Глава 83. Генетична регуляцію розвитку.

Основою онтогенезу є диференціація клітин, тобто набуття морфо-функціональних відмінностей між ними .Сучасна біохімічна генетика встановила, що перехід клітин на певний шлях розвитку зв’язаний із зміною спектру білків. Наприклад, висока концентрація α-амілази спостерігається в зерні ячменю лише в клітинах алейронового шару, фенолоксидаза є в ендодермі, а не в корі кореня, в клітинах печінки зустрічається кілька десятків специфічних білків, які відсутні в інших органах

Синтез білків визначається генотипом. Усі клітини багатоклітинного організму мають однакову генетичну інформацію , але вона реалізується в різних типах клітин неоднаково. Закономірне формування різних клітин і органів відбувається на основі послідовного утворення різних білків, зумовленого послідовним включенням у дію певних ділянок ДНК (генів). Синтез кожного білка визначається здебільшого одним структурним геном з участю іРНК. У процесі розвитку при постійній структурі ДНК відбувається послідовна транскрипція різних генів, завдяки чому змінюється склад іРНК та білків. Біохімічна диференціація клітин є не наслідком, а причиною морфологічної диференціації.

Отже, кожному типові спеціалізованих клітин вибірково реалізується лише частина генетичної інформації і синтезуються специфічні білки, які і визначають морфо-функціональні особливості клітин.

Диференціальна активація генів відбувається не лише в неспеціалізованих клітинах. В основі прогресивної диференціації лежить каскадний принцип, відповідно до якого речовини , які синтезуються на попередній стадії диференціації, депресують(активують) гени наступної стадії.

При нормальному ході розвитку гени стають активними один за одним у певній послідовності, і процес онтогенезу становить собою поступове розгортання генетичної програми. Диференціальна активація генів здійснюється на основі взаємодії ядра і цитоплазми; вона залежить від взаємодії клітин і органів, а також від умов зовнішнього середовища.

Глава 84. В.І. Вернадський - походження життя

В процесі еволюції на Землі утворилась особлива оболонка - біосфера (грец. bios «життя»). Цей термін вперше ввів в 1875 році австрійський вчений Едуард Зюс. Біосфера - оболонка Землі, склад, енергетика та організація якої зумовлені взаємодією її біотичних та абіотичних компонентів. Біосфера включає всі організми, їх залишки, зони атмосфери, гідросфери й літосфери, які населені та видозмінені цими організмами.

В 20 роки ХХ століття видатний російський вчений академік Володимир Іванович Вернадський (1853-1945) розробив «Учение о биосфере» - оболонці Землі, населеною живими організмами.

За уявленнями В. І. Вернадського, біосфера містить у собі живу речовину, утворену сукупністю організмів; біогенну речовину, яка створюється в процесі життєдіяльності організмів (гази атмосфери, кам'яне вугілля, нафта, торф, вапняки тощо); косну речовину, яка формується без участі живих організмів (магматичні гірські породи); біокосну речовину, що представляє собою спільний результат життєдіяльності організмів і небіологічних процесів (наприклад, грунту);а також радіоактивну речовину, речовину космічного походження (метеорити тощо) і розсіяні атоми. Усі ці речовини геологічно пов'язані між собою. Сутність вчення В. І. Вернадського укладена у визнанні виняткової ролі «живої речовини», що перетворює вигляд планети. Сумарний результат його діяльності за геологічний період часу величезний. Саме живі організми вловлюють і перетворюють енергію Сонця і створюють нескінченну різноманітність нашого світу. Другим найголовнішим аспектом вчення В. І. Вернадського є розроблене ним уявлення про організованості біосфери, яка проявляється в узгодженому взаємодії живого і неживого, взаємної пристосовності організму і середовища.

Границі біосфери Землі проводяться по границям розповсюдження живих організмів, а це означає, що верхня її границя проходить на висоті озонового шару на висоті 20-25 км, а нижня границя проходить на тій глубині, де перестають зустрічатися живі організми.

Найважливішою частиною вчення Вернадського є уявлення про її виникнення та розвитку. Сучасна біосфера виникла не відразу, а в результаті тривалої еволюції в процесі постійної взаємодії абіотичних і біотичних факторів. Перші форми життя, мабуть, були представлені анаеробними бактеріями. Проте творча і перетворююча роль живої речовини стала здійснюватися лише з появою в біосфері фотосинтезуючих автотрофів - ціанобактерій і синьо-зелених водоростей (Прокаріотів), а потім і справжніх водоростей і наземних рослин (Еукаріотів), що мало вирішальне значення для формування сучасної біосфери. Діяльність цих організмів призвела до накопичення у біосфері вільного кисню, що розглядається як один з найважливіших етапів еволюції.

У стислому вигляді ідеї В. І. Вернадського про еволюцію біосфери можуть бути сформульовані наступним чином:

1) Спочатку сформувалася літосфера - провісник навколишнього середовища, а потім після появи життя на суші - біосфера.

2) Протягом усієї геологічної історії Землі ніколи не спостерігалися азойні геологічні епохи (тобто позбавлені життя). Отже, сучасне жива речовина генетично пов'язана з живою речовиною минулих геологічних епох.

3) Живі організми - головний фактор міграції хімічних елементів у земній корі, «по крайней мере, 90% по весу массы ее вещества в своих существенных чертах обусловлено жизнью» (В. Вернадський) 4)Грандіозний геологічний ефект діяльності обумовлений тим, що їх кількість нескінченно велика і діють вони практично протягом нескінченно великого проміжку часу. 5) Основним рушійним чинником розвитку процесів у біосфері є біохімічна енергія живої речовини.