Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Рисунки кожных покровов

Альфонс Бертильон разработал пер­вый антропометрический метод идентификации преступ­ников. Он основывался на том, что любой человек от­личается от всех других размерами отдельных частей, тела, а сумма этих размеров дает характерную для каждого человека формулу. Можно выявить отпечатки пальцев давностью до 10 лет на самых разных поверхностях, в том числе и негладких.

Типы рисунков и их размеры подчиняются определенной генетической зависимости. Они передаются по наследству. Дети наследуют не только общий узор, но и минуции — мелкие детали соответствующего пальца родителей. Как и другие характеристики, в том числе и группы крови, цвет глаз, тип вкусовой чувствитель­ности, они могут применяться для изучения механизмов эволюции человеческих сообществ. Для европейских народов больше характерны «петлевые» узоры на паль­цах, у народов Востока преобладают «завитки». Вен­герский ученый Шандор Окрёс в своей книге «Наследо­вание папиллярных узоров» перечислил 60 признаков, по которым возможна идентификация личности и в спорных случаях проводится установление отцовства. В настоящее время к пальцевым рисункам присоеди­няют узоры ладоней и стоп. Все попытки уничтожить или изменить папиллярные линии оказались безуспеш­ными. Линии всегда появлялись вновь.

Прихотливость расположения дерматоглифических линий не только отличает каждого человека от всех других. Какая-либо линия может встречаться с повы­шенной частотой среди представителей одной семьи у родителей, детей и внуков. Подчас представители этой семьи оказываются носителями какой-то наслед­ственной аномалии, это указывает на связь кожного рисунка с функционированием определенных генов.

Дерматоглифы в виде прихотливо изогнутой петли часто встречаются у носителей врожденных сердечных заболеваний и при известной хромосомной аберрации, обозначаемой трисомией 21. В последнем случае вместо двух нормальных хромосом 21-й пары обнаруживаются три такие хромосомы, что ведет к некоторым наруше­ниям интеллекта. Повышенную частоту кожного рисун­ка в виде арки находят и при трисомии 18-й пары хромосом, обычно обрекающей новорожденных на преждевременную смерть. Такая же дерматоглифическая особенность присуща носителям врожденной ум­ственной отсталости, шизофрении и в некоторых случа­ях неправильного развития половых признаков. Ри­сунки в виде завитка или спирали в части случаев ассоциируются с аномалией половых хромосом.

Неповторимый узор папиллярных линий пальцев, ладоней, губ служит телесным «паспортом» организма. Установление связи дерматоглифов с физиологическими реакциями организма откроет новые и достаточно простые ориентиры для индивидуальной диагностики разных патологических состояний или врожденного предрасположения к ним.

Индивидуальность ДНК

Довольно большая молекула ДНК содер­жит множество генов, в каждом из которых заключена информация о синтезе строго определенного белка, Вдоль молекулы ДНК расположены фрагменты, повто­ряющиеся множество раз.

Эти повторяющиеся последовательности могут со­стоять из 15, 20 и 25 аминокислотных остатков, у раз­ных людей по-разному. В одном месте они повторяются 10 раз, в другом 20, 30, занимая до многих тысяч раз­личных участков. Джеффриз назвал эти группы после­довательностей «микроспутниками». У всех людей разное число таких микроспутников. Различно и отно­шение их длины, у некоторых много длинных и мало коротких, у других много средних и мало длинных. На­конец, внутри каждой последовательности присутствует различное число нуклеотидов.

Вероятность того, что два человека, за исключением однояйцевых близнецов, имеют одинаковое число микро­спутников, ничтожна. Поскольку подвижность мо­лекул в теле под влиянием электрического поля зависит от их размера, то с помощью электрофореза и примене­ния специальных нуклеотидных «зондов» можно полу­чить своеобразные фотографии ДНК каждого челове­ка. На этих фотографиях вместо глаз, носа и рта видны тонкие, средние и широкие полоски.

Если следователем на месте совершения преступле­ния обнаружены волосы, следы крови или других вы­делений, даже следы слюны на окурке, то он по спектру полос от молекул ДНК биологического объекта может составить точный генетический портрет преступника.

В жизни нередко возникает ситуация, когда по ка­ким-либо причинам экспертам нужно доказать или отвергнуть утверждение, что данный ребенок — сын или дочь того или иного лица. Идентификация группы крови, дактилоскопическая экспертиза не являются ис­черпывающими. Но достаточно биологу взять по одной клетке у ребенка и родителя, выделить из них ДНК и сравнить их молекулярные портреты, как сомнений не остается. В спектре полос ребенка и спектре полос отца или матери обязательно имеется общий участок «генетических отпечатков».

Несложный математический подсчет показывает, что комбинация из десяти генов, имеющих всего четыре аллельных варианта, может дать количество ожидаемых вариантов, исчисляемое пятизначной цифрой. А что же говорить о живых конструкциях, состоящих из сотен, тысяч, миллионов генов? Темп развития в живой при­роде сложноорганизованных форм, многоаллельности, частоты мутаций и генетических рекомбинаций, как мы видели, неотвратимо возрастал. Это наводит на мысль, что природа на всем протяжении живой жизни реали­зовывала заложенное в ней исходно стремление к раз­нообразию, отличиям.

Что движет разнообразием

Ученые развили представления о прогрессивном развитии живого мира. Они подчеркивали, что носителями этого прогресса могут быть как высоко -, так и низкоорганизованные формы. В общей форме успех организмов в борьбе за существование может достигаться различными путями. Одним из них, как полагали некоторые биологи, может служить приспособление организмов к меняющимся условиям внешней среды путем увеличения численности вида, расширения площади его расселения. В услож­няющейся биосфере Земли на определенных этапах живое могло сохраниться только за счет увеличения форм растительного и животного царства.

Мейен считал, что в эволюции феномен разнообра­зия играет столь же важную самостоятельную роль, как прогресс и приспособление. Более того, стимул к раз­витию разнообразия генетически наследуется. Если какой-либо разнообразный ряд орга­низмов порождает мутанта, то и этот мутант, выжив, обеспечивает аналогичный ряд полиморфных организмов с такими свойствами, которыми обладали особи роди­тельского отряда, но не он сам.

При анализе явлений разнообразия как одной из движущих сил прогрессивного развития необходимо учитывать биологический уровень этого разнообразия: видовой, групповой, организменный, клеточный, моле­кулярный. Уже давно стало очевидным, что критерием биологического прогресса вида служит не количествен­ное представительство его особей, которое неизбежно должно иметь какую-то конечную величину, а разно­образие групп внутри вида или видов в более крупных сообществах. Появлению этих групп способствовало приобретение каких-либо полезных приспособительных признаков или реакций.

Среди двух сообществ, наиболее успешно завоевавших сушу,— насекомых и млекопитающих — также наметилось выраженное разнообразие видов. В одном случае оно было движимо такими биоло­гически признаками, как хитиновый покров, трахейное дыхание, бы­строта завершения эмбрионального развития. В случае млекопитающих приспособительными стимулами яви­лись теплокровность, живорождение, центральная нерв­ная система, иммунитет, сознание.

Гетерогенность — это общебиологическое явление, расширяющее норму реакций, увеличивающее приспособительные, адаптивные способности организма, обеспечивающее, в конечном счете, разнообразие особей. Сужение границ реактивности на любом уровне (мо­лекулярном, клеточном, организменном) ведет к умень­шению для популяции шансов уцелеть при любых экологических катастрофах или опустошительных ин­фекциях.

Итак, с одной стороны, жесткие границы индивиду­альности, с другой — неограниченный простор для ваяния различий.

Паразитизм и защита

У организма человека много врагов. Врагов внешних и внутренних. К неблагоприятным воздействиям, кото­рые объединены понятием факторов окружающей сре­ды, за многие миллионы лет организм приспособился достаточно хорошо. Понижается температура тела — суживаются кровеносные сосуды, замедляются сокра­щения сердечной мышцы, становится реже дыхание, приостанавливается потоотделение, усиливается энерге­тический обмен. Возникает тревожная ситуация: уси­ливается секреция гормонов надпочечниками и гипофи­зом, с увеличенной нагрузкой работает щитовидная железа, учащается пульс, активизируется перистальтика кишечника, мобилизуются все органы чувств, «прояс­няется» сознание. Все эти бессознательные реакции, отработанные эволюцией и основанные, как мы говорим, на безусловных рефлексах, требуют кооперации миллио­нов клеток, включения миллиардов клеточных рецепто­ров, фундаментом которых служат белки ТС.

В понятие внешней среды входит и окружающий нас микромир. Мы — его часть, мало чем отличающаяся по исходному биохимическому материалу. Белки микроор­ганизмов, растений и животных состоят из 20 одинако­вых аминокислот. Образование молочной кислоты в бак­териях, мышцах животных и человека требует участия одних и тех же ферментов. Генетический код всего жи­вого универсален. Жизнь едина и потому, что существу­ет поразительное сходство между метаболическими про­цессами у низших и высших организмов. В какой-то мере общими являются и методы приспособления даже далеких видов к наилучшему выживанию.

Выживание биологического вида определяют многие факторы. К ним относятся соотношение полов и репро­дуктивный потенциал вида, т. е. число жизнеспособных потомков, приходящихся на одного родителя в единицу времени. Сюда же относят сумму факторов, от которых зависят добывание пищи и скорость разрушения инди­видуума. Важнейшим фактором выживания является система самозащиты организмов от врагов внешних— патогенных микроорганизмов и внутренних клеток, выходящих из-под организменного контроля.

Для успешной конкуренции паразиту необходимо, чтобы процесс его роста был быстрым и эффективным, поэтому конечная цель его деятельности — новая клетка.

Большинство изученных микробов размножается очень быстро, время удвоения их биомассы составляет 20 мин — 2ч.

Но даже самые злые из них ищут и убивают неполноценные клетки хозяина, а организм в целом их не интересует. При накоплении микробов или их токсинов хозяин оказывается убитым «как бы заодно».

В ходе эволюции скорость мутации атакующего и атакуемого видов возрастала. Паразит мутировал в сто­рону лучшей адаптации к индивидуальным белкам хозяина и защиты от его иммунитета. Мутации хозяина сообщали ему устойчивость к паразиту, в результате множился полиморфизм представителей данного вида. В ходе такого «соревнования» каждый вид избежал губительного контакта с какими-то опасными возбуди­телями болезней. Косвенным указанием на это служит естественная устойчивость человека к ряду заболеваний животных (чуме собак, сибирской язве или оспе рога­того скота), а те, в свою очередь, оказались невоспри­имчивыми к ряду людских болезней.

Человек живет в непосредственном контакте с са­мыми разными паразитами — микробами, вирусами, грибками, заполняющими воздух, воду, почву и пищу. Каждый из нас находится в постоянной осаде со сто­роны этих агрессоров, но, к счастью, незаметно для себя он отражает штурм за штурмом. Захватчиков устраня­ют кожный барьер, естественные пестициды пота, слю­ны, слез, желудочного и кишечного соков. Их погло­щает слизь носоглотки, чтобы отторгнуть при чихании или кашле, когда внешняя защита не сработала. Но если все же патогенные микроорганизмы свяжутся с тканями, то пугающая быстрота разрушения клеток организма за­ставляет вступить в сражение всю армию иммунитета.

Можно лишь поражаться гибкости иммунной систе­мы. Количество возможных рецепторов, распознающих «свое» и «чужое» на Т- и Б-лимфоцитах, необозримо, Все это разнообразие обеспечивается с помощью ком­пактного набора из 100 тыс. генов.

Гены и болезни

Примеров неодинаковой чувствительности людей к тем или другим заболеваниям можно приводить мно­го. Известно, что при любой эпидемии гриппа некото­рые люди не болеют вообще, а другие болеют по несколько раз в сезон.

Примеры достоверной связи некоторых заболеваний с группами крови были получены при математическом анализе и сравнении представительных групп здоровых и больных. Оказалось, что лица с 0 группой крови чаще болеют гриппом, но реже ангинами и ревмокардитом, вызываемым гемолитическим стрептококком. Эпидемии да­вали материал, свидетельствующий, что при прочих равных условиях люди с группой крови 0 чаще заража­ются чумой, а с группой А — чаще болеют оспой. У носителей группы А чаще встречается рак желудка, при группе крови 0 пре­обладает язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки. Кровеносные сосуды людей с группой крови А более подвержены закупорке сгустками крови, а при группе крови 0, напротив, отмечается склонность к кровоте­чениям.

Значительно более убедительный материал по генетической предрасположенности к болезням был по­лучен при анализе «природного феномена»- близнецовости. Именно у генетически тождественных однояйцевых и сближенных двуяйцевых близнецов можно выявить те физиологические и патологические реакции, которые являются очевидно врожденными, а не форми­руются условиями жизни и окружением.

У однояйцевых близнецов полностью совпадают груп­пы крови, у них одинаковы кожные узоры на кончиках пальцев, ладонях и губах, идентично строение зубов и каркаса зубной эмали, совпадают вкусовые восприя­тия, темперамент, эмоциональные реакции. Любые ин­теллектуальные или психологические тесты дают мини­мальный разброс. Они одинаково реагируют на меди­каментозные средства и дают сходные аллергические реакции. У двуяйцевых близнецов все эти признаки могут не совпадать.

Если один из однояйцевых близнецов заболел корью, то вто­рого эта болезнь поражает в 98% случаев (у двуяйцевых—в 94% случаев), при коклюше эти цифры соот­ветственно 97 и 93%, при свинке—82 и 74%. Воз­можно, что высокий процент совместного заболевания объясняется в таких случаях одновременным инфицированием детей, но это не согласуется с отмеченной раз­ницей между генетически тождественными и нетожде­ственными близнецами.

Еще более разительны результаты изучения болезней зрелого возраста. Туберкулезом второй идентичный близнец заболевает в 67% случаев (неидентичный близ­нец—в 23% случаев), ревматизмом—в 47 и 17, сахар­ным диабетом — в 65 и 18, шизофренией — в 69 и 10, эпилепсией—в 67 и 3%. При ряде недугов высоки не только вероятность заболевания второго близнеца, но одинаковы клиническая картина заболевания, особен­ности его течения и исхода.

Генетическая обусловленность многих заболеваний на примере близнецов прослеживается уже при рожде­нии.

Очень показательны также наблюдения, касающиеся так называемых «редких» болезней. Не так уж часто встречается форма красной волчанки, сопровождающая­ся расплавлением (некрозом) головки бедренной кости. Имеется наблюдение над идентичными близнецами, раз­лученными в 3 месяца после рождения и выросшими в разной среде. Диагноз красной волчанки у одной из сестер был поставлен в возрасте 14 лет, у другой—в 21 год. Асептический некроз развился соответственно через 2 года и 6 лет после начала волчанки. Это лиш­нее свидетельство того, что многие заболевания, тради­ционно объясняемые изменениями обмена или инфек­цией, связаны достаточно тесно с наследственными осо­бенностями организма.

Кто не болеет раком

Рак стоит среди других болезней особняком, потому что раковая клетка — это своя же клетка, но ведет она себя, как чужая. Когда клетка встает на путь «бунта» против организма, начинается шквал событий, в итоге которого организму приходится капитулировать. Рак оценивают даже как своеобразную плату за многоклеточность организма. Опухоли считают доброкачествен­ными, если они растут только в одном месте, локально; злокачественные опухоли имеют тенденцию к распро­странению. Но не у всех животных опухоли способны принимать злокачественное течение.

Несколько лет назад средства массовой информации живо обсуждали проблему катрекса — вещества, полу­ченного из печени черноморской акулы и обладающего, по мнению ряда исследователей, активным противоопу­холевым действием.

Биологам хорошо известно, что у некоторых животных рак либо совсем не встречается, либо излечивается естественным образом. В мире насчитывается около 300 видов акул, и у всех их, от экземпляров в 30 см до многотонных гигантов, рак почти не встречается. Та­кая же картина имеет место у скатов.

Характеристики

Список файлов реферата