Интенсивный путь развития аграрной цивилизации

Интенсивный путь развития аграрной цивилизации

Новый взгляд на эволюцию. «Генетическая инженерия» в природных экосистемах

Следует подчеркнуть принципиально важное обстоятельство: одно из важных положений современной генетики состоит в открытии способности наследственной системы к «естественной генетической инженерии». В клетке существует режим генетического поиска и реорганизации структуры и функции генома.

Термин «вирус» этимологически обозначает «яд». Вплоть до 60-х годов XX века вирусы преимущественно рассматривались как болезнетворное начало. Но изучение вирусов многоклеточных организмов и бактерий (бактериофагов), открытие большого сходства мобильных генетических элементов с вирусами, а затем выявление повсеместного распространения вирусных последовательностей в геноме каждого изученного вида млекопитающих изменило представление о вирусах.

Представление о повсеместности вирусов в биосфере, высказанное в середине 70-х годов (Жданов, Тихоненко, 1975), в настоящее время полностью подтверждено. Вирусы вездесущи. Может быть, именно поэтому их можно обнаружить при любом заболевании (у здоровых их, как правило, не ищут). У человека только в клетках кишечника число обнаруженных в норме и при патологии вирусов больше 120. К 1970-м годам стала ясна суть респираторных — «простудных» заболеваний, переносимых большинством горожан, которые являются отражением эпидемических вспышек размножения вирусов.

Целенаправленное изучение путей распространения вирусов в природе привело в начале 80-х годов XX века к получению новой информации. Например, такие вирусы, как вирус полиомиелита, которые из-за своего видимого патогенного эффекта считались исключительно нейротропными, оказались обнаруженными в сточных водах и, стало быть, входят в группу энтеровирусов. Сточные воды оказались источником вспышки одной из форм вирусного гепатита, детского гастроэнтерита.

Пути распространения вирусов в биоценозах, и соответственно, пути горизонтального межвидового переноса генетического материала, поразительны. Достаточно сказать, что РНК-содержащий вирус гриппа переносится водоплавающими перелетными птицами, но обнаружен и у китов и у планктонных организмов (Жданов, 1990).

В эволюционном аспекте вирусы в природе являются самым мощным селективным фактором и самым мощным генератором наследственного полиморфизма, возникающего в результате популяционно-генетических взаимодействий типа паразит-хозяин.

Другой важный фактор в эволюции — бактерии. Миллиарды лет бактерии были единственными обитателями биосферы. Ни человека, ни животных, ни высших растений не было на Земле, а бактерии уже были. Да они и сейчас настоящие «хозяева планеты». Бактерии — истинные космополиты: они завоевали толщи почв и все водные бассейны, они поселились и в нас самих. Они создавали и создают месторождения полезных ископаемых, они же превращают останки живых существ в материал для новой жизни, помогают нам переваривать пищу и готовить ее. Они способны и убивать нас, заразив болезнями. Биомасса этих мелких существ на много порядков превышает биомассу всех земных млекопитающих вместе с человеком.

Горизонтальный перенос генов от одного организма в другой являлись существенным механизмом эволюции, в основном, у бактерий. Этот факт стал очевидным в последние несколько десятилетий.

Джошуа Ледерберг в 1952 году ввел понятие «плазмида». Он обнаружил в кишечной палочке, кроме основной спиралевидной, вытянутой во весь свой немалый рост ДНК, еще и маленькие, свернутые в кольцо ДНК. О плазмидах заговорили медики, когда в 1959 году было доказано, что неэффективность многих антибиотиков обусловлена плазмидами, несущими гены устойчивости к антибиотикам. Плазмиды легко переходят от бактерии к бактерии, делая их невосприимчивыми к лекарствам. К примеру, вырабатываемый плазмидами фермент пенициллаза разрушает пенициллин, спасая бактерии от гибели. Что, конечно же, осложняет лечение больных.

Детальные наблюдения характера возникновения опосредованной плазмидами устойчивости сделаны в Японии и Англии. В 1945 г. в Японии для борьбы с дифтерией стали применять сульфаниламид. Он был высокоэффективен только первые 5 лет. Вскоре появились устойчивые штаммы дифтерийной палочки, а уже некоторое время спустя 80-90% изолятов были устойчивыми. Затем сульфаниламид заменили антибиотиками. Но уже в 1952 г. от больного дифтерией был выделен штамм дифтерийной палочки, одновременно устойчивый к тетрациклину, стрептомицину и сульфаниламиду. А в 1964 г. половина всех бактериальных штаммов, выделенных из больных дифтерией, несла гены устойчивости одновременно к четырем антибиотикам. Эти гены устойчивости были собраны в одной плазмиде, способной распространяться среди бактерий горизонтально.

Гены плазмид, в свою очередь, могут перекочевывать на хромосомы клеток-реципиентов. Считают, что таким путем в кишечную палочку попали гены, кодирующие ферменты инактивации антибиотиков. Возможно, эти гены впервые появились у почвенных бактерий, живущих рядом с грибами-продуцентами антибиотиков. В почвенных бактериях в геноме плазмид находятся детерминанты устойчивости к тяжелым металлам. Из природных резерватов плазмиды с транспозонами, несущие гены устойчивости, попадают к бактериям животных и человека и с помощью их распространяются по всему миру.

То, что затрудняло работу медиков, пригодилось генным инженерам. А им нужны были переносчики реконструированных молекул ДНК в живые объекты. Правда, вначале на эту роль прочили вирусы-бактериофаги. Но, проникнув в клетку, вирус ведет себя как опасный хищник. Он переключает ресурсы клетки на удовлетворение своих нужд и примерно через полчаса губит ее. Иначе поступает плазмида — в отличие от вируса, она не убивает клетку-хозяйку. Плазмида и приютившая ее клетка осуществляют симбиоз. Плазмида защищает бактерию от, например, пенициллина. Клетка предоставляет плазмиде ресурсы для питания, размножения. Все эти особенности симбиоза бактерий и плазмид (особенно способность плазмид переходить «из рук в руки», от одной клетки к другой) оказались источниками генно-инженерных методов.

Плазмидами Д. Ледерберг предложил обозначать все внеядерные генетические элементы, способные к автономной репликации. Сюда входят «каппа-частицы» у парамеций, экзогенные вирусы и т.д. Взгляд на плазмиды как на симбионты и альтернативный взгляд на них как на составную часть генома, согласно Д. Ледербергу, зависит от того, насколько широко исследователь трактует границы генома и наследственной системы организма.

Именно особенности жизненных циклов вирусов, плазмид и бактерий привело в дальнейшем к созданию так называемых «векторов» — искусственно сконструированных молекул наследственности, которые могут переносить чужеродный материал от одного организма к другому.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

Совет по вопросам международной продовольственной и аграрной торговой политики и лобби агробизнеса

Из книги Семена разрушения. Тайная подоплека генетических манипуляций автора Энгдаль Уильям Фредерик

Совет по вопросам международной продовольственной и аграрной торговой политики и лобби агробизнеса «Каргил» была одной из главных движущих фигур американского «Круглого стола бизнеса» — сильного лобби, состоящего из высших американских корпоративных руководителей.


5. Теория стадийного развития и особенности развития животных

Из книги Служебная собака [Руководство по подготовке специалистов служебного собаководства] автора Крушинский Леонид Викторович

5. Теория стадийного развития и особенности развития животных В основе управления развитием организмов лежит теория стадийного развития, которую сформулировал академик Т. Д. Лысенко, исходя из работы И. В. Мичурина и многочисленных собственных исследований.Несмотря на


Две цивилизации

Из книги "МЫ" и "ОНИ". Фантастическая биология - стандартная и нестандартная автора Галина Мария


Млечный путь

Из книги До и после динозавров автора Журавлёв Андрей Юрьевич

Млечный путь Родословная млекопитающих прослеживается с триасового периода (около 230 млн лет). Возможно, что теплокровность возникла у них как приспособление к ночному образу жизни, помогавшему избегать нападений ящеров, боевитых только при свете дня. Уже у некоторых


Кризис аграрной цивилизации

Из книги Кризис аграрной цивилизации и генетически модифицированные организмы автора Глазко Валерий Иванович

Кризис аграрной цивилизации


Краткий исторический очерк развития биотехнологий в аграрной цивилизации

Из книги Биология [Полный справочник для подготовки к ЕГЭ] автора Лернер Георгий Исаакович

Краткий исторический очерк развития биотехнологий в аграрной цивилизации Магистральная линия истории, приведшая к генетической инженерии как технологии управления процессом эволюции, на значительном временном интервале практически совпадает с историей генетики.


Болезни культурных растений как двигатель эволюции аграрной цивилизации

Из книги Жизнь как она есть [Её зарождение и сущность] автора Крик Фрэнсис

Болезни культурных растений как двигатель эволюции аграрной цивилизации Историки описывают историю человечества либо как смену общественно-экономических формаций, либо как цепочку великих войн и, соответственно, великих завоевателей. Однако имеет право на жизнь и


3.9. Биотехнология, клеточная и генная инженерия, клонирование. Роль клеточной теории в становлении и развитии биотехнологии. Значение биотехнологии для развития селекции, сельского хозяйства, микробиологической промышленности, сохранения генофонда планеты. Этические аспекты развития некоторых иссле

Из книги До того как умрет природа автора Дорст Жан


Глава 9. Высшие цивилизации

Из книги Новейшая книга фактов. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина автора Кондрашов Анатолий Павлович

Глава 9. Высшие цивилизации Мы только что видели, что, по-видимому, в галактике, может, существует много других планет, имеющих на своей поверхности большое количество довольно водянистого раствора таких органических молекул, которые необходимы для того, чтобы служить в


ОТХОДЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЦИВИЛИЗАЦИИ ИДУТ В НАСТУПЛЕНИЕ НА ПЛАНЕТУ

Из книги Распространненость жизни и уникальность разума? [litres] автора Мосевицкий Марк Исаакович

ОТХОДЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЦИВИЛИЗАЦИИ ИДУТ В НАСТУПЛЕНИЕ НА ПЛАНЕТУ Человек погибнет, убитый непомерным ростом того, что он называет цивилизацией.Ж. Фабр, «Энтомологические воспоминания», т. VIОдна из серьезнейших проблем современности связана с хозяйственно-бытовыми


Каким образом достижения современной цивилизации наносят ущерб человеку как биологическому виду?

Из книги Славяне, кавказцы, евреи с точки зрения ДНК-генеалогии автора Клёсов Анатолий Алексеевич

Каким образом достижения современной цивилизации наносят ущерб человеку как биологическому виду? Мутации являются движущей силой эволюции, поскольку, являясь причиной возникновения новых признаков, помогают виду лучше приспособиться к окружающей среде. Однако это


8.1. “Социальный” вариант гибели цивилизации

Из книги Хозяева Земли автора Уилсон Эдвард

8.1. “Социальный” вариант гибели цивилизации Общепризнано, что самоуничтожение является реальной угрозой существованию нашей цивилизации. Эта многоплановая и весьма болезненно дискутируемая проблема должна рассматриваться специально. Здесь мы только коснемся ее в


11. Прыжок к цивилизации

Из книги автора

11. Прыжок к цивилизации Антропологам известны три уровня сложности человеческих обществ. В простейшем случае группы охотников-собирателей и небольшие земледельческие общины по большому счету являются эгалитарными, то есть состоят из равноправных членов. Вождями


Пентозофосфатный путь (ПФП)

Из книги автора

Пентозофосфатный путь (ПФП) ПФП, называемый также гексозомонофосфатным шунтом, служит альтернативным путем окисления глюкозо-6-фосфата. По ПФП в печени метаболизируется до 33 % всей глюкозы, в жировой ткани – до 20 %, в эритроцитах – до 10 %, в мышечной ткани – менее 1 %.