Читать онлайн «Увиденное невидимое»

Издательство "Детская литература".

     М. Аспиз Увиденное невидимое.Художник А. Панин Москва, "Детская литература", 1977.

Научно-популярная литература.

     Клетки организма выполняют разные обязанности. Одни из них участвуют в движении, другие - в пищеварении, третьи - в защите от заразных заболеваний... Да разве можно перечислить все профессии клеток!

     Но клетка живёт не сама по себе. Жизнь отдельной клетки связана со всем организмом. Поэтому, рассказывая о клетках, нельзя не сказать об организме.

     О клетках известно очень много. Написаны тысячи научных книг, посвящённых не только клеткам, но и отдельным их частям. Но чем больше узнают о клетке, тем больше остается невыясненных вопросов. Это значит, что в науке о клетке - цитологии, как и в любой другой науке, всегда есть возможность новых открытий.

     Может быть, прочитав эту книгу, кто-нибудь заинтересуется жизнью клеток. Для каждого, кто решит заняться исследованием клеток, дел хватит на всю жизнь.

Доктор биологических наук М. Е. Аспиз

Издательство "Детская литература", 1977 г.

Глава первая.

Мир малых величин.Микроскопические заводы.Расшифровка кода.Дочки-матери.

Глава вторая.

Разные секреты.Живая палитра.Светит, но не греет.Ловко устроились.

Глава третья.

Шипы с куста розы.Чистота и порядок.Охотники за микробами.

Глава четвёртая.

Внутренние часы.Были и небылицы.Тайны отрастания."Белые пятна".

     Рыба, лягушка, ящерица, воробей, слон... Все они дышат, едят, двигаются, растут, производят потомство. Имеют глаза, сердце, почки, печень и другие органы. Органы состоят из тканей. Каждая ткань образована клетками. Клетка - это как бы единица жизни.

      Невидимая простым глазом клетка настолько мала, что даже трудно вообразить ее размеры. Измерять клетку миллиметрами все равно что рост человека выражать в километрах. А ведь миллиметр составляет всего 1/1000 часть метра! Клетку приходится измерять тысячными долями миллиметра - микронами. Обычно клетки бывают величиной от 0.2 до 10 микрон. В одном кубическом миллиметре поместится целый миллиард кубических микрон!

      Несмотря на такие крошечные размеры, клетка необычайно сложно устроена. В каждой клетке постоянно идут тысячи разных химических реакций. Недаром клетку сравнивают с химическим заводом. У клеток есть разные специальности: одни клетки участвуют в пищеварении, другие в движении, третьи воспринимают раздражения, четвертые защищают от заразных болезней, пятые... Всего не перечислить. Клетки разных профессий тесно связаны между собой и зависят друг от друга.

      В организме несметное число клеток. Только в мозгу человека около 20 миллиардов нервных клеток. А всего в теле человека... словами и не скажешь, какое это число - 1015. Напишите 10 и приставьте 15 нолей - это и будет количество клеток в теле человека.

      Под микроскопом ткани и составляющие их клетки рассматривают на препаратах. Все, наверно, видели в поликлинике препараты крови - окрашенные стеклышки, на которых тонким слоем размазана взятая из пальца капля крови. На таких же стеклышках готовят препараты "твердых" тканей. Сначала маленькие кусочки ткани обрабатывают жидкостями, которые убивают клетки, но сохраняют неизмененными их части. Но как бы ни был мал взятый кусочек, он все же слишком толстый, в нем клетки расположены в несколько слоев. На специальном приборе - микротоме - кусочки тканей режут на ломтики толщиной в 5-10 микрон и приклеивают на стеклышки. Потом их красят. Имеются краски, окрашивающие клетки разных тканей в различные цвета. Есть краски, которые красят только определенные части клетки.

      Какие только цвета не увидишь под микроскопом: красный, синий, зеленый, оранжевый, черный! На окрашенные срезы приклеивают маленькое стеклышко - и препарат готов. Он может храниться десятки лет. В любой момент его можно достать и рассматривать под микроскопом, увеличивающим изображение каждой клетки в 1500 раз.

      А электронные микроскопы увеличивают в 100000 раз! В нём видны отдельные молекулы. Для электронного микроскопа нужны срезы толщиной в сотые доли микрона. Прибор, который так тонко режет клетку, установлен обычно в подвале, где меньше всяких помех. Когда он работает, вешают табличку: "Не входить. Включен ультратом". Стук двери, шаги могут мешать его точной работе.

      На препаратах определяют, какие вещества имеются в клетке и как они в ней распределены. Можно даже вычислить количество этих веществ.

      Конечно, наиболее точное представление о строении и работе клеток дает изучение живых клеток. Теперь есть много способов искусственного выращивания - культивирования - кусочков тканей и отдельных клеток вне организма. Для этого их помещают в особые сосуды с питательной средой. При культивировании клетки сохраняют присущие им свойства. Меняя питательную среду, пересаживая клетки и ткани, некоторые культуры удается сохранять десятки лет. Под микроскопом наблюдают живые культивируемые клетки. Их даже снимают на кинопленку. Уже создано много фильмов о жизни клеток. На экране видно, как клетки двигаются, соединяются друг с другом, как происходит их деление...

      Ученые научились оперировать живые клетки. Они пересаживают части от одной клетки в другую, удаляют из клетки отдельные ее части, вводят в нее разные вещества и смотрят, как они влияют на клетку.

      Разве расскажешь обо всех способах, которыми пользуются исследователи, чтобы узнать строение и жизнь клетки!

      Шаровидные и овальные, похожие на кубики и цилиндры, на звезды и диски... Клетки бывают различной, часто необыкновенно причудливой формы. Но даже самые непохожие друг на друга клетки поразительно сходны по своему устройству.

      При первом взгляде на клетку может показаться, что она состоит только из ядра и того, что окружает ядро, - цитоплазмы. Но оказалось, что эти главные компоненты клетки, в свою очередь, состоят из многих очень важных и сложных частей.

      Ограничена клетка оболочкой, кожицей. Кожица - по-латыни "мембрана". В науке многие слова взяты из латинского и греческого языков. Это потому, что в древности и в средние века почти все научные книги писали на этих языках. И сейчас новые слова в науке часто продолжают образовывать от латинских и греческих. Очень удобно, когда говорящие на разных языках ученые пользуются одинаковыми словами.

      Окружающая клетку мембрана настолько тонкая, что её невозможно увидеть в обычном микроскопе. Но в электронном микроскопе в ней различили три слоя: два темных и между ними светлый. Даже определили, что темные слои состоят из молекул белков, а светлый - из молекул жиров. Такого же строения оказались и все мембраны вокруг различных внутриклеточных частей.

      Сама клетка - это микроскопический завод. Он работает без выходных, без перерывов. Сырье, полученное организмом с пищей, перерабатывается в клетке в готовую продукцию. Она идет на построение растущих частей клетки, на ремонт и замену изношенных или поврежденных ее структур и на нужды всего организма.

      Как и бывает на заводе, в клетке есть своя силовая станция, различные согласованно работающие цеха.

      В цитоплазме находится цех, снабжающий энергией все клеточные процессы. Впрочем, это не один цех. В клетке печени, например, 2500 таких цехов. Их называют митохондрии. Длина каждой митохондрии обычно не больше десятых долей микрона. В этих цехах образуется вещество, при распаде которого освобождается энергия. Это аденозинтрифосфорная кислота. Сокращенно - АТФ. В научном языке часто пользуются сокращениями. В молекулах АТФ накапливается и хранится энергия до тех пор, пока она не понадобится. Вот почему митохондрии называют силовыми, или энергетическими, станциями клетки.

      Под электронным микроскопом в цитоплазме видна сложная сеть каналов и полостей. Это так называемая эндоплазматическая сеть. На некоторых ее участках мембраны гладкие. Здесь образуются жиры и углеводы. А в некоторых местах сети на мембранах сидят округлые тельца - рибосомы. Это сборочные цеха клетки. На них происходит сборка белковых молекул из аминокислот. Одна аминокислота, вторая, третья... Целая цепочка из них составляет молекулу белка.