенашу индивидуальность, постоянно«перешифровываются», то нарушаетсяих распознаваниесоб­ственнымилимфоцитами.Диапазонколебательныхдви­жений всистеме увеличивается, что ведет кранней ееизнашиваемости.

Человеческоетело — самыйсовершенныйорганизм, ибооно может самосебя ремонтировать.Мелкий ре­монт— удел тканей, но крупноевосстановлениевсегда связанос безотказностьюиммунной системы.Ее клеткивырабатываютростовые факторы, в частности, необхо­димыедля сращениякостей, восстановлениямышц, лик­видацииожогов. Этасистема создалателеснуюинди­видуальность, и она же ее нарушит, перестанетобере­гать, если противнее ополчатсясилы природы.В ка­ком-тосмысле так ипроисходитпри СПИДе.

Ростврожденныхпороков, увеличениесмертностисреди новорожденных, наконец, очевидноповышающийсяпроцент женщин, не способныхнормальновыноситьбеременность,—это грозныесимптомы.Естественныйотбор в природезависит отпреимущественногоразмно­женияприспособленныхособей. Когдастрадает дето­роднаяфункция дажеу части вида, его естественнаяистория оказываетсяпод угрозой.

Всевиды, к которымдля примеровнам приходилосьобращатьсяв этой книге, имеют естественнуюисторию, исчисляемуюдевяти-десятизначнойцифрой. Человече­ство— самый молодойвид, его историяна несколькопорядков короче. Чтобы полноценноадаптироватьсяк опасностям, людям пришлосьтренироватьи совершенствоватьсамое надежноеприспособление—интеллект.Именно он обозначилпревосходствонового вида; человек —единственноесущество, имеющеепоня­тие обудущем, способноепредвидетьгрядущие опас­ности.

Расселившисьпо всей Землеблагодарягеографиче­ским, климатическими социальнымфакторам, чело­вечестводостигло необычайногоразнообразия.Оно построилогорода, создалоцивилизациии культуры. Нов своем стремлениипокорить природуи удовлетворитьвсе растущиепотребностилюди как быутратили чув­ствобиологическоймеры. РазрушениеВсемирнойЭко­системы, незаметноев первые десятилетиятехническогопрогресса, скакого-то моментастало всеускоряющим­сяи драматичным.Под угрозойоказалисьразнообра­зиесамой природы, адаптационныевозможностичело­века. Акогда механизмыбиологическойкомпенсации, достигнутыев ходе долгойэволюции живого, чрезмерноразлаживаются, жизнь оказываетсяв опасности.

Единственнымпротивовесомразрушительнымпро­цессамявляется здравыйсмысл, инстинктсамосохра­ненияиндивидуума, общества, нации, человечества.Альтернативыжизни нет, поэтомувся наша надеждана наш общийразум.