Генетическое разнообразие
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.