„Struktūrą turi ne tik individų kūnai. Gyvenimai taip pat yra struktūrizuoti.
Kūno ORGANAI yra erdvinis darbo pasidalijimas, sukurtas skirtingų genų įjungimo skirtingose ląstelėse. Tas pats procesas padeda individualiam gyvenimui paskirstyti darbą, laikui bėgant.
Sudėtingi dumbliai, gyvūnai, grybai ir augalai turi nuspėjamą gyvenimo istoriją, kuri išskiria tris pagrindinius vystymosi aspektus-savarankiško individo sukūrimą, augimą ir dauginimąsi-ir paleidžia juos nuosekliai. Kai kuriuose tvariniuose, įskaitant žmones, perėjimas iš vienos fazės į kitą turi akivaizdų tęstinumą. Apvaisinti kiaušinėliai virsta gemalais, kurie tampa kūdikiais, iš kurių išauga du skirtingi suaugusiųjų tipai, kurie tarp jų gali duoti naujų apvaisintų kiaušinių. Kitiems gyvūnams dalykai yra aiškesni. Embrionas, augantis drugelio kiaušinio viduje, virsta lapais besimaitinančiais vikšrais, vadinamais instarais. Paskutinis iš šių kokonų yra lėliukėje, prieš atsirandantm sparnuotam ir plazdančiam suaugusiam, kaip imago su visiškai nauju organų rinkiniu.
Augalai turi dvi atskiras gyvenimo istorijas, kurios keičiasi iš kartos į kartą-nors tai retai pastebima žmonių stebėtojams. Čia daug kas susiję su seksu. Bakterijos skilimas; mielių ląstelių pumpuravimas; vegetatyvinis medžio augimas: kiekvienas iš jų duoda palikuonis, genetiškai identiškus tėvams ir vienas kitam. Seksas akivaizdžiai yra kažko naujo pradžia: naujas individas, turintis naują genetinį planą ir savanaudišką darvinišką imperatyvą, kuris gali prieštarauti net jo broliams ir seserims. Aseksualūs individai dažnai susiejami su platesnėmis struktūromis-pavyzdžiui, bakterijų bioplėvelėmis, koralų galvutėmis ar drebulės miškais. Seksualūs individai beveik niekada to nedaro.
Lytinio dauginimosi metu kiekvienas iš tėvų sudaro tik pusę genomo. Nelytiniu dauginimuisi gali būti perduotas visas genomas. Kalbant apie biologijos „savanaudišką geną“, strategija, perduodanti visus genus, atrodo iš esmės patrauklesnė, nei ta, kurioje pusė jų yra palikta. Todėl seksas turi duoti naudos, už kurią verta išmesti pusę genomo.
Dabartinis įsitikinimas yra tas, kad nauda kyla iš genų maišymosi. Gamindama genetiškai naujus asmenis, seksas kelia problemų parazitams ir patogenams ir suteikia lankstumo besikeičiančioms aplinkybėms.
Šie pranašumai kompensuoja jo genų perdavimo neefektyvumą. Caenorhabditis elegans, nematodinis kirminas, labai mėgstamas biologijos laboratorijose, dauginasi aseksualiai gerybinėje aplinkoje, tačiau pradeda kurti kai kuriuos patinus, kai viskas tampa sudėtingiau, kad šiek tiek susimaišytų. Tačiau paslaptys išlieka, pavyzdžiui, bdelloidiniai suktukai, kurie, atrodo, 25 milijonus metų buvo išskirtinai aseksualūs.
Apvaisinus, gyvūno kiaušinis išauga į embrioną arba kažką panašaus į vieną. Embriono vaidmuo yra sudaryti pagrindą tolesniems pokyčiams. Jis gamina tai, kas Silicio slėnyje gali būti vadinama minimaliu gyvybingu produktu. Kai žmogaus embrionas gimsta, kaip kūdikis, jame jau yra beveik visi organai, kuriuos tas asmuo kada nors turės. Pirmiausia tai įvyksta pakartotinai padalijus pradinį apvaisintą kiaušinį į daugelį ląstelių, kurios gali tapti bet kuria kūno dalimi. Tada, maždaug 16 -osios vystymosi dienos metu, embrionas susilanksto į procesą, vadinamą gastruliacija. Tai reiškia, kad kūno planas pradeda įgyti fizinę formą, apibrėždamas galvą ir uodegą (nes žmogaus embrionai turi uodegą), kairę ir dešinę, vidinę ir išorinę. Po gastruliacijos vis daugiau ląstelių linijų turi ribotas savo ateities galimybes, nes molekuliniai jungikliai išjungia kai kuriuos genus ir skatina kitų veiklą. Taigi kiekviena ląstelių linija yra nukreipta keliu, vedančiu į specializaciją, kaip organo dalis. Keli atsilikėliai, vadinami kamieninėmis ląstelėmis, palieka šią kelionę. Jų vaidmuo yra per visą žmogaus gyvenimą sukurti mirusių ląstelių pakaitalus. Tačiau daugelis specializuotų ląstelių, ypač raumenų ir nervų sistemos, tęsiasi visą gyvenimą.
Kitos rūšys turi panašių pasakojimų, bet ne identiškų. Pavyzdžiui, drugelio embrionas vysto ne tik organus, reikalingus vikšrui, bet ir pradinius paketus, vadinamus diskus, organams, kurių prireiks suaugus.
Daugumos augalų atveju viskas yra sudėtingiau, nes yra du, radikaliai skirtingi kūno tipai. Tai vėlgi yra darbo pasidalijimas, kai poravimasis ir išsisklaidymas buvo atskirti. Poruojančio kūno tipo gametofitų ląstelės turi vieną chromosomų kompleksą-būseną, vadinamą „haploidine“, kuri taip pat pastebima gyvūnų kiaušiniuose ir spermoje. Tai yra haploidinių ląstelių kūrimo procesas, kurio metu pusė kiekvieno iš tėvų genomo pašalinama iš lytinio dauginimosi. Tačiau skirtingai nuo kiaušinių ir spermos, šios haploidinės ląstelės gali augti ir diferencijuotis, sukurdamos gametofitą, kuris dažnai yra atskiras sudėtingas kūnas. Pakankamai išaugęs gametofitas gamins kiaušinius ir spermą, kurie susitinka ir susiporuoja, sujungdami savo chromosomas ir sukurdami „diploidinius“ individus, kurie išauga į kūno tipą, vadinamą sporofitu. Sporofitai gamina haploidines sporas, kurias dažnai siekia paskirstyti kuo plačiau-tai vertinga strategija nejudančiam tvariniui.
Samanose didesnė iš dviejų formų yra gametofitas. Paparčiuose tai yra sporofitas, nors gametofitas vis dar matomas plika akimi. Žydinčiuose augaluose viskas nuėjo toliau, nes gametofito stadija iš esmės yra absorbuojama į sporofitą. Pavyzdžiui, ąžuolo gametofitai yra mikroskopiniai priedai prie sporofitų kūno: žiedadulkių grūdeliai, gimę jo kuokeliuose, ir embrionų maišeliai moteriškose piestelėse. Žydinčiuose augaluose, pavyzdžiui, ąžuoluose, palikuonys išsisklaido ne per haploidines sporas, o apvaisintus embrionų maišelius, sukuriančius embrionų turinčias sėklas, kurios ąžuoluose vadinamos gilėmis. Gilės embrione nėra daugelio suaugusių organų pirmtakų. Lapai vėliau, kaip reikalaujama, išauginami iš kamieninių ląstelių, žinomų kaip meristemos. Tačiau jame yra prasidėjusi šaknis ir stiebas, taip pat yra du maistą laikantys lapai, vadinami skilčialapiais.
Kai embrionas išeina iš gimdos, kiaušinio lukšto ar sėklos, pagrindinis jo tikslas yra augti. Vaikams, lervoms, sodinukams ir net jauniesiems paparčių gametofitams ir sporofitams fiziologiniai ištekliai yra skirti didinti dydį ir kompetencijas, kurių reikės klestėjimui poravimosi žaidime ir vėlesniam vaikų auginimui, net jei šis vaidmuo apsiriboja tik kaupimu baltymų į gilę.
Daugelio būtybių augimo stadija iš pradžių yra panaši į suaugusiųjų, bet tik mažesnė. Lytinio brendimo pradžia, tokia įspūdinga, kaip žmogui, turi mažai įtakos bendram kūno planui. Tačiau kai kuriems, ypač vabzdžiams, tai gali būti stulbinančiai kitaip. Pavyzdžiui, specializuotas valgymo aparatas, kuris yra vikšras, leidžia kaupti energiją, naudojant ekologinę nišą, prie kurios suaugęs negali prisijungti.
Kad suaugęs individas galėtų daugintis ir taip perduoti savo genus, jis pirmiausia turi susirasti porą. Kartais radinį padaro tiesiogiai sperma-paparčio sperma plaukia iš anteridijos, kurioje ji susidaro, per vandens plėveles, ieškodama kitų gametofitų archegonijų. Kartais tai daro suaugusieji per piršlybų ritualus ar varžybas. Daugelis žydinčių augalų naudoja tarpininkavimą apdulkinančio vabzdžio, šikšnosparnio ar paukščio pavidalu.
Laikini karaliai
Ąžuolas nešioja savo pirmąsias giles praėjus dviem ar trims dešimtmečiams po sudygimo ir gali tai daryti šimtmečius. Po brendimo žmogus gali laukti tolesnio gyvenimo dešimtmečių. Tačiau daugelis suaugusiųjų gyvenimų yra trumpi. Ekstremalus pavyzdys yra gegužraibė, kurios negali maitintis ir egzistuoja tik tam, kad susiporuotų ir, jei patelė, padėtų apvaisintus kiaušinėlius atgal į vandenį, iš kurio jos ką tik išlipo.
Gyvūnams ilgaamžių rūšių suaugusieji dažnai prižiūri savo palikuonis, o kartais ir tam tikru mastu kitų palikuonis. Prasminga bendradarbiauti su artimu giminaičiu, auginant vaikus, nes jų vaikai nešios kai kuriuos jūsų genus, tačiau tai taip pat gali būti prasminga, jei suaugusieji nėra giminingi, ypač situacijose, kai šios paslaugos yra abipusės. Manoma, kad šis socialinis vaikų auklėjimo aspektas gali paaiškinti, kodėl kai kurios rūšys-žmonės ir banginiai yra puikūs pavyzdžiai-suaugusieji gali gyventi gana ilgai po to, kai nustoja daugintis.
Tačiau ilgas ar trumpas, visi gyvenimai vyksta vienodai. Toliau perdavus (arba ne) kūno genus, pats individas evoliucijai neturi nė trupučio reikšmės. Tai paaiškina, kodėl individai ne tik sensta, bet ir degraduoja. Jie išsivystė, kad būtų išmesti. Neišvengiamas mirtingumas reiškia, kad kūno remontas ir priežiūra neturi būti tobuli, ypač jei jiems reikalingi fiziologiniai ištekliai galėtų būti geriau panaudoti poravimuisi ir dauginimuisi. Todėl su amžiumi kūno ląstelių pažeidimai palaipsniui kaupiasi. Gyvūnams perėjimas iš gyvenimo į mirtį, net ir tada, kai jo neskiria plėšrūnas, yra greitas. Gyvūno organų tarpusavio priklausomybė reiškia, kad kai kurie sutrikimai, ypač kraujotakos sistemos sutrikimai, beveik akimirksniu yra mirtini. Didelis augalas, priešingai, gali mirti lėtai, nes neturi gyvybiškai svarbių organų. Vis dėlto jis mirs. Tačiau jos palikuonys gali gyventi toliau ir dar kartą apvaisinti kitus savo rūšies individus. Biologai tokius besiporuojančių organizmų rinkinius vadina „rūšimis“. Šios iš pažiūros paprastos koncepcijos slidumas bus aptariamas kitoje biologijos apžvalgoje “. [1]
1. "A dance to the music of time; The story of a life." The Economist, 21 Aug. 2021, p. 63(US).
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą