Юный Натуралист 1979-02, страница 15

Юный Натуралист 1979-02, страница 15

13

небольшое отступление в науку, которая позволяет человеку решать такие сложные, еще совсем недавно казавшиеся невероятными задачи, — в генетику.

В природе царствует строгий порядок. Он определен законами жизни. Наверняка многие из вас когда-нибудь задумывались над вопросом: почему, скажем, из яйца курицы вылупляется цыпленок, а не утенок, почему кошка приносит котят, а не щенят? Или такой: почему дети похожи на своих родителей? Какие законы жизни управляют этим?

Во всем этом проявляется механизм наследственности, свойственный всему живому. Вам, может быть, уже известно, что все «сведения» о том, каким должно быть живое существо, как бы записаны в каждой клетке. Точнее, в ядре клетки. А если еще точнее — в хромосомах. Не вдаваясь в детали, можно сказать, что хромосомы — это длинные ядерные структуры, состоящие из сложного набора многих тысяч генов. Каждый ген — своеобразная элементарная единичка наследственной информации. Развитие всего организма определяется полным набором всех генов в хромосомах.

В любой клетке каждого организма содержится один и тот же состав генов. При размножении растения или животного программа развития организма — то есть хромосомы — от родителей переходят потомству. В этом-то и заключен секрет, вот почему все живое рождает подобных себе наследников. Этот закон развития очень мудр: ведь иначе в природе царила бы невообразимая неразбериха! Да и, строго говоря, жизни тогда бы не существовало.

Однако посмотрим на все это с другой стороны. Если бы наследственные признаки всеми организмами передавались потомству абсолютно без всяких изменений, то откуда бы взялось на Земле все огромное разнообразие растений и существ? Нам же известно, что жизнь на нашей планете прошла длительный процесс эволюции — природа за миллиарды лет из первых простейших живых клеток выработала все живое — от крошечного микроба до человека. Все это произошло благодаря двум факторам. Во-первых, наследственная информация родителей смешивается, и потому дети не всегда полная копия отца или матери. Во-вторых, информация о развитии клетки и организма, записанная в наборах генов, может изменяться. Изменяется она под воздействием самых разных факторов — высокой температуры, солнечной радиации. Это изменение на языке ученых называется мутацией. Запомните это слово — нам придется употреблять его довольно часто.

Законы передачи наследственности, неукоснительно соблюдаемые природой, порой

мешают человеку. Десятки, а то и сотни лет приходилось тратить людям, чтобы получить растения, которые значительно отличались бы от своих предков, или чтобы вырастить новые породы животных. Нужны были человеку, к примеру, коровы, дающие больше молока, куры, несущие крупные яйца, овцы с шерстью, более длинной, чем обычно. Человек, селекционер, при этом пытался «силой» ускорить процесс эволюции в сотни и тысячи раз. Но все равно это было долго...

В последние годы бурное развитие генетики и молекулярной биологии привело к открытию новых способов изменения наследственного аппарата растений и животных. Это искусственные мутации, при которых в ядре половой клетки либо изменяется структура отдельного гена, либо целой хромосомы. И то и другое приводит к изменению наследственности организма. А научиться управлять процессами мутаций — одна из важнейших задач современной генетики.

Как же все-таки перестроить структуру генов и хромосом? Каким инструментом сделать такую чрезвычайно сложную «операцию» в недрах клетки? Ученые выяснили, что мутации в хромосомах могут возникать под воздействием радиационных излучений, некоторых химических веществ, высокой температуры. Еще в тридцатых годах биологи начали опыты по изучению воздействия радиации на живую клетку.

Клетку часто называют живой крепостью. И в самом деле, она способна сопротивляться всевозможным воздействиям. Однако всепроникающее радиационное излучение пробивает бреши в «живой крепости», пронизывает клетку и вызывает в хромосомах самые различные нарушения: хромосомы разрываются в одном или нескольких местах. Иногда таких разрывов очень много. Может случиться и так, что часть одной хромосомы присоединяется к другой. Некоторые наиболее крупные структурные изменения ученые даже наблюдают под микроскопом. К чему же приводят изменения в хромосомах? Мутации влекут за собой изменения физиологии клеток, тканей, всего организма, часто это приводит и к гибели клетки.

Но иногда мутация может привести к изменениям, которые как раз нужны. Скажем, если облучать семена пшеницы, а потом выращивать их, то, возможно, одно из семян даст удивительное растение. Но сколько же надо облучить семян, сколько произвести опытов, сколько лет растить пшеницу, чтобы получить искомое зерно! Исследователь не мог видеть, какие перестройки происходят в хромосомах клетки. Все было подчинено воле случая. И все же ученые шли на это: такой способ получе