Том Джексон - Взламывая биологию

Сердечный цикл подразумевает, что при каждом ударе сердца мышца волнообразно сокращается. Кровь поступает в обе полости в верхней части сердца, и сердечная мышца сокращается, посылая кровь в желудочки ниже; и в этот момент сокращаются желудочки, выталкивая кровь в сосуды.

Жизненный цикл простых растений состоит из гаметофитной фазы, когда они производят половые клетки, и следующей спорофитной фазы, когда бесполым способом они производят споры. Это называется чередованием поколений.

Немецкий биолог Вильгельм Гофмейстер описал чередование поколений в 1851 г., но чтобы полностью понять этот процесс требовались достижения генетики. Спорофит – это диплоидная фаза растения, то есть на этом этапе клетка содержит двойной набор генов, по одному от каждого родителя. Спорофит производит споры – крошечные частички, которые разносит ветер или вода. Споры – гаплоидны, то есть содержат только один набор генов и вырастают в гаметофитную структуру, производящую гаметы (яйцеклетки и сперматозоиды, также гаплоидные). При слиянии гаметы возникает диплоидная клетка, которая затем становится спорофитом. У мхов и печеночных мхов доминирующее поколение гаплоидное, поэтому гаметофит мы считаем основным растением. У растений со внутренними жилками, таких как, например папоротники, главное растение – спорофит.

Мхи – очень простые растения: они не имеют привычного вида листьев, стеблей и корней. Видимая их часть – это, как правило, гаметофитное поколение, участвующее в половом размножении. Спорофитное поколение занято рассеиванием спор.

Если говорить об идеях, 1859 г. был непохожим на все другие. Опубликованная в тот год теория эволюции Чарлза Дарвина произвела переворот и в научной мысли, и в нашем понимании жизни на Земле.

Чарлз Дарвин родился в Шрусбери (Англия) в обеспеченной семье. Его отец был врачом, поэтому и он два года изучал медицину, но бросил. Затем Чарлз поступил в Кембриджский университет с намерением стать священником, и, как многие ученые хорошего происхождения в то время, живо интересовался ботаникой, энтомологией (наукой о насекомых) и геологией.

По окончании Кембриджа Дарвин услышал, что вскоре в кругосветную научную экспедицию отправится корабль «Бигль». Он подал заявку и был принят на неоплачиваемую должность натуралиста (в действительности ему даже пришлось оплатить дорогу). Корабль вышел в море в декабре 1831 г. Молодой человек страдал от морской болезни, пока шли через Атлантику, и когда «Бигль» достиг побережья Бразилии, он был рад оказаться в тропическом девственном лесу. Обогнув южную оконечность Южной Америки, «Бигль» держал курс на север и к 1835 г. достиг далеких Галапагосских островов у побережья Эквадора. Здесь, на маленьких островах, обнаружились невероятные виды животных, которые больше нигде не водились: например, морские игуаны, нелетающие бакланы, гигантские черепахи и даже пингвины, обитающие вдалеке от Антарктики. Дарвин заметил, что особи разных видов животных, например черепах, обитавшие на разных островах, отличались по таким признакам, как форма панциря. Молодой натуралист также видел птиц с клювами разной формы. Этот опыт дал ему пищу для размышлений, пока «Бигль» продолжал путь.

«Бигль» на ремонте на реке Санта-Крус в Аргентине. Ниже по побережью Дарвин нашел окаменелости гигантского ленивца и задумался о причинах его вымирания.

Книга Дарвина «Происхождение человека», появившаяся в 1871 г., спровоцировала споры: автор предположил, что люди и обезьяны, такие как шимпанзе, произошли от общего предка. Критики неверно истолковали его вывод: многие считали, что, по мнению Дарвина, люди произошли от современных обезьян.

Рисунок викторианской эпохи со сражающимися динозаврами иллюстрирует идею о выживании наиболее приспособленного (англ. survival of the fittest). Однако сам Дарвин не использовал такую формулировку, она появилась благодаря его стороннику Герберту Спенсеру.

За пять лет плавания (1831–1836) «Бигль» исследовал побережье Южной Америки, пересек Тихий океан, зашел в Австралазию и затем вернулся в Англию через Индийский океан. Позже Дарвин написал: «Путешествие на ” Бигле “ было, конечно, самым важным событием моей жизни, определившим всю мою последующую деятельность».

Дарвин вернулся в Англию, и оказалось, что письма, в которых он изложил свои построения и предположения, произвели впечатление на научное сообщество. Вскоре он женился на своей кузине Эмме и осел в Дауне, графство Кент. Между тем он не переставал размышлять над увиденным на Галапагосских островах и в других местах во время путешествия. Возможно ли, чтобы маленькие птички все происходили от общего предка, который добрался до островов? Являлось ли разнообразие внутри одного вида результатом непохожих условий на разных островах? Дарвин написал ученым и селекционерам, пытаясь собрать доказательства своего крепнувшего убеждения, что эволюция происходит в результате естественного отбора – так он назвал этот процесс. Каждое поколение животных производит больше молодняка, чем способно выжить. Следовательно, между особями наблюдается конкуренция. Отдельные особи внутри вида немного отличаются друг от друга: естественное многообразие означает, что некоторые из них лучше приспособены к среде и с большей вероятностью смогут дать потомство. Например, те, у кого ноги чуть длиннее, быстрее убегут от опасности. Такие представители вида, вернее всего, проживут дольше и станут размножаться, а значит, передадут свои качества дальше. С течением времени выгодный признак постепенно распространится на всю популяцию, и виды будут изменяться, или эволюционировать.

Дарвин прекрасно понимал, что его идея вызовет переполох среди ученых и в обществе XIX в. в целом. Поэтому он откладывал публикацию и активно собирал данные в поддержку своей теории. Процесс затянулся на 20 лет, вплоть до 1858 г., когда ученый получил письмо от натуралиста Альфреда Рассела Уоллеса, работавшего в Юго-Восточной Азии. Уоллес пришел к тем же выводам! В следующем году Дарвин спешно издал книгу «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь» и, как он и опасался, она действительно вызвала негодование. Впрочем, споры не утихли до сих пор. Дарвин не смог в точности описать, как наследуются признаки. Но ХХ в. дал жизнь новой науке – генетике, – которая объяснила этот механизм. Теория Дарвина является одной из основ современной биологии.