Река жизни
Шрифт:
Число мутаций, происшедших с момента возникновения первой клетки, поистине недоступно нашему воображению. Такой просто организованный одноклеточный микроорганизм, как стафилококк, делясь каждый час, при идеальных условиях в течение 48 часов может произвести около 300 триллионов стафилококков. Если считать, что из миллиона стафилококков всего один будет мутантом, то, следовательно, только в течение двух суток появляется 300 миллионов мутантов. Можно ли после этого определить число возможных мутаций на протяжении трех миллиардов лет!
Из тысяч возможных мутаций (каждая из которых представляет собой результат случайного воздействия внешней среды на генетический материал клетки) какая-нибудь одна может оказаться благоприятной, то есть может способствовать выживанию. Как правило, мутации, связанные с достаточно крупными изменениями, неблагоприятны и быстро устраняются при отборе.
Общее число мутаций, возникших как «ошибки» при воспроизведении, а потом бесследно исчезнувших, не поддается человеческому воображению. И все же в действительности каждый шаг этой эволюции можно проследить в окружающем нас мире. Первое живое существо, появившееся на Земле, вероятно, мало чем отличалось от одноклеточной амебы, которая до сих пор обитает в наших водоемах.
Систему циркуляции с открытыми порами до сих пор можно наблюдать на губке. Этот тип циркуляции, будучи в известной степени полезным, все же недостаточно эффективен, так как не позволяет организму сколько-нибудь резко изменять среду. И однако для примитивных организмов, живущих на скалах или находящихся в других фиксированных положениях, такая циркуляция в течение многих миллионов лет и вплоть до наших дней была основой жизни.
Самую древнюю замкнутую систему циркуляции, когда жидкость находится внутри организма, можно наблюдать у таких низкоорганизованных растений, как некоторые морские водоросли, а также на таких формах животных, как морской анемон. Здесь вещества, необходимые для жизни, подаются к клеткам, а их отходы выводятся наружу без помощи каких-либо ярко выраженных протоков или трубок.
Следующую, более высокую ступеньку на лестнице эволюции мы можем проследить на примере таких живых организмов, как медуза, а также более высокоорганизованных растений, сок которых равнозначен крови. В них Река жизни течет по определенным протокам и сосудам, но в отличие от артерий они не пульсируют, нет у этих животных и сердца, нагнетающего жидкость в систему. На этой ступеньке эволюции сосуды еще не снабжены клапанами, позволяющими управлять течением жидкости и поддерживать движение в одном направлении. Напротив, в разное время и при различных обстоятельствах жидкость может течь в том или ином направлении. Например, в одно время года сок деревьев может течь снизу вверх, а в другое — сверху вниз.
Можно лишь гадать, сколько тысячелетий и эр прошло, прежде чем на Земле появилось первое насекомое. У насекомых мы сталкиваемся уже с более усовершенствованной системой циркуляции. Правда, сердца как такового у них все еще нет, но сосуд, несущий животворную жидкость, уже пульсирует, проталкивая Реку вниз по течению.
Впервые сердце — орган с двумя камерами — появляется у рыб. У змей уже трехкамерное сердце. И, наконец, у птиц и млекопитающих сердце превращается в орган с четырьмя камерами — двумя предсердиями и двумя желудочками.
Причины различия в строении такого важнейшего органа, как сердце, заслуживают внимания и позволяют сделать ряд любопытных предположений. Естественный отбор, каким бы сложным он ни казался, происходит с исключительной логикой и чрезвычайной экономией. Как известно, выживает все наиболее целесообразное, все менее целесообразное погибает. Все, что целесообразно и экономично, выживает с большей легкостью, чем то, что столь же целесообразно, но менее экономично.
Количество камер в сердце, помимо прочего, зависит от степени сложности системы дыхания. У рыб эта система сравнительно проста. У них нет легких, и кровь очищается от углекислоты в жабрах. Поэтому одна камера сердца, так называемый желудочек, способна непрерывно перекачивать кровь в жабры, а через жабры — в кровеносную систему. Вторая камера, или предсердие, собирает кровь, возвращающуюся из системы, и вновь отправляет ее в желудочек.
У змей имеются легкие, однако система кровообращения у них проще, чем у птиц или млекопитающих, поэтому змеям достаточно двух предсердий, чтобы собрать кровь из легких и кровеносной системы, и одного желудочка, чтобы перекачать ее обратно.
У птиц и млекопитающих системы дыхания и кровообращения сложнее, поэтому им необходимо сердце, состоящее из двух предсердий и двух желудочков. Через одно предсердие венозная кровь из системы поступает в желудочек, который в свою, очередь перекачивает ее в легкие. В легких венозная кровь очищается от углекислого газа. Другое предсердие принимает очищенную кровь из легких и передает ее в другой желудочек, который перекачивает ее обратно в кровеносную систему.
Сердце, состоящее из четырех камер, как у человека, а также его млекопитающих «кузенов» и более дальних родственников — птиц, является отличительным признаком теплокровного существа, у которого внутренняя температура дочти всегда сохраняется постоянной. Рыбы, змеи и другие пресмыкающиеся относятся к категории холоднокровных — их внутренняя температура зависит от температуры окружающей среды.
По мере чрезвычайно длительного и сложного процесса, конечным результатом которого было появление человека, окружающее море не только превратилось во внутреннюю реку — процесс, сопровождавшийся сложнейшими изменениями в системе циркуляции, — но и состав самой реки стал иным. И хотя сыворотка крови по-прежнему напоминает состав первозданного моря, в твердых частичках крови содержится уже много новых веществ.
Например, в море не было красных телец, несущих кислород. Наряду с другими элементами крови они появились в процессе естественного отбора. С другой стороны, в циркулирующих жидкостях растений тоже нет красных телец, поскольку для переноса кислорода они не требуются.
Состав и система обращения Реки жизни с течением времени изменились, приспосабливаясь к специфическим нуждам определенной формы жизни, в границах которой она протекает.
Картину эволюции крови можно отчетливо проследить не только по ее сходству, но и по ее различиям. Г. Наттол, например, доказал, что реакции человеческой крови, крови низших и высших обезьян на одни и те же испытания имеют между собой мало общего. Однако по мере того, как обезьяны поднимаются по лестнице эволюции, реакции их крови приобретают все большее сходство с реакциями крови человека, так что уже у гориллы, шимпанзе и орангутана реакции практически не отличаются от реакций человека.
Разумеется, размеры красных кровяных телец у различных животных могут быть разными; возможны также и некоторые химические отличия. Если у крошечного, похожего на мартышку лемура красные кровяные тельца еще маленькие, то у других видов обезьян они все увеличиваются и уже у гориллы, шимпанзе и орангутана достигают практически тех же размеров, что и у человека. Более того, эти крупные обезьяны также имеют четыре группы крови: А, В, АВ и 0, совпадающие с четырьмя основными группами крови человека.