Гомеостатика - Страница 16

специализированными органеллами, вырабатывающими

в больших количествах вещества-энергоносители. Их число и месторасполо-

жение зависят от мощности метаболических процессов той или иной части

клетки. В матриксе митохондрий находятся ферменты цикла Кребса. Каждая

митохондрия ограничена двойной мембраной; наружный слой образует гладкую

поверхность, а от внутреннего слоя отходят многочисленные складки в виде

параллельных, направленных к центру митохондрии выступов, которые могут

встречаться, а иногда и сливаться со складками, отходящими с противопо-

ложной стороны. На внутренней поверхности митохондрий располагаются фер-

менты цикла Кребса.

Пластиды, органеллы клеток растений в которых происходит синтез и на-

копление органических веществ. Имеется три типа пластид: лейко- и хлоро-

и хромопласты. Наиболее важными являются хлоропласты. Они содержат хло-

рофилл, который придает растениям зеленый цвет и играет важную роль в

фотосинтезе. Лейкопласты служат для накопления крахмала и других ве-

ществ.

Лизосомы - группа внутриклеточных органелл, встречающихся в животных

клетках, представляют собой ограниченные мембраной тельца, которые со-

держат разнообразные ферменты каталитического ряда. Активизация их про-

исходит при изменении состояния мембраны, что может приводить к полному

перевариванию клеточного содержимого.

Вакуоли - полости, ограниченные мембраной и заполненные водянистой

жидкостью; чаще находятся в клетках растительного происхождения и однок-

леточных животных. У простейших животных различают пищеварительные и

сократительные вакуоли.

Центриоль, базальные тельца ресничек и жгутиков. Эти органеллы

объединены здесь как по сходству строения, так и по функции - обеспече-

ние внутриклеточного, клеточного движения и перемещения среды относи-

тельно клетки. Они имеют вид полого цилиндра длиной 300-500 нм и диамет-

ром 150 нм. Стенка этого цилиндра образована девятью группами фибрилл,

равномерно расположенных по окружности; их оси параллельны длинной оси

центриоли. Каждая фибрилла образована тремя микротрубочками, заключенны-

ми в аморфный матрикс. Базальное тельце имеет почти такое же строение;

здесь микротрубочки соединены фибриллярными структурами, отходящими под

прямым углом, а в дистальном направлении базальное тельце оканчивается

базальной пластинкой, от которой отходит основание реснички или жгутика.

Если реснички и жгутики обеспечивают относительное движение клетки, то

центриоль организует движение хромосом к разным полюсам делящейся клет-

ки.

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