«Генетика (с элементами цитологии, вирусологии, биохимии, микробиологии и прочих зверей) часть 1»

ГЕНЕТИКА

Часть 001

Молекулы, атомы, клетки и живые существа.

В природе существует великое разнообразие организмов, веществ, и всего-всего, что и образует эту самую природу. Несмотря на это разнообразие, все существующее, как оказывается, состоит из очень ограниченного количества «химических элементов», перечень которых ты можешь найти в «таблице Менделеева». Восемьдесят два из них - начиная от водорода от свинца, стабильны, а все последующие более или менее быстро распадаются - некоторые очень медленно (в течение миллиардов лет), другие очень быстро - за крошечные доли секунды, так что мы даже не успеваем изучить их свойства. Последнее характерно для тех элементов, что созданы человеком в лабораториях с помощью тех знаний, введение в которые ты можешь прочесть в курсе «Атомная физика».

Атомы химических элементов соединяются между собой, образуя более сложные образования, называемые «молекулами». Всё то, что состоит из атомов и молекул, мы называем «веществом».

На Земле существует огромное, трудновообразимое множество разновидностей живых существ. Мы даже приблизительно не знаем - сколько их. Каждый год экспедиции, отправляемые в труднодоступные уголки планеты, такие как джунгли Борнео или Новой Гвинеи, открывают десятки (!) новых видов лягушек, змей, разных насекомых и даже млекопитающих. Но еще менее доступны глубины океана, в котором живут сотни видов неизвестных нам рыб, тысячи видов неизвестных нам всяких мелких существ - рачков, медуз и т.д., и сотни тысяч (!) неизвестных нам разновидностей вирусов.

И все живые организмы состоят из мельчайших элементов жизни, «клеток», и как бы ни были устроены составляющие их клетки, они имеют одну объединяющую их особенность - они имеют молекулы наследственности, то есть такие молекулы, которые используются тем или иным способом для порождения себе подобных. Этими молекулами наследственности являются так называемые «нуклеиновые кислоты». С некоторыми несущественными исключениями, те молекулы нуклеиновых кислот, которые передают наследственность, это молекулы, называемые «ДНК» (дезоксирибонуклеиновая кислота).

Естественно, что живые организмы устроены очень сложно, поэтому, чтобы получить ясность в том, как все это устроено и функционирует, сначала будем представлять себе общую схему процесса, а потом начнем углубляться в детали.

Естественный отбор.

Идею о том, что в живой природе действует механизм, подобный искусственному отбору, впервые высказали английские учёные Чарльз Дарвин и Альфред Уоллес. Суть их идеи состоит в том, что для появления более приспособленных существ нет необходимости в наличии кого-нибудь, кто способен понимать и анализировать ситуацию. Вместо этого достаточно, если разновидности таких существ будут появляться случайно. Если появится большое разнообразие существ определенного вида, и они смогут себя достаточно точно дублировать, то в конечном счёте, выживут наиболее приспособленные.

Если ты играешь в теннис, то знаешь, что как бы точно ты не подставлял ракетку под мяч, он все равно улетит немного не туда, куда улетел в прошлый раз. Никакая сосновая иголка не похожа в точности на другую, и если ты изучишь миллиард иголок под электронным микроскопом, ты найдешь миллиарды отличий. ДНК - очень сложные молекулы, и не удивительно, что при передаче их от родителей к потомству нередко возникают мелкие случайные изменения. Стая птиц даст потомство, у которого длина и форма крыльев будут немного отличаться. А иногда может появиться птица, у которой отклонения в передаче ДНК оказались особенно существенными, так что форма ее крыльев будет отличаться заметно. И если окажется, что аэродинамические свойства этих крыльев несколько отличаются от свойств крыльев остальных птиц, то именно эта птица сможем обладать уникальными для нее особенностями - например она сможет дальше улетать от гнезда и собирать больше пищи. Естественно, что потомству именно этой птицы будет легче выжить - у них будет больше еды, так что носители этого отклонения в структуре ДНК (иначе говоря - «мутации») смогут создать более сильное и жизнеспособное потомство, и эта мутация и соответствующий ей внешний признак сохранятся и вытеснят другие. А у другой птицы мутация, наоборот, приведет к тому, что она сама будет помельче и крылья у нее будут помельче - далеко летать она не сможет, зато сможет махать крыльями быстрее и добывать ту еду, которая будет труднодоступна крупным птицам с большими крыльями. Эти птицы тоже смогут «занять свою нишу», то есть найти способ добывать в достаточном количестве какую-то еду. Например колибри может так быстро махать крыльями, что она зависает у цветка и, пользуясь своим длинным клювом, пьет нектар. А чайка или орел со своими мощными телами и крыльями, пить нектар из цветков не могут, так что колибри достается вся вкуснятина.