 |
|
Ріст організмів,його регуляція.
Механізми регенерації.
Ріст організмів,його регуляція.
Життєвий цикл у рослин і тварин.
Ембріотехнології.
Поведінка тварин і рослин.
Механізми регенерації.
Важливе значення для реалізації індивідуального розвитку має регенерація
Це процеси відновлення організмом втрачених або ушкоджених частин, а також відтворення цілісного організму з певної його частини. Завдяки процесам регенерації постійно відновлюються клітини і тканини, термін функціонування яких вичерпано (залозисті клітини кишкового епітелію, клітини крові тощо). Процеси регенерації також лежать в основі вегетативного розмноження.
У різних груп тварин різна здатність до регенерації. Наприклад, відомі випадки, коли цілісний організм губки відновлювався з розтертої клітинної маси. У гідри організм може відновитися зі своєї 1/200, у війчастих червів - з 1/100 його частини. Добре розвинена регенерація у багатощетинкових та малощетинкових червів, деяких ракоподібних (наприклад, краби), голкошкірих.
Серед хребетних регенерацію цілісних органів (кінцівок, хвоста, очей, деяких внутрішніх органів) спостерігають у хвостатих земноводних. У ящірок ці процеси виражені гірше (відновлення відкинутої частини хвоста).
З підвищенням рівня організації організмів здатність до регенерації зменшується. Так, у птахів і ссавців (зокрема й людини) зберігається тільки здатність до загоєння ран, зростання кісток, поновлення клітин і тканин, що мають обмежений термін життя.
Добре розвинена здатність до регенерації у рослин. Вони відновлюють ушкоджені тканини і органи, а також цілісний організм з певної його частини. У багатьох рослин нова особина може розвиватись із живців (кореневих, стеблових чи листкових) або видозмінених пагонів.
Ріст організмів,його регуляція.
Ріст організмів — це поступове збільшення їхньої маси і розмірів завдяки переважанню процесів пластичного обміну над енергетичним. Ріст організму буває обмеженим і необмеженим.
Обмежений ріст спостерігають у тих випадках, коли особина, досягаючи певних розмірів і, як правило, при набутті здатності до розмноження, припиняє його (більшість членистоногих, круглі черви, птахи, ссавці тощо). За необмеженого росту збільшення розмірів і маси організмів триває до їхньої смерті (більшість вищих рослин, багатоклітинних водоростей, грибів, стьожкових і кільчастих червів, риб, плазунів та ін.).
Залежно від будови покривів тіла, особливостей індивідуального розвитку та умов довкілля, ріст буває безперервним або періодичним. У разі безперервного росту організм поступово збільшується доти, доки не сягає певних розмірів або не настає його смерть. Періодичний ріст спостерігають у тих випадках, коли періоди збільшення розмірів чергуються з періодами припинення росту. Наприклад, тіло круглих червів і членистоногих росте під час линяння, коли скидаються старі покриви, а нові ще не затверділи. Ріст припиняється також у тих тварин, які впадають у сплячку під дією несприятливих чинників довкілля.
У рослин і багатьох тварин ріст можна призупинити штучно, діючи на них хімічними сполуками, які перешкоджають поділу клітин або гальмують обмін речовин.
Тип росту особин кожного виду визначається спадково і залежить від регуляційних механізмів організму, дії чинників навколишнього середовища тощо. У тварин ріст регулюють насамперед гормони та нейрогормони, у рослин - фітогормони.
Життєвий цикл у рослин і тварин
Усі живі організми мають певний життєвий цикл, який повинен забезпечувати безперервність існування виду.
Життєвий цикл – це період між однаковими фазами розвитку двох або більшої кількості послідовних поколінь. У багатоклітинних організмів, як ви знаєте, індивідуальний розвиток завершується природною смертю. Безперервність життєвого циклу організмів забезпечують гамети (статеві клітини), які передають спадкову інформацію організмам дочірнього покоління.
Тривалість життєвого циклу у різних організмів може бути різною. Наприклад, у бактерій або дріжджів проміжок між двома поділами клітини часто не перевищує ЗО хвилин, тоді як у багатьох вищих рослин і хребетних тварин він триває багато років. Так, сосна звичайна починає розмножуватись лише на З0-40-му, риба білуга - на 12-18-му роках життя. Тривалі життєві цикли спостерігають і в деяких безхребетних тварин. Наприклад, личинки одного з видів південноамериканських цикад розвиваються протягом 17 років.
Тривалість життєвого циклу залежить від кількості поколінь, які послідовно змінюють одне одного протягом одного року, або кількості років, протягом яких розвивається одне покоління.
Розрізняють прості та складні життєві цикли.
За простого життєвого циклу всі покоління не відрізняються одне від одного. Прості життєві цикли характерні для різних тварин: гідри, молочнобілої планарії, дощового черв'яка, річкового рака, павука-хрестовика, плазунів, птахів, ссавців.
Складні життєві цикли супроводжуються закономірним чергуванням різних поколінь або складними перетвореннями організму під час розвитку. Так, у деяких водоростей (бурих, червоних) чергується статеве покоління, переважно гаплоїдне, з нестатевим, переважно диплоїдним. Серед вищих рослин лише у мохоподібних переважає статеве покоління, тимчасом як у інших (папоротеподібні, хвощеподібні, плауноподібні, голонасінні, покритонасінні) — нестатеве .
Складні життєві цикли, які супроводжуються зміною різних поколінь спостерігають у різних групах тварин. Так, у життєвому циклі багатьох найпростіших (форамініфери, споровики) і кишковопорожнинних відбувається закономірне чергування поколінь, які розмножуються статевим і нестатевим способами.
Нестатеве покоління цієї тварини — поліпи — розмножуеться брунькуванням, утворюючи нові поліпи. За допомогою поперечного поділу поліпи дають початок особинам статевого покоління - медузам. Чоловічі й жіночі особини медуз розмножуються статевим способом. Із заплідненої яйцеклітини розвивається личинка, яка деякий час плаває за допомогою війок, а згодом осідає на дно і перетворюється на поліп.
У інших тварин (наприклад, представників плоских червів — сисунів, у деяких членистоногих - попелиць, дафній) у життєвому циклі чергуються покоління, які розмножуються статевим способом і партеногенетично.
Наприклад, самки дрібних рачків дафній тривалий час розмножуються партеногенетично, відкладаючи незапліднені яйця. З них виходить наступне покоління самок, які знову відкладають незапліднені яйця. Але за певних змін умов довкілля (зниження температури, нестача їжі, підвищення солоності води тощо) з незашгіднених яєць виходять не тільки самки, а й самці. У самок формуються яйця, розвиток яких можливий лише після запліднення. Ці яйця містять значні запаси поживних речовин (жовток), після запліднення вкриваються щільною оболонкою і здатні переживати періоди несприятливих умов. З настанням сприятливих умов із них виходить нове покоління самок, які розмножуються партеногенетично.
Подібний тип життєвого циклу спостерігають і у комах — попелиць.
Чергування поколінь, які розмножуються статевим способом і партеногенетично, має важливе біологічне значення для тих організмів, які мешкають у мінливих умовах довкілля і не можуть переживати несприятливі періоди в активному стані. Статеве розмноження забезпечує безперервність існування виду, а партеногенез дає змогу повною мірою використовувати сприятливі періоди для швидкого зростання чисельності виду.
У життєвому циклі інших тварин чергуються роздільностатеве і гермафродитне покоління.
Наприклад, у одного з видів круглого черв'яка - рабдитиса - особини гермафродитного покоління паразитують у легенях жаб. Яйця, які відкладають ці особини, виводяться з організму хазяїна назовні. З них виходять личинки, з яких розвиваються особини роздільностатевого покоління. Вони мешкають у ґрунті й удвічі менші за розмірами, ніж гермафродитні. У свою чергу личинки, які виходять з яєць, відкладених особинами роздільностатевого покоління, для свого подальшого розвитку повинні потрапити в організм жаби. Там з них розвиваються особини гермафродитного покоління.
Чергування поколінь, які розмножуються різними способами (статевим і нестатевим, статевим і партеногенетично), підсилює мінливість, яка забезпечує здатність виду мешкати в різних умовах довкілля і швидко реагувати на їхні зміни.
Ембріотехнології.
Термін «клон» - грецьке слово (klon) означає гілочку, пагін, черешок. І вже більше 4 тисяч років людству відомий такий спосіб вегетативного розмноження рослин.
Про безстатеве розмноження, тобто клонування ссавців, стало відомо не так давно.
Народження в 1997 році клону ягнички за ім'ям Доллі в Інституті Рослінг у Великобританії в результаті використання донорського ядра клітини молочної залози дорослої вівці стало сенсацією.
А незабаром заговорили й про клонування людини.
Що необхідно для клонування людини:
1) жіноча яйцеклітина, з якої видаляється власне ядро;
2) клітина донора, що підлягає клонуванню. Ядро цієї клітини трансплантується в яйцеклітину;
3) отриманий у такий спосіб зародок впроваджується в матку сурогатної матері, тобто жінки, яка погодилася виносити цю вагітність.
Народжена у такий спосіб людина і є клоном. Він успадковує в повному обсязі генетичний код донора (генотип). Але справа в тому, що далеко не з першої спроби вдається одержати зародок клону. Наприклад, у випадку з ягничкою Доллі це вийшло з 277 спроби. Виходить, заради цього загинуло 276 яйцеклітин. При клонуванні людини передбачається, що таких втрат буде набагато більше.
Свого часу Папа Римський Іоанн Павло II був дуже стурбований проблемою клонування людини, висловлювався проти цієї ідеї. За його переконаннями, наукові дослідження в цій галузі повинні бути обмежені базовими нормами етики.
Прихильники клонування людини вважають, що при розумному законодавчому регулюванні, переваги клонування перевищили б його недоліки. Клонування може вирішити проблему дітонародження в безплідних пар, а найголовніше, що їх надихає, це те, що можна поліпшити людське суспільство клонами видатних людей, таких як Ньютон, Ейнштейн, Рузвельт, Черчілль, Наполеон, видатними спортсменами, художниками і артистами.
Вони цілком припускають клонування із тканин давно померлих людей. Навіть фараона Єгипту Рамзеса II. Такий безглуздий оптимізм дивує. Де гарантія того, що клони успадкують духовні цінності цих людей? У релігії вважають, що в момент злиття яйцеклітини зі сперматозоїдом, Бог дає душу майбутній живій істоті.
А при клонуванні навіть немає сперматозоїдів. А що, якщо клон буде мати тільки тіло без людських думок і інших людських рис, що відрізняють його від тварини. Ця людиноподібна істота буде в найкращому випадку нагадувати оболонку людини.
Прийняти клонування людини важко не тільки з погляду етики, хоча це основна проблема, є серйозне занепокоєння й з технічної точки зору. При клонуванні тварин (пацюків, овець, свиней) було виявлено, що в них часто розвиваються фізичні дефекти або їх спіткає передчасна смерть.
Професор Ян Вілмут, «батько» клонованої ягнички Доллі, попереджає, що при клонуванні людини «існує ризик, що на пізній стадії вагітності в багатьох випадках відбудеться викидень, або діти народяться з фізичними дефектами, або мертвими, перш ніж вийде вдалий клон».
Він підрахував, що 50% клонів помирає ще в утробі, ще 20% народжених помре в ранньому дитинстві. З огляду на все це, клонування людей повинне вважатися злочином. На сьогоднішній день так вважають більшість прогресивних вчених усього світу.
Ніхто не повинен прагнути мати сотні людських яєць або ембріонів, які потім опиняються перед небезпекою знищення. Більш того, діти, породжені шляхом таких технологій, після народження можуть зустрітися з багатьма кошмарами, такими як інформаційні перешкоди, різного роду деформації й нестерпний психологічний тиск суспільства.
Штовхнути людство на такий ризик буде найнеетичнішою справою в історії людської медицини. Саме тому в 1997 році ЮНЕСКО прийняла Загальну Декларацію, що забороняє клонування людини й пропонує суворий контроль держави над всіма дослідженнями в цьому напрямку.
На сьогоднішній день тільки декілька країн прийняли закони, що забороняють дублювання людини, включаючи Англію, Німеччину, Ізраїль. У США розробляється такий закон. Разом з тим, є чимало прихильників так званого «терапевтичного» клонування людських істот. Мова йде про створення ранніх ембріонів для одержання донорських тканин, призначених для лікування конкретних хворих людей.
Для цього використовуються стовбурні клітини, тобто клітини людських ембріонів раннього періоду розвитку. Здатність росту стовбурних клітин просто фантастична: трьохмільйонноклітинний організм новонародженої людини утвориться з однієї єдиної клітини всього за дев'ять місяців.
Але ще більш вражає здатність диференціації: та ж сама стовбурна клітина може перетворюватися в будь-яку клітину будь-якого людського органу, будь то нервова, печінкова, серцева, імунна й т.д. Для медицини це безцінний матеріал.
Це означає, що можна в лабораторних умовах вирощувати попередників найрізноманітніших клітин і потім трансплантувати їх важкохворим людям замість донорських органів. Але й у цьому випадку існує ключова морально-етична проблема - статус ембріона. З якого моменту його варто розглядати як істоту, яка має право на життя. Чи правомірна загибель однієї істоти заради життя іншої?
Ватикан знову засудив клонування людини в медичних цілях. Однак багато вчених вважають, що можна вирішити ці проблеми вузько законодавчим шляхом. Але разом з тим життя показує, що аморальним людям закон не вказівка, як у бразильському телесеріалі «Клон». Це, звичайно вигаданий герой, але на сьогоднішній день дуже активно діє, фінансуючи клонування, секта «Раелітів».
Засновник і глава цієї секти, канадець Клод Ворільон, у минулому спортивний репортер, нині відомий як Раель, у лютому 2002 року заявив, що дослідження компанії «Клонейд» тривають у секретних лабораторіях. І на початку 2003 Раелейм заявив, що перший клон людини з'явився на світ. Але більше ніяких подробиць і звісток у засоби масової інформації не надходило.
Отже, клонування - добре це або погано? Є давньоіндійська мудрість: «З великими зусиллями піднімаємо ми камінь на гору, а донизу він падає миттєво, так само тягнуть нас нагору чесноти, а донизу - пороки»
Метод клонування мавп - по суті, той самий, завдяки якому була створена овечка Доллі. Ядро здорової незаплідненої яйцеклітини виймається і на його місце всередину яйцеклітини поміщається інше ядро зрілої клітки шкіри дорослої тварини. Завдяки чітко розрахованому часу дії і застосуванню імпульсів електричного струму можна створити ембріон, який буде генетичним клоном донора шкіри. Ембріони, створені у такий спосіб, можливо імплантувати в матки сурогатних матерів для народження клонованих тварин. У Великобританії і багатьох інших державах так зване "репродуктивне клонування" людини заборонене законом. Проте воно застосовувалося до цілої низки видів тварин, зокрема:
- Велика рогата худоба: Успішно клоновано багато видів худоби. В результаті першої спроби клонування вимираючого виду на світ з'явився Ной, представник рідкісного виду буйволов-гаурів, клонований в США в 2001 році. Він помер через дві доби після народження.
- Миша: Кумуліна - миша звичайна бура будинкова - була клонована з кліток дорослої особини в Гавайському університеті в 1997 році. Вона дожила до дорослого віку і двічі приносила потомство. Померла в травні 2000 року.
- Кінь: Перший клонована лошиця народилась в Італії в травні 2003 року. Її назвали Прометея.
- Кішка: Клонована кішка на ім'я Копікет народилася в 2002 році в Техасі. У 2006 році вона завагітніла природним чином і у вересні того ж року народила трьох кошенят.
- Собака: Снуппі, народжена в Південній Кореї. Аналізи ДНК розвіяли сумніви в достовірності цього клона. Та ж група дослідників, використовуючи той самий метод, клонувала двох вовченят, яких назвали Снувулф і Снувулффі. Там же народилися клоновані афганські хорти, яких назвали Бона, Піс ("Мир") і Хоуп ("Надія").
| Вчені розпочали клонування людського ембріона |
Учені з Гарвардського університету почали експерименти з клонування людського ембріона. Ембріон буде використаний як джерело стовбурних клітин, призначених для лікування цілого ряду важких захворювань.
Гарвардський університет став другим американським університетом, що наважився на клонування людського ембріона. Раніше таку ж спробу здійснили вчені з Каліфорнійського університету, однак робота була тимчасово припинена, що дозволило фахівцям з Гарварда просунутися далі.
Фахівці покладають на терапевтичне клонування великі надії. На думку вчених з його впровадженням стане можливим ефективне лікування цукрового діабету, хвороби Паркінсона, травм спинного мозку, анемії і багатьох інших захворювань.