Читать онлайн «Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции». Страница 452

Для всех разновидностей и видов клеток характерна строго определённая граница их пространственного распространения, определённая наличием мембраны. Поэтому экспансия во внешний мир для клеточных структур оказывается возможной либо в процессе деления и самоудвоения клеток, либо путём оплодотворения мужской половой клеткой (сперматозоида) женской половой клетки (яйцеклетки). Во всех случаях мобилизационная система клетки может осуществлять «завоевание» внешнего мира в конкурентной борьбе с другими клеточными структурами только посредством размножения. Это и обусловливает роль ядра как обеспечивающей размножение мобилизационной структуры. Даже поглощая другие клетки, поглощающая клетка не может расширить занимаемую ею территорию и использовать вещественно-энергетические ресурсы побеждённых для территориального роста.

Объём клетки расширяется или сужается в зависимости от «закачки» воды в клетку через мембрану в процессе диффузии под действием осмотического давления. Осмотическое давление образуется концентрацией растворённых в жидкой среде солей. Соли, в том числе и пищевая поваренная соль как бы «притягивают» к себе воду, и молекулы воды распространяются из области с меньшей концентрацией солей в область с большей их концентрацией.

Поэтому если клетка находится в растворе с низкой концентрацией солей, вода под давлением разности солевой концентрации с растворёнными в клеточном веществе солями будет вливаться в клетку, которая станет набухать, раздуваться, пока попросту не лопнет, что, конечно же, не имеет ничего общего с расширением ресурсной базы. И, наоборот, при утечке жидкости через мембрану в раствор с высокой концентрацией солей клетка сморщится и опять же окажется на грани гибели вследствие недееспособности мембраны. Поэтому для сохранения жизнеспособности клеток их помещают в питательный раствор, именуемый физиологическим, приближающийся по своей солёности к составу сыворотки крови. В этом растворе изолированная клетка не изменяет свой объём и продолжает нормально функционировать. В этом отношении клетки вполне соответствуют своему названию: они запирают живое вещество в определённом, жизненно целесообразном пространстве и придают ему единообразие, которое становится предпосылкой специализации и связанных с ней эволюционно значимых изменений. Клеточные структуры с их единообразием и взаимозаменяемостью, способностью к воспроизведению хранящегося в них порядка являются такими сооружениями «космической инженерии», которое образуют все прочие «строения» живых систем, как своими многообразными сочетаниями, так и возможностью замены устаревших и утративших необходимое качество структур обновлёнными и эффективно функционирующими структурами. Соответственно этому строится «техническая» сторона жизни, приобретая не механический, а органический характер. Это придаёт мобилизационным структурам живых систем не жёсткий, а гибкий характер, избавляет их от всех проблем, присущих жёстким техническим конструкциям, например, собранных из металлических деталей, которые, выигрывая в твёрдости, подвержены беспрестанному истиранию, деформациям и деструкции кристаллических решёток (коррозии и т. д.).

В человеческой технике принцип заменяемости приходящих в негодность деталей машин осуществляется искусственным путём: они удаляются человеческими усилиями и на их место вставляются, привинчиваются или запаиваются новые. В клеточном механизме такая замена осуществляется сменой поколений, путём отмирания, умирания всего недееспособного и порождения молодого, бурно развивающегося. Смерть становится орудием техники жизни, естественного удаления нежизнеспособных «деталей» и формирования новой жизни. Смертность клеток и организмов становится источником механизма естественного отбора и преемственности поколений в извечной борьбе за жизнь, беспрестанной работе по её осуществлению и мобилизации жизненных сил на её эффективное протекание. Такова космическая технология постоянного самосотворения и самоусовершенствования жизни. Стандартизированность мобилизационных структур клеток становится предпосылкой постоянной экспансии и соревнования живых организмов, их беспрестанной конкуренции за ограниченные жизненные ресурсы, способствующей повышению их конкурентоспособности и эффективности жизнедеятельности. Перводвигателем этого соревнования на арене жизни является создание оригинальных способов мобилизации, способствующих достижению победы. Ограниченность клеточных мембран и замкнутость внутри них живых комочков протоплазмы становится технологическим средством сборки телесных форм и выработки ими огромного разнообразия способов мобилизации и их структурного обеспечения. От количества клеток зависит величина организма, а от качества – длительность его существования.

В пределах, охватываемых мембраной, тело клетки состоит из цитоплазмы и ядра. Несмотря на большое количество воды, входящей в состав цитоплазмы, внутриклеточная среда представляет собой вязкую, киселеобразную массу. Эта среда бесструктурна, а в неё погружены разнообразные структурные образования – временные цитоплазматические включения и постоянно действующие «органы» клетки, именуемые органеллами (т. е. маленькими «органами»). Вязкость среды (цитоплазмы) меняется в зависимости от впитывания воды от более жидкого состояния к более вязкому, гелевому.

Включения представляют собой пузыри из питательных веществ или отработанных продуктов, выделяемых через мембрану. К числу органелл относятся митохондрии, рибосомы, лизосомы, аппарат Гольджи и т. д. Каждая из органелл защищена своей мембраной, подобно фортификационным сооружениям. Митохондрии были так названы из-за своего строения, имеющего под микроскопом вид скопления нитей, зёрен, палочек и других конфигураций. В переводе с древнегреческого «митос» означает нить, а «хондрос» – зерно. У митохондрий две мембраны – внешняя и внутренняя. Внутренняя мембрана образует складки, именуемые кристами, которые по внешнему виду напоминают стенки причудливого лабиринта. В этом «лабиринте» содержится жидкость, именуемая матриксом. В матриксе находятся самые различные вещества, пригодные для извлечения энергии – ферменты-катализаторы различных реакций, белки, жиры, углеводы, молекулы ДНК и РНК, рибосомы (миниатюрные «фабрики» синтеза белков), ионы неорганических веществ и т. д.

Главная функция митохондрий, вызывающая интерес к ним как у учёных, так и у читающей публики, заключается в извлечении и накоплении энергии для энергоснабжения жизнедеятельности клетки и всех прочих её функций, в том числе и размножения. Энергонасыщение клеток – основа энергонасыщенного функционирования организма. В митохондриях с участием ферментов происходит «сжигание» различных химических веществ, главным образом, углеводородных соединений, служащих биологическим «горючим». Окисление этих веществ в атмосфере кислорода, поступающего в митохондрии в процессе внутриклеточного «дыхания», приводит к выработке энергии, которая немедленно запасается в биологически применимой форме путём синтеза специального «аккумулирующего» вещества с очень сложным и длинным названием – аденозинтрифосфата, сокращённо АТФ. Процесс добывания и аккумулирования энергии в митохондриях получил название окислительного фосфорилирования. Внутренняя мембрана с её кристами способствует окислению путём переноса электронов и накапливает фермент АТФ – синтетазу, который катализирует реакции синтеза АТФ.

Лизосомы представляют собой маленькие пузырьки с ферментами для переваривания белков, жиров, углеводов и даже нуклеиновых кислот. Это миниатюрные химические лаборатории, осуществляющие клеточное пищеварение и утилизацию накопившегося мусора – чужеродных частиц, структур, отмирающих и повреждённых компонентов жизнедеятельности клетки.

Формирование лизосом происходит в комплексах (аппаратах) Гольджи, сетчатой структуры, расположенной вокруг ядра и состоящий из «мешочков» – «цистерн», образуемых мембранами. В «цистернах» происходит накопление веществ, которые затем «дорабатываются» в лизосомах.

Ядра клеток выполняют роль мобилизационных структур, которые на клеточном уровне всё ещё примитивны, не охватывают управленческими воздействиями всего порядка, обеспечивающего функционирование внутриклеточных структур и предоставляют им полную самостоятельность, регулируемую разделением функций. Мобилизующая роль ядра коренится в наличии в нём ДНК, содержащей генетическую программу эволюции клетки, упорядочивающей размножение клеток как форму экспансии их во внешний мир, контролирующей синтез белка и ферментов. Лишение клеток их ядра приводит к потере способности к размножению, к прекращению синтеза белков и к гибели клетки.