big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Генетические основы индивидуального развития

Третья фундаментальная задача — раскрытие причин и форм индивидуального развития особи. Развитие особи начинается от одного оплодотворенного яйца, которое несет генетический код, программирующий появление всех основных видовых и индивидуальных наследственных признаков. Индивидуальное развитие — это одно из наиболее ярких выражений диалектики процессов самодвижения от низшего (простого) к высшему (сложному), раскрывающих, реализующих внутренние тенденции и сущность явлений, ведущих к возникновению нового. В индивидуальном развитии мы встречаемся со стремительными процессами последовательной смены качественных состояний, каждый раз подготовляемых количественными изменениями в процессе развития. Именно здесь с особой силой проявляется действие категории отрицания и перехода возможности в действительность. Поколения многоклеточных форм каждый раз возникают из одноклеточного состояния в виде оплодотворенного яйца. Одна из величайших проблем биологии состоит в выяснении того, в чем же конкретно выражается функционирование той материальной системы, передача которой по поколениям обусловливает преемственность специфических форм и является внутренним фактором индивидуального развития в каждом поколении. Эта проблема была крепостью идеализма и витализма, здесь пышно расцветали теории об имманентных жизненных силах и т. п. Дриш, Юкскуль и другие виталисты направили свое главное внимание на эту проблему.

К. Гербст в 1938 г. пытался обосновать мысль, что клетка — это непознаваемое целое. С этой точки зрения причина развития лежит в «тотальной потенции, находящейся в яйце, как в целом», и в том, что «она возникает так же, как план действия в человеческом мозгу, и поэтому не может быть познана».

Метафизический и механистический подход к проблеме индивидуального развития особи, полностью лишенный понимания соотношения между возможностью и действительностью, признающий только количественное перемещение исходных, готовых зачатков, был свойствен теории индивидуального развития А. Вейсмана. Вейсман в своей теории детерминант, предложенной им в конце XIX в., полагал, что наследственное вещество состоит из набора зачатков признаков (детерминант), которые в процессе развития особи рассортировываются по соответствующим органам и тканям.

Вейсман полагал, что среди биофор в наследственном веществе происходит борьба и отбор на уровне отдельных детерминант.

Гениальную идею Дарвина о естественном отборе как о факторе, создающем органическую целесообразность в ответ на действие фактора среды, Вейсман попытался заменить автогенетическим принципом. Он перенес понятие естественного отбора между особями на борьбу зачатков внутри организмов.

На самом деле, в оплодотворенном яйце нет никаких зачатков признаков будущего организма, здесь налицо лишь молекулярные структуры, в которых записана генетическая информация и структурнобиохимическое поле цитоплазмы. Развитие идет на основе взаимодействия ядра и цитоплазмы и взаимодействия частей в целой развивающейся системе. Эта система воспринимает сменяющийся сигнал ядра и среды, в ней устанавливается обратная связь, что создает все новые и новые условия приема, хранения и переработки информации на каждом этапе развития. На такой базе протекает управляющий процесс индивидуального развития, как процесс, имманентно построенный на переходе от низшего к высшему потому, что в низшем, в скрытом виде, содержатся материальные тенденции, ведущие к высшему.

Важнейшей особенностью управляющего действия генетической информации в процессах индивидуального развития является сохранение ее емкости на протяжении всего цикла развития, почти во всех соматических клетках.

В 1952 г. Бриггсом и Кингом был разработан метод пересадки ядер из клеток зародыша амфибий (лягушки) в безъядерную яйцеклетку. В их опытах пересадка ядер из клеток раннего зародыша (бластула, ранняя гаструла) обычно приводила к развитию полноценных лягушек, а пересадка ядер из клеток зародыша более поздних стадий (нейрула) в большинстве случаев приводила к образованию аномальных зародышей. Это дало авторам основание предположить, что при дифференцировке в ходе развития в большинстве ядер происходят необратимые изменения генетического материала.

Однако Гердону, который несколько модифицировал метод пересадки ядер, в 1959—1968 гг. в большом числе случаев удалось получить нормальное развитие до взрослых половозрелых животных, пересаживая ядра не только со стадии нейрулы, но и со значительно более поздних стадий, вплоть до дифференцированных клеток свободно питающегося головастика. Так, пересадка ядер миобластов и ядер кишечного эпителия в безъядерную яйцеклетку привела к развитию нормальных лягушек, давших затем нормальное потомство. В случае пересадки ядер от близкородственного вида (использовались два подвида африканской жабы) строение взрослой лягушки целиком определялось ядром. Таким образом, было показано, что в дифференцированной клетке сохраняется генетический материал, т. е. при дифференцировке клеток прекращение функции определенных генов является обратимым.

У многих растений мы можем из отдельной соматической клетки листа или стебля получить целое растение, с нормальным образованием зародышевых клеток. Механизм митоза обеспечивает получение всей полноты генетической информации любой соматической клетки, передавая путем авторепродукции, через связующий ряд клеточных поколений, тот набор хромосом со всем его генетическим содержанием, который был свойствен исходному оплодотворенному яйцу. В результате складывается поразительная ситуация равенства формального объема генетической информации практически во всех клетках тела и при этом на базе программированных преобразований в выдаче этой информации протекают направленные, целесообразные, сложные, упорядоченные процессы индивидуального развития.

Как осуществляется дифференцированное программированное управление процессом развития, остается загадкой. То же относится к вопросу о том, как факторы среды включаются в специфику развития и каков диапазон их возможности для его преобразования. В основе индивидуального развития лежат внутренние, генотипические закономерности, сам процесс развития — это итог взаимодействия внутреннего и внешнего. Раскрытие сущности процессов индивидуального развития, и путей управления этими сложными взаимоотношениями является одной из важнейших задач всей будущей генетики.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.