| |||||||||||||||||||||||||||||||
Подходы к построению гомеостатической модели клетки
Такие органеллы, как митохондрии, центриоль, базальные тельца и плас- тиды, имеют собственный механизм наследования и размножения внутри кле- ток, который находится в тесной связи с активностью метаболизма и деле- нием клеток. Носителей нехромосомной наследственности в плазме клеток называют плазмонами [41]. К настоящему времени большинство исследовате- лей считает, что в процессе эволюции клеточных организмов все вышеука- занные органеллы были вначале свободноживущими одноклеточными. Затем пе- решли на внутриклеточное паразитирование, которое в дальнейшей эволюции облигатного паразита и хозяина перешло в партнерские отношения. Посте- пенная специализация привела к разделению функций, повышению их эффек- тивности и утрате других, ставших ненужными во внутренней среде клетки признаков. Клетки, эволюционировавшие по этому пути, получили значи- тельные преимущества в выживании и практически вытеснили другие, менее жизнеспособные формы клеток. Этот исторически пройденный путь эволюции одноклеточных иллюстрирует взаимодействие вначале независимых целостных гомеостатов и их склеивание на начальном этапе с большим противоречием в целях существования, а в последующем снижение этого противоречия за счет потери целостности (сим- метричности) составляющих гомеостатов, но при этом образования единого симметричного гомеостата иерархически более высокого уровня с большей свободой воли. Практически этот способ Природа использует при объедине- нии одноклеточных в многоклеточные организмы с постепенной специализаци- ей клеток для более эффективного функционирования целого. Гомеостат клетки, как целого, значительно повышает свободу воли по отношению к бывшим составляющим самостоятельным организмам, ставшим час- тями единого организма. Это выражается в меньшей зависимости от среды обитания, большей скорости и эффективности переработки информации и пластических веществ среды, большей пластичности самих внутренних струк- тур к изменившимся условиям обитания, а следовательно, к потокам инфор- мации из внешней среды. Последнее означает изменчивость и прогресс орга- низационных форм живой материи. Обсуждать здесь пути и способы изменчи- вости мы не будем, так как материальные основы этого феномена достаточно хорошо изложены в генетике и эволюционной биологии. Причиной специализации клеток может служить экологическое загрязнение среды обитания продуктами выделения самих клеток. При повышении концент- рации продуктов выделения в среде, среда по отношению к клеткам стано- вится агрессивной до такой степени, что клеточная популяция начинает уменьшаться в размерах. Уменьшение (гибель, задержка размножения) идет до тех пор, пока скорость поступления токсичных аутопродуктов не уравно- весится их диффузией из зоны обитания клеток на приемлемом уровне кон- центрации этих веществ. Второй параллельный процесс, который и является собственно двигателем эволюции клеточной популяции,- это повышение мута- генеза под действием высоких доз аутотоксинов с образованием таких био- химических процессов, где аутотоксин становится необходимым продуктом в дальнейшей цепи преобразований веществ внутри клетки. Такие клетки полу- чают преимущество в выживании внутри самоотравленной популяции. При этом происходит качественное структурное изменение самой популяции: 1 - попу- ляция приобретает возможность увеличить плотность особей в одном и том же объеме обитания; 2 - в популяции появляется два подвида родственных клеток; 3 - возникает взаимозависимость одной популяции от другой - сим- биоз. Этот процесс может быть одним из механизмов возникновения многок- леточных организмов, построенных из различно дифференцированных клеток. Другой причиной первоначального объединения однотипных клеток в колонии может служить процесс половой дифференциации у первично вегетативных клеток, как например, у колониальной одноклеточной зеленой водоросли Volvox. Интегрально гомеостатическая модель работы одной клетки аналогична выше представленным моделям гомеостатов ее составляющих. Тем не менее описание всех первичных (несимметричных) гомеостатов, составляющих клет- ку как единый организм, на данном уровне знаний не представляется воз- можным. По приблизительным оценкам в клетке ежесекундно протекает более 104 биохимических реакций; механизм каждой из них может быть представлен как отдельный гомеостат. Кроме рассмотренных в клетке процессов реплика- ции, транскрипции и трансляции, существуют явления рекомбинации, репара- ции, мутагенез, составляющие материальную основу эволюции живого. Таким образом, такой сложный, динамичный биохимический гомеостат, организован- ный во времени и в пространстве, представляет из себя большую исследова- тельскую проблему.
| |||||||||||||||||||||||||||||||