Страница 100 из 120
Как по своему строению и размерам, так и по исполняемым функциям клетки также очень разнообразны. Их разделяют, в частности, на клетки, составляющие тело (соматические), и клетки, служащие для размножения. В организме человека среди огромного числа клеток существуют клетки мышц, стенок кровеносных сосудов, соединительных тканей, нервов (некоторые из них имеют длину около 1 м, например клетка, соединяющая концы пальцев ног со спинным мозгом), кожи. Красные тельца крови — эритроциты также являются клетками; их в организме человека имеется около 25 млрд. (25·109).
В состав организма человека входят также кости, образованные костеобразующими клетками и состоящие из фосфата кальция, а также из белка коллагена. В теле человека имеется жидкость: кровь (около пяти литров), лимфа, обеспечивающая обмен веществ между кровью и тканями организма, и др.
Белки являются основной частью организма всех растений и животных, в том числе и человека. В состав белков входят аминокислоты. Растения и большинство микроорганизмов сами синтезируют их в своем организме. Что касается животных и человека, то они не могут синтезировать 20 аминокислот из примерно 150. Поэтому эти 20 аминокислот называются незаменимыми и животные должны получать их с пищей.
Для жизнедеятельности человека особенно важными являются 9 незаменимых аминокислот. Все остальные необходимые организму человека аминокислоты могут вырабатываться самим организмом. Очень важным ингредиентом пищи является белок казеин — основной белок молока. Из казеина (из молока) организм человека может получать все необходимые ему незаменимые аминокислоты.
Большое значение для деятельности живого организма имеют ферменты — катализаторы химических реакций, протекающих в организме. В 1857 г. основоположник современной микробиологии и иммунологии, известный французский ученый Луи Пастер (1822–1895) отверг теорию «самозарождения» микроорганизмов, изучил процесс брожения, играющий огромную роль в круговороте веществ в природе и в жизнедеятельности микробов. Пастер занимался инфекционными заболеваниями и достиг большого успеха в их лечении и профилактике. Было установлено, что ферменты (их называют также энзимами), присутствующие во всех живых клетках, представляют собой белки (очень большие молекулы), могущие существовать в кристаллической форме, чаще всего образуются в результате жизнедеятельности микроорганизмов.
Для нормальной жизнедеятельности живых организмов требуется в небольших количествах еще один вид органических соединений — витамины, участвующие в обмене веществ. Большинство витаминов человек получает с пищей, некоторые образуются в организме.
В настоящей книге уже говорилось о некоторых выдающихся ученых-биологах и проделанных ими важных исследованиях. Очень кратко напомним о них читателю, чтобы легче было следовать дальше. В XVII в. Гарвей сделал чрезвычайно важное (особенно для медицины) открытие — изучил и описал систему кровообращения у животных и человека.
В XVIII в. были достигнуты по крайней мере два очень крупных результата. Обширную классификацию растений и животных разработал Линней. Его система является бинарной: первое латинское слово означает род, к которому принадлежит, например, данное животное, а второе — видовое название. К этим словам может быть добавлена фамилия (в сокращенном виде) лица, открывшего и описавшего этот организм. Если желательно указать пол организма, то ставится знак планеты Марс (♂) для самца или знак планеты Венера (♀) для самки. Так, человек, мужчина, по Линнею, имеет научное обозначение: Homo Sapiens L♂ где L — первая буква фамилии Линнея. Линней не признавал эволюции в растительном и животном царстве. Он считал, что растения и животные неизменны с тех пор, как они появились на Земле.
Второй биологической проблемой, получившей ясное толкование в XVIII в., была проблема дыхания, рассмотренная как совокупность процессов поступления в организм кислорода и удаления углекислого газа, использования клетками и тканями кислорода для окисления органических веществ и освобождения энергии, необходимой для жизнедеятельности организма. Здесь трудно назвать одну фамилию, правильнее будет назвать группу ученых, сделавших особенно много для решения проблемы дыхания. Среди них — А. Лавуазье, Дж. Пристли, П. Лаплас, А. Сеген.
Из биологов XIX в. мы успели ранее назвать Ламарка, отстаивавшего теорию эволюции живой природы, но не вскрывшего действительных причин этого процесса.
Конечно, приведенные нами фамилии ученых-биологов XVII–XVIII вв. далеко не исчерпывают имена тех, кто внес свой вклад в развитие биологии. Что касается XIX в., то главное еще впереди.
Оставшиеся страницы настоящего раздела будут посвящены двум важнейшим, тесно связанным между собой проблемам: эволюции растительного и животного мира и вопросам наследственности и изменчивости. Мы постараемся рассмотреть развитие этих проблем от великого, ученого Чарлза Дарвина и основоположника учения о наследственности Грегора Менделя вплоть до наших дней.
Всемирно известный ученый, англичанин Чарлз Роберт Дарвин (1809–1882) родился в Англии в небольшом городке близ Лондона — Шрусбери, в семье врача. Сам Дарвин о своей биографии сказал так: «Я учился, потом совершил кругосветное путешествие, а потом снова учился: вот моя автобиография»[347]. Конечно, об этом же можно рассказать несколько подробнее. По-видимому, Дарвин, вопреки даваемой ему часто характеристике очень серьезного и даже холодного человека, был живым и остроумным.
Интерес к ботанике и зоологии, а также к химии появился у Дарвина в детские годы, однако судьба распорядилась иначе: сначала он учился в Кембриджском университете по специальности врача, а затем, не чувствуя к врачебной деятельности никакого влечения, под давлением отца перешел на богословский факультет того же университета. В 1831 г. Дарвин окончил Кембриджский университет, получил звание бакалавра, оставалось только пройти посвящение в сан священника.
Но в это время друг Дарвина по Кембриджу, профессор биологии Геисло, получив согласие Дарвина, рекомендовал его в качестве натуралиста на корабль «Бигль»[348], который под командованием капитана Фриц-Роя должен был совершить кругосветное плавание, главным образом в географических целях.
Дарвин согласился. Это был, может быть, главный поворотный пункт в его жизни. Путешествие длилось с 1831 по 1836 г. Оно прекрасно описано в книге Дарвина «Путешествие натуралиста вокруг света на корабле „Бигль“»[349]. Б настоящей книге нет возможности сколько-нибудь подробно останавливаться на этом интересном путешествии. Заметим только, что маршрут «Бигля», начавшийся в Девонпорте 27 декабря 1831 г., проходил через Атлантический океан вплоть до г. Байя, расположенного в Южном полушарии, на восточном берегу Бразилии. Здесь «Бигль» оставался до 12 марта 1832 г. Затем «Бигль» двигался па юг вдоль Атлантического побережья Бразилии. 26 июля 1832 г. экспедиция достигла столицы Уругвая г. Монтевидео и до мая 1834 г., т. е. почти два года, вела работы на восточном побережье Южной Америки. За это время два раза посещалась Огненная Земля, два раза экспедиция посещала Фолклендские (Мальвинские) острова. Дарвином были также совершены сухопутные экспедиции. 12 мая 1834 г. «Бигль» взял курс на юг, прошел через Магелланов пролив и в конце июня 1834 г. достиг западных берегов Южной Америки. У тихоокеанских берегов Южной Америки экспедиция находилась до сентября 1835 г., т. е. более года. За это время Дарвин совершил сухопутные экспедиции, в частности он сделал переход через Кордильеры. В сентябре 1835 г. «Бигль» покинул Южную Америку, взяв курс на Галапагосские острова. Вслед за тем экспедиция двигалась на юго-запад, достигла островов Товарищества, потом островов Дружбы и 20 декабря 1835 г. бросила якорь в бухте Айленде, у северного острова Новой Зеландии. Курс экспедиции лежал далее па Австралию, южное побережье которой было обойдено от г. Сиднея, через Тасманию, до залива Короля Георга в юго-западной части Австралии. Оттуда экспедиция направилась па северо-запад и достигла Кокосовых островов. Затем «Бигль» изменил курс, направившись на остров Маврикий, обогнул мыс Доброй Надежды, посетил остров Святой Елены, а 1 августа 1836 г. бросил якорь в Байе, завершив тем самым кругосветное плавание. В октябре 1836 г. «Бигль» возвратился в Англию.
347
Цит. по: Голубев Г. Всколыхнувший мир. М., 1982, с. 5, 7.
348
Бигль — переводится с англ, как гончая, ищейка.
349
Дарвин Ч. Путешествие натуралиста вокруг света на корабле «Бигль». М., 1934.