Юрий Симаков - Животные анализируют мир

Какое же воздействие может оказывать электрическое поле на процессы формообразования? Здесь тоже нет окончательного ответа, но существует несколько гипотез.

По одной из этих гипотез, которой придерживается С. Роуз, электрическое поле живых организмов своей пространственной конфигурацией влияет на транспорт специфических репрессоров, ведающих дифференцировкой клеток. Это создает картину химической цитодифференцировки, в какой-то мере отражающей пространственный рисунок самого электрического поля. Чтобы под-твердить эту гипотезу, были поставлены оригинальные опыты всё с тем же гидроидом табулярией. Если отрезки табулярии соединить последовательно, то верхний отращивает щупальца, у него образуется рот; а рост нижнего подавляется, он становится так бы хвостовым отделом. Ну а теперь попробуем соединить отрезки табулярии «лицом к лицу». Получается совсем другое дело: каждый регенерирует головной конец самостоятельно, как будто между ними нет взаимодействия. Исследователь С. Роуз объясняет это тем, что при последовательном соединении гидроиды образуют одно общее электрическое поле. Когда же их головные концы направлены друг к другу, то их поля не объединяются.

Конечно, гипотеза С. Роуза оригинальна, и опыты убедительны, но ведь предложенный механизм объяснения формообразовательных процессов, по-видимому, применим только к низшим организмам — таким, как кишечнополостные.

Другая гипотеза, разработанная рядом ученых, называется информационной. Есть мнение, что межклеточные связи, а следовательно, пространственная дифференцировка регулируются за счет безнервной передачи информации. Роль таких передатчиков информации в организме выполняют щелевые контакты, которые образуются на ранних стадиях развития. Авторы гипотезы предполагают, что расположение щелевых контактов определяется электрическим полем. Если слабое электрическое поле, созданное экспериментаторами, по своим параметрам будет близко к электрическому полю организма, то это может привести к передаче информационных сигналов и изменить процессы дифференцировки и роста.

Понимая всю сложность рассматриваемого вопроса, В. Р. Протасов приходит к выводу, что слабые длительно действующие электрические поля, несомненно, влияют на формообразовательные процессы, но их действие неоднозначно. Механизм воздействия электрических полей на процессы роста, развития и регенерации, возможно, опосредован изменением других полей, химический реакций и других биологических процессов.

Пытаясь понять механизмы формообразования и управления пространственной конфигурацией организмов, мы рассмотрели основные направления и пути, по которым идут ученые, чтобы раскрыть глобальную загадку биологии — процесс морфогенеза. Сами же механизмы и формообразовательные приборы окончательно не познаны, их контуры только вырисовываются в представленных здесь гипотезах. Время важнейших открытий в биологии еще впереди!

Защиту окружающей среды от промышленных загрязнений называют сейчас проблемой века. И неудивительно. Кого не волнует этот вопрос, ставший одним из самых актуальных и острых! Необходим четкий контроль за состоянием окружающей среды, и, чтобы предотвратить надвигающуюся опасность, нужны приборы, которые вовремя сообщат о сдвигах экологического равновесия в природе.

Созданы совершенные аналитические приборы, которые быстро выдают количественную оценку содержания того или иного вещества в воздухе, в воде или в почве, точно определяют его концентрацию. Но с экологической точки зрения сведений только о концентрации — мало. Для контроля за состоянием окружающей среды важны биологические эффекты, которые можно провести только с помощью «живых приборов», самих организмов, реагирующих на присутствие вредных веществ. Изучаются самые различные способы использования «живых приборов».

Во-первых, можно проводить биотестирование. Например, в водную среду вносятся гидробионты, живые организмы, обитающие в ней, и по их поведению, размножению, развитию и физиологическим показателям судят о наличии вредных веществ в воде. Сам организм выступает как датчик состояния окружающей среды и регистратор наличия вредных веществ в исследуемой пробе.

Биотестированием люди пользовались с давних времен: пищу перед употреблением проверяли на домашних животных. Известно, например, что многие восточные султаны специально держали в своих дворцах собак и перед каждой трапезой бросали им пищу для пробы и следили за их состоянием. А шахтеры брали в забои клетки с канарейками, которые начинали беспокоиться при первых признаках появления ядовитых рудничных газов, когда люди его еще не ощущали. Получается, что огромный газоанализатор непрерывного действия с автоматическим управлением и маленькая канарейка одинаково справляются с одной и той же задачей.

Какой бы совершенной ни была современная аппаратура для контроля загрязнения и определения вредных примесей, она не может сравниться со сложно устроенным «живым прибором», тонко реагирующим на токсические вещества. Ведь механизмы «живого прибора» формировались в процессе эволюции на протяжении многих миллионов лет. Правда, у «живого прибора» есть серьезный недостаток — он не может установить концентрацию какого-либо вещества в многокомпонентной смеси, реагируя сразу на весь комплекс веществ благодаря своей высокой сверхчувствительности и анализу принятой информации. Но в этом есть и большое преимущество. Ведь с помощью физических и химических датчиков определяется одно и реже несколько веществ, а загрязнения бывают часто столь многокомпонентны, например сточные воды, что никакие созданные человеком приборы не смогут провести анализ этой смеси. Ведь в сточных водах встречаются сотни, а иногда и тысячи различных соединений. Вот здесь-то и выручат нас тест-объекты.

Во-вторых, «живыми приборами» могут стать сами организмы-индикаторы. Различные виды живых существ показывают, чем загрязнена окружающая среда. В загрязненных определенными веществами воде и почве могут жить только те организмы, которые приспособлены к высоким концентрациям тех или иных химических соединений. Вот такие виды и называются биоиндикаторами. Биоиндикацией так же, как и биотестированием, человек пользуется с незапамятных времен. По наличию некоторых видов растений человек находит воду, определяет соленость почв и обнаруживает полезные ископаемые. Иногда даже принимаются во внимание особенности строения организмов-индикаторов. Опытный глаз геолога сразу отметит: если появились уродливые формы растений, с наростами, с неправильным расчленением листьев, значит, в этой зоне можно искать битумы и нефть. По существу, это есть генетический индикатор, так как вредные фракции нефти нарушают морфогенез.