Биология для тех, кто хочет понять и простить самку богомола [заметки]
1
О них мы поговорим в следующей главе.
2
Прежде было принято считать, что воды в человеческом теле больше – до 80 %.
3
От латинского слова «гумор» – жидкость.
4
Увеличительные приборы, которые делал Левенгук, позволяли рассматривать объекты в сильно увеличенном виде, поэтому их традиционно называют «микроскопами». Но приборы Левенгука представляли собой одну-единственную линзу, укрепленную на штативе, то есть, по сути, являлись не микроскопами, а лупами (в классическом микроскопе линз должно быть две).
5
Ионом называется электрически заряженная частица вещества, которая образуется из атома или молекулы, при потере или присоединении электронов.
6
Больше о ДНК, РНК и всей генетике в целом вы можете узнать из книги Андрея Шляхова «Генетика для начинающих» (издательство АСТ, серия «Наука на пальцах», 2019).
7
Изменение числа хромосом приводит к патологическим состояниям. Клетки человеческого организма содержат 46 хромосом (23 пары). При появлении в 21-ой паре дополнительной хромосомы, в результате чего общее число хромосом становится равным 47, развивается синдром Дауна, названный так в честь впервые описавшего его в 1866 году английского врача Джона Дауна.
8
Гидролизом (водным разложением) называется химическая реакция взаимодействия вещества с водой, при которой происходит разложение этого вещества и воды с образованием новых соединений.
9
В химической номенклатуре используются умножающие приставки (они же умножающие префиксы, числовые приставки или числительные приставки) – приставки, обозначающие количество повторений понятия, лежащего в основе термина. Приставка «три» – обозначает 3, «ди» – 2, а «моно» – 1.
10
В 2002 году в «Медицинском журнале Новой Англии» (США) было опубликовано сообщение об обнаружении отцовской митохондриальной ДНК у 28-летнего мужчины. (Schwartz M., Vissing J. «Paternal inheritance of mitochondrial DNA», The New England Journal of Medicine, 01 Aug 2002, 347(8):576-580).
11
«Гиалос» в переводе с греческого означает «стекло».
12
Бактерии – безъядерные одноклеточные микроорганизмы, объединенные в одноименный домен (самый верхний уровень группировки организмов в биологической систематике).
13
Энцефалопатия – органическое поражение головного мозга, общее название для заболеваний головного мозга не воспалительного характера.
14
Абиогенный – происходящий без участия живых организмов.
15
Гипотеза – это предположение, которое пока еще не нашло подтверждения. Теория же представляет собой совокупность взаимосвязанных утверждений, касающаяся какого-то предмета. Теория может включать в себя отдельные гипотезы, но большинство утверждений, составляющих теорию, имеют подтверждение.
16
Пептидами (от греческого слова «пептос») химики называют вещества, молекулы которых состоят из двух и более остатков аминокислот, соединённых в цепь пептидными связями – C(O)NH–. Белками называют пептиды, молекулы которых содержат от 50 и более аминокислотных остатков. В данном контексте под пептидами понимаются вещества с небольшим количеством аминокислотных остатков в молекулах.
17
Вот формула этого вещества.
Для органического вещества оно и впрямь очень простое по своему строению.
18
Слово «споннтанному» взято в кавычки потому что спонтанность подобных экспериментов довольно условна. Эксперименты ставятся осмысленно и целенаправленно.
19
В переводе с древнегреческого «панспермия» означает «смесь всяческих семян».
20
Световое излучение, как и любое электромагнитное излучение, оказывает на тела определенное давление. Существуют формулы для вычисления светового давления. Одним из следствий давления солнечного света, является то, что кометы, пролетающие вблизи Солнца, имеют «хвосты».
21
С английского «crossing over» переводится как «пересечение».
22
Биополимерами называются полимеры, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды. Биополимеры состоят из одинаковых или схожих друг с другом звеньев – мономеров. Мономерами белков являются аминокислоты, мономерами нуклеиновых кислот – нуклеотиды, мономерами полисахаридов – моносахариды.
23
Греческое слово «генезис» означает «зарождение», «происхождение» или «развитие».
24
В одиннадцатой главе мы вернемся к теме полового размножения, когда станем рассматривать гипотезу Черной королевы.
25
С научной точки зрения такая формулировка является неверной, поскольку количество в качество перейти не может. Суть перехода количественных изменений в качественные заключается в том, что определенные количественные изменения приводят к изменению сопутствующих качеств – количество переходит в другое количество (но не в качество!), а качество вследствие изменения количества превращается в другое качество. Однако для краткости можно говорить: «количество переходит в качество», тем более, что эта книга посвящена вопросам биологии, а не философии.
26
Тканью в биологии называют совокупность клеток и межклеточного вещества, объединенных общим происхождением, строением и выполняемыми функциями. Понятие «ткань» ввел в научный обиход упоминавшийся выше английский ученый Неемия Грю, основоположник анатомии растений (да, представьте, у растений тоже есть анатомия J). Растительное вещество Грю представлял не как совокупность клеток, а как совокупность волокон переплетающихся, словно нити в тканях, потому и говорил о «растительной ткани».
27
Вольвокс – это род подвижных микроорганизмов, относящихся к отделу зеленых водорослей. Эти микроорганизмы обитают в стоячих пресных водоемах, при массовом размножении вызывают «цветение» воды, окрашивая ее в зеленый цвет. Число клеток в колонии вольвокса варьируется от 200 до 10 000. Двухжгутиковые клетки вольвокса связаны друг с другом цитоплазматическими нитями-мостиками в единое целое. Это позволяет вольвоксу согласованно работать жгутиками и плыть в направлении источника света. Отдельные клетки вольвокса уходят внутрь шара, образуя там молодые «дочерние» колонии. Внутри «дочерних» колоний также образуются новые колонии, которые можно назвать «внучатыми». Разрастаясь, «дочерние» колонии разрывают материнскую и выходят наружу. Большинство клеток колонии вольвокса вегетативные (то есть – не принимающие участия в половом размножении), но есть и генеративные клетки, участвующие в процессе размножения, они крупнее вегетативных и не имеют жгутиков. В женских генеративных клетках вольвокса развиваются яйцеклетки, а в мужских – сперматозоиды. Кроме полового размножения, в вольвоксе посредством особых клеток, называемых партеногонидиями, осуществляется бесполое размножение митотическим делением.
28
Денатурацией называют процесс изменения конфигурации белковой молекулы, приводящий к потере естественных физико-химических свойств.
29
В переводе с греческого – «питающиеся при помощи химии».
30
Это название переводится как «одинарные сахариды».
31
Не удивляйтесь отсутствию единицы измерения. Здесь и далее приведены относительные молекулярные массы – безразмерные величины, равные отношению массы молекулы к 1/12 массы атома углерода.
32
Водородная связь (или «Н-связь») – это взаимодействие между двумя электроотрицательными атомами одной или разных молекул посредством атома водорода. Положительно заряженный протон (атом водорода), соединенный с одним электроотрицательным атомом ковалентной связью (это химическая связь, возникающая за счет образования общей пары электронов), притягивает к себе другой электроотрицательный атом. Для возникновения водородных связей в молекулах вещества должны присутствовать атомы водорода, связанные с небольшими электроотрицательными атомами, например – с атомами кислорода, азота или фтора. При этом на атомах водорода создается заметный частичный положительный заряд. Вторым условием возникновения водородных связей является наличие у электроотрицательных атомов не поделенных электронных пар, с которыми будет взаимодействовать атом водорода.
33
В состав сливочного масла также входят содержащиеся в молоке белки, углеводы, некоторые водорастворимые витамины, минеральные вещества и вода.
34
Только не пытайтесь похудеть, отказавшись от приема жидкости или же сильно его ограничив. Организм начинает получать воду из жирового запаса лишь после того, как исчерпает все прочие свои резервы, иначе говоря – при выраженном обезвоживании. А недостаток воды наносит организму огромный, порой – и непоправимый, вред.
35
Эти витамины не обладают каталитической активностью, т. е. не способны ускорять химические реакции, но без них ферменты не могут выполнять свои функции. Поэтому эти витамины называют не «катализаторами», а «кофакторами».
36
Клон – это организм, полученный в результате клонирования, процесса получение нескольких генетически идентичных организмов путем бесполого размножения.
37
Также гены содержат информацию о РНК, которые синтезируются на ДНК-матрицах, но для пущей простоты мы говорим только о белках, не поминая в каждом случае РНК.
38
Название этого процесса образовано от латинского слова «трансляцио», означающего «передача» или «перенесение».
39
Название этого процесса образовано от латинского слова «транскрипцио», означающего «переписывание») поскольку создание иРНК, представляет собой переписывание информации с молекулы ДНК.
40
Энзим – это синоним слова «фермент».
41
Да будет вам известно, что ряд анаболических средств входит в «Список сильнодействующих и ядовитых веществ для целей статьи 234 и других статей Уголовного кодекса РФ».
42
Все железы внутренней секреции выделяют свои секреты в кровь, потому они и называются «железами внутренней секреции». А железы, которые выделяют свои секреты наружу или в полость пищеварительного тракта, называются железами внешней секреции (потовые, молочные, слюнные и др.).
43
На латыни цинга называется «скорбу́тус». От этого слова было образовано название «аскорбиновая кислота». Приставка «а-» означает отрицание. «А-скорбиновая» – «уничтожающая цингу».
44
Слово «эпидемия» взято в кавычки потому что употребляется в данном контексте в переносном смысле, ведь цинга не является инфекционным заболеванием.
45
Клиническим исследованием называется научное медицинское исследование с участием людей.
46
1,14 литра.
47
0,25 литра.
48
Перуанский бальзам – смола, получаемая из коры бальзамного дерева и других деревьев рода Мироксилон, произрастающих в тропических лесах Америки.
49
Мирра – камедистая смола, получаемая от одноименного дерева.
50
Английская Ост-Индская компания (с 1707 года – Британская Ост-Индская компания) – акционерное общество, созданное 31 декабря 1601 года указом королевы Елизаветы Первой и получившее обширные привилегии для торговых операций в Индии. С помощью Ост-Индской компании была осуществлена британская колонизация Индии и ряда стран Востока.
51
Ложечница или ложечная трава – род растений семейства Капустные.
52
Тамаринд индийский, он же – Индийский финик – растение семейства бобовых.
53
Британское адмиралтейство – военно-морское ведомство Великобритании с 1628 по 1964 годы.
54
19 миллилитров.
55
НАД – сокращенное обозначение никотинамидадениндинуклеотида (кто выговорит это слово с первой же попытке – тот молодец). НАД представляет собой кофермент – небелковое вещество, соединяющееся с белковыми ферментами и выступающее в роли их активного центра. Можно сказать, что НАД превращает белковую «заготовку» в полноценный фермент. НАД присутствует во всех клетках. Роль его заключается в переносе электронов и протонов (атомов водорода) из одной биохимической реакции в другую. НАД связывает окислительно-восстановительные реакции в цепочки, в единый процесс.
56
Дрожжи, если кто не помнит, это одноклеточные грибы, приспособившиеся к обитанию в жидких и полужидких субстратах, богатых органическими веществами.
57
А вот растения запасают свою энергию в виде углеводов (крахмал), и только в семенах, которые должны быть компактными для рассеивания, энергия запасается в виде жира. Почему же основной формой запаса энергии у растений служит крахмал? Дело в том, что в отличие от животных, растения обладают способностью производить углеводы из неорганических веществ. Растению проще и рациональнее отложить больше крахмала, чем напрасно тратить энергию на перевод менее энергоемкого крахмала в более энергоемкий жир. Подавляющее большинство растений неподвижны и они могут позволить себе такую «роскошь», как большой вес, обусловленный углеводной формой энергетического запаса. А вот животные подвижны и от того, насколько они легки на ногу, зависит их выживаемость. Хищник должен быть быстрым, чтобы добывать себе пропитание, а жертва должна быстро от него убегать. К тому же животные не вырабатывают органические вещества «с нуля», а получают их с пищей и при наличии таких мономеров, как жирные кислоты и глицерин, им несложно и незатратно синтезировать из них жиры.
58
Кластером называют объединение нескольких однородных элементов, которое может рассматриваться как самостоятельная единица, обладающая определенными свойствами.
59
Пищевой цепью называется ряд последовательных взаимоотношений между группами организмов, при котором путем поедания одних особей другими происходит перенос вещества и энергии.
60
Давайте вспомним, что геномом называется совокупность генов, содержащихся в одинарном наборе хромосом данного организма.
61
В целом около 70 % растений полиплоидны.
62
Вот перечень первых десяти числовых приставок: 1 – «моно-»; 2 – «ди-» или «би-»; 3 – «три-»; 4 – «тетра-»; 5 – «пента-»; 6 – «гекса-»; 7 – «гепта-»; 8 – «окта-»; 9 – «нона-»; 10 – «дека-».
63
Серебряный карась и обыкновенный или золотой карась – это разные виды рода караси из семейства карповых.
64
От латинского «evolutio» – «развертывание», «развитие».
65
Индийский слон и африканский слон это не виды, как принято думать, а роды, относящиеся к семейству слоновых отряда хоботных.
66
Аристотель действительно великий ученый, а не просто «известный» или «знаменитый». Он был первым мыслителем, создавшим всестороннюю систему философии, которая охватывала все существовавшие на то время науки.
67
В современной биологии «таксон» служит общим названием группы в классификации. Царство, род, вид – все это таксоны.
68
Термин «эволюция» (от латинского слова «эволютио» – «развертывание») был введен в науку в XVIII веке швейцарским зоологом Шарлем Бонне для обозначения необратимого процесса исторического изменения живых существ и их сообществ.
69
Но помнит мир ученый, что приспособительные модификации тоже могут передаваться по наследству. Однако подобное наследование не является основным и потому в данном случае о нем нет необходимости упоминать.
70
Зоотехнией называется наука о разведении, кормлении, содержании и правильном использовании сельскохозяйственных (и домашних) животных.
71
«Мы имеем основание думать, что первоначальные привычки долго удерживаются в домашнем состоянии, – писал Дарвин. – Так, у обыкновенного осла мы видим следы его первоначального пустынного образа жизни в той неохоте, с какою он переправляется через самый маленький ручеек, и в том удовольствии, с каким он катается в пыли. Такое же сильное отвращение к переправе через ручьи свойственно верблюду, который одомашнен с очень древних времен. Поросята, хотя совершенно ручные, при испуге иногда прижимаются к земле, стараясь спрятаться таким образом даже на открытом и голом месте. Индюшата, а иногда даже цыплята, когда наседка издает предостерегающий крик, разбегаются и прячутся, как птенцы куропатки или фазана, чтобы дать возможность матери улететь, хотя она утратила способность летать… Мы знаем, что собака, как бы хорошо и правильно ни кормили ее, часто закапывает излишнюю пищу, как лисица; мы видим, как собака на ковре несколько раз повертывается кругом, словно желая примять траву и устроить себе логово; мы видим, как она на голой мостовой скребет ногами назад, как бы желая засыпать землей свои испражнения, хотя, мне кажется, это не удается даже на рыхлой земле. В том, с каким удовольствием молодые ягнята и козлята собираются и резвятся на самом маленьком холмике, мы имеем перед собою след их прежнего горного образа жизни». (Чарльз Дарвин, «Изменение животных и растений в домашнем состоянии». Перевод П.П. Сушкина и Ф.Н. Крашенинникова под редакцией К.А. Тимирязева, вновь пересмотренный Ф.Н. Крашенинниковым и С.Н. Боголюбским)
72
«Не изолированных репродуктивно» означает возможность получения плодовитого потомства при скрещивании между особями из разных подвидов или популяций.
73
Если вы захотите поискать материалы по данной теме на английском языке, то в поисковике нужно будет набрать «Red Queen hypothesis», а не «Black Queen hypothesis». Дело в том, что в XIX веке противники белых фигур в Британии окрашивались не в черный, а в красный цвет и в произведении Льюиса Кэрролла, откуда вышло название этой гипотезы фигурирует Красная королева.
74
В подобных случаях делается ставка на повышение вероятности успешного размножения, а не на выживаемость самцов.
75
Впрочем, бделлоидные коловратки могут обеспечивать себе повышенное генетическое разнообразие весьма оригинальным способом. Они являются единственными из всех животных, в геноме которых содержится множество чужих генов. Предполагается, что они получают эти гены от водорослей, бактерий, грибов, и других коловраток. Чужеродная ДНК относительно легко проникает в клетки коловраток и происходит встраивание чужих фрагментов в их собственную ДНК.
76
«Каждый вид ведет игру против другого вида, и это игра с нулевым результатом, – писал Ли ван Вален. – Более того, в ней нет победителя, а место проигравшего с ухмылкой занимает новый соперник».
77
«Едва ли можно поставить более сложную задачу, но, придерживаясь нашего взгляда, нам нужно только предположить, что в некоторых клетках в конце концов происходят структурные изменения и что эти клетки отделяют от себя геммулы, изменённые сходным образом». (Чарльз Дарвин, «Изменение животных и растений в домашнем состоянии». Глава 27, «Временная гипотеза – пангенезис»).
78
Скорее всего, но не обязательно (объяснение будет дальше).
79
Три закона Менделя существуют только в отечественной научной литературе. За рубежом наш первый закон стоит особняком, наш второй закон называется первым законом Менделя, а наш третий – вторым. Имейте в виду, если станете читать зарубежную литературу по генетике. Дело в том, что первый из законов открыт не Грегором Менделем, но носит у нас его имя, поскольку основан на результатах экспериментов Менделя.
80
Слово «возвращение» подошло бы лучше, поскольку рецессивный признак именно возвращается.
81
Слово «обычно» здесь совершенно не лишнее – вспомните про такое явление, как кроссинговер.
82
Общее количество вариантов полигибридного скрещивания определяется формулой (3 + 1)>n, где n – число признаков, вовлеченных в скрещивание.
83
Этот ген расположен в 4-ой хромосоме.
84
Этот ген расположен в 19-ой хромосоме.
85
Так называемые пиРНК.
86
Азотистые основания аденин (A), гуанин (G) и цитозин (C) которые входят в состав как ДНК, так и РНК. Тимин (T) встречается только в ДНК, а урацил (U) – только в РНК.
87
Древние греки верили, что семя из правого яичка порождает мальчиков, а семя из левого яичка – девочек. Желающие обеспечить рождения наследника мужского пола иногда шли на удаление левого яичка. Этот предрассудок благополучно просуществовал до XVIII века!
88
Количество половых хромосом в гамете будет больше двух (три или четыре) в том случае, если нерасхождение имело место на обоих этапах мейоза.
89
Симптомы, синдромы и болезни в медицине называются по именам врачей, впервые их описавших. Они никогда не называются в честь пациентов или каких-то известных лиц. Если вы слышите «синдром Клайнфельтера», то знайте, что его впервые описал врач по фамилии Клайнфельтер. Если фамилий две (например – болезнь Иценко-Кушинга) то это означает, что данное явление примерно в одно и то же время описали два разных человека, поделивших славу «первопроходца» на двоих.
90
Репрезентативность – соответствие результатов эксперимента, проведенного с участием некоторого количества особей, характеристикам всей популяции или генеральной совокупности в целом.
91
На самом деле хвост у павлина небольшой, принято называть «хвостом» очень сильно развитые верхние кроющие перья.
92
В старых переводах вместо слова «отбор» употребляется «подбор».
93
В качестве примера гандикапа часто приводят большие рога самцов оленей и лосей. Но это – неверный пример. Рога помогают оленям и лосям побеждать других самцов в борьбе за самку, а там, где есть такая борьба, гандикапа быть не может.
94
Дорогостоящая реклама – это тоже своего рода «гандикап», который демонстрирует не столько качество рекламируемого товара, сколько состоятельность рекламодателя.
95
C’est la vie (франц.) – такова жизнь.
96
Если что, то это была шутка, носящая немного провокационный характер. Без шуток нам никак нельзя обойтись, еще Конфуций говорил: «Не пошутишь – и не весело». Однако, шутка – ложь, да в ней намек, добрым молодцам урок… Не без этого.
97
Качественными признаками называются признаки отчетливо проявляются в фенотипе и довольно легко отличаются от альтернативных. Пример – гладкость или морщинистость семян гороха. Признаки, которые выражены менее отчетливо, принято называть количественными, т. к. их приходится изучать путем измерений или подсчетов в популяции. Пример – жирность молока у коровы.
98
Перекрестное опыление – это тип опыления у растений, при котором пыльца от тычинки (мужского репродуктивного органа) одного цветка переносится на рыльце пестика (женского репродуктивного органа) цветка другого растения этого же вида.
99
Экстерьером называется внешний вид и телосложение животного.
