И. Дроздова - Удивительная биология
Сейчас мы можем создавать особи, сочетающие в себе гены и, следовательно, признаки от самых разных, казалось бы, совершенно несочетаемых организмов. В лабораториях живут и размножаются кишечные палочки, в которых функционируют гены человека. Хрустят овсом мыши с кроличьими генами. Шустро бегает по потолку пластиковой клетки мышь, одним из родителей которой была раковая клетка. Расцветает на грядке картофель с помидорными генами. Это не научная фантастика. Это реальная повседневная работа современного генетика.
Уже не фантастика исправление дефектных генов у человека, создание новых, невиданных ранее форм растений, животных и микроорганизмов, которые будут сочетать в себе все лучшее, что создала природа на многовековом пути эволюции. Современная генетика открывает фантастические, невероятные перспективы, она зачаровывает своими нынешними и еще больше – грядущими успехами…
Шумит ветер, гуляет в молодых ветвях векового древа генетики. А старые, крепкие ветви остаются как бы в тени. Не бросаются они в глаза публике, гуляющей в парке наук. Но эти ветви растут, дают новые побеги и плодоносят.
Продолжается работа в области классической генетики, там, где главный инструмент – не ультрацентрифуга, не электронный микроскоп (хотя и эти орудия интенсивно используются), а направленные, продуманные скрещивания и анализ фенотипов потомства. Именно эта генетика добывает знания об устройстве и механизме работы генов, о законах, создает новые сорта растений, новые породы животных, новые штаммы микроорганизмов, способствует развитию отдельных организмов и всего живого на Земле. Однако современные достижения в генетике вызывают и массу протестов, в первую очередь – широкое распространение генетически модифицированных продуктов питания. Люди не хотят быть подопытными кроликами в эксперименте, негативные результаты которого могут проявиться через несколько поколений. Именно поэтому была принята декларация «Врачи и ученые против модифицированных с помощью генной инженерии продуктов питания», которую взяли на вооружение «гринписовцы».
ПРИРОДА СДЕЛАЛА РАНЬШЕ
О биолокации, электрических рыбах и многом другом
В природе очень широко распространено свечение, о нем уже говорилось в начале книги, и наверное, каждый с ним сталкивался. Светятся в темноте гнилушки, иногда по ночам чудесно светится море. Об этом знали еще в древности, не могли только понять причины. Впоследствии удалось выяснить, что светится не сама древесина или вода, а поселившиеся в ней микроорганизмы. Способностью светиться обладают самые разнообразные животные и растения. Сейчас на Земле насчитывается более 1100 видов животных, чей свет несколько смягчает мрак в тех местах, где им приходится жить.
Свечение животных организмов обычно вызывает удивление. Действительно, как могло возникнуть такое на первый взгляд необычное для живых существ свойство? Не одно поколение ученых приходило в замешательство от этого вопроса. Лишь в наши дни он перестал казаться неразрешимым.
Большинство светящихся организмов живет в океане. Особенно много их на большой глубине, и это понятно: во мгле океанских глубин свет дают только живые существа. У самых маленьких из них светится все тело, у более крупных – специальные органы. Весьма совершенно устроены органы свечения у некоторых головоногих моллюсков и морских глубоководных рыб. Впрочем, обитатели поверхности океанов стараются от них не отставать. У побережья Америки, в Тихом и Атлантическом океанах, встречаются стайки морских мичманов – небольших рыбок длиной 25—35 см. Обычно эти рыбы обращают на себя внимание в период размножения, так как мечут икру вблизи берега, в устьях рек и по морским мелководным заливам. Свое название мичманы получили за своеобразную окраску и светящиеся точки, расположенные правильными рядами, как блестящие пуговицы на морском мундире. Фонарики мичмана, их около трехсот, похожи на миниатюрные живые прожекторы. Морской мичман вряд ли пользуется своими «фонариками» для освещения. Предполагают, что светится он только в брачный период.
Свет, испускаемый живыми организмами, может быть разного цвета: белый, сине-зеленый, рубиново-красный. Иногда одно животное снабжено фонариками трех-четырех цветов. Вероятно, цветной свет имеет ряд преимуществ, так как многие животные, не научившиеся его вырабатывать, пропускают поток ахроматических (бесцветных, неокрашенных) лучей через окрашенные линзы своих фонариков и с их помощью «устраивают» веселую цветную иллюминацию. Светящаяся слизь внутри живого прожектора обычно бывает скоплением светящихся микроорганизмов. Так поступают крупные существа – они предоставляют жилплощадь своим маленьким друзьям.
Но бывает и иначе. Почти во всех морях мира обитают одноклеточные жгутиковые организмы ночесветки, крохотные шарики размером не более 2 мм. С одной стороны у шарика есть глубокое вдавление – рот. Если рассматривать ночесветку через увеличительное стекло, можно разглядеть у нее длинное поперечное щупальце и короткий, продольно исчерченный жгутик. Ночесветки обладают способностью светиться.
Морские пучины и тропические лесные дебри – излюбленные места обитания живых «фонариков», но и под пологом нашего северного леса вспыхивают по ночам крохотные огоньки. Лучшая пора русского леса – середина лета. С наступлением сумерек на полянах, по обочинам дорог и в лесной чаще зажигаются зеленоватые точечки. Их свет придает особую, таинственную красоту ночному лесу.
Возьмите в руки любой лесной «фонарик» – он холодный. Это светится небольшое насекомое – ивановский червячок, или, как его еще иначе называют, светлячок. Светлячки мало кому попадались на глаза днем: они ночные насекомые.
Природа подарила русскому лесу только один живой фонарик, одно светящееся насекомое. Другой вид светлячков обитает на Кавказе: они светятся во время полета.
Светлячкам пришлось выработать очень сложную систему сигнализации для того, чтобы избежать возможной неразберихи. Летящие по ночному лесу самцы посылают в темноту призыв – ритмические вспышки света. Заметив сигналы, сидящая на земле или в ветвях самочка начинает отвечать, причем у каждого вида светлячков ответ следует через строго определенное время после сигнала самца. По величине интервала между призывной и ответной вспышкой света самец определяет, какая из ответивших самок «своя», а какая – «чужая».
Животные используют свечение при защите от врагов. В глубинах океана обитают кальмары и каракатицы, которые спасаются от нападающих хищников, выбрасывая облако светящейся жидкости, которое по форме и размеру очень напоминает их самих. Не мудрено, что кровожадному преследователю случается промахнуться, набросившись на светящуюся подделку, тогда как ее хозяин, не теряя времени, скрывается во мраке.
Многие животные «зажигаются», только оказавшись в чьих-нибудь зубах. Это тоже средство защиты: может, хищник испугается или откроет рот от удивления, и тогда удастся удрать. Особенно хитро поступают некоторые черви. Если их разрезать пополам, начинает светиться только задняя половина, передняя такой способности не обнаруживает.
Подавляющее число светящихся организмов живет в кромешной темноте. Казалось бы, свет живых прожекторов в первую очередь нужен им, чтобы освещать себе дорогу. Но, приглядевшись к ним внимательнее, убеждаешься, что большинству из них светящиеся органы служат в лучшем случае лишь для того, чтобы находить друг друга, узнавать сородичей по цвету и рисунку светящихся пятен и для привлечения добычи.
В тропических лесах Бразилии растут грибы, у которых светится нижняя сторона шляпки. Местные жители давно используют их вместо карманных фонариков. Хотя свет от этих грибов и не очень яркий, но достаточный, чтобы ночью не спотыкаться на лесных тропинках.
Морских светящихся рачков использовали во время войны в японской армии. Каждый офицер носил коробочку с этими рачками. Сухие рачки не светятся, но стоит смочить их водой, и «фонарь» готов. Где бы ни находились солдаты – на бесшумно всплывшей в ночной тишине подводной лодке, в густых дебрях тропических джунглей или на бескрайних степных равнинах, – всегда может возникнуть необходимость зажечь свет, чтобы рассмотреть карту или написать донесение. Но этого делать нельзя. Ночью свет электрического фонарика или даже зажженной спички виден издалека, а слабый свет «фонарика» из морских рачков нельзя различить уже за несколько десятков шагов. Это очень удобно, нисколько не нарушает маскировки.
Можно использовать светящиеся организмы и для освещения домов. Для этого придумали специальные бактериальные лампы. Устройство ламп незамысловато: стеклянная колба с морской водой, а в ней – смесь микроорганизмов. Свет одной бактерии ничтожен. Чтобы лампа давала свет, равный одной свече, в колбе должно находиться не менее 500 000 000 000 000 микроорганизмов. Но они малы, поэтому можно создавать довольно яркие лампы. Такими лампами в 1935 г. во время международного конгресса был освещен большой зал Парижского океанографического института.
