Текст книги "Я познаю мир. Биология"

Автор книги: Александр Харс

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 12 страниц)

Происхождение этих кожных слоев различно. Эпидермис образуется из эктодермы, а дерма – из мезодермы. В дерме проходят тонюсенькие кровеносные и лимфатические сосуды, нервы и находятся кожные железы.

Кроме того, кожа формирует волосы, перья, ногти и когти.

Кожа цыпленка формирует три типа покровных структур: широкие перья крыла, узкие перья, которые покрывают большую часть тела курицы, и чешуйки на лапах, а, кроме того, когти. Как вы думаете, что будет, если эктодерму цыпленка, которая при контакте с хрусталиком вырабатывала роговицу глаза, пересадить на другое место к тому же цыпленку? Теперь она будет формировать перья. Мало того, если всё тот же участок эктодермы цыпленка скомбинировать с мышиной кожной мезодермой, она и в этом случае создаст перья.

image l:href="#image58.png"

Конечно, реально получить такого мышонка не удастся: зародыш, «скомбинированный» из кусочков тканей разных животных, погибнет

Способность понимать и выполнять приказы таких далеких друг другу существ, как курица и мышь, свидетельствует о том, что они, хотя и очень далекие, но родственники. Мышиная ткань дает команду куриной: «Образовать покровные структуры!», и куриная ткань выполняет эту команду как умеет. Она не умеет создавать волосы. Таких генов в куриной ткани нет. Ведь птицы и млекопитающие произошли от совершенно разных групп рептилий, их предки разошлись задолго до того, как впервые в эволюции появились волосы.

Другое дело – зубы. У первых птиц они еще были. Когда ученые скомбинировали эктодерму пятисуточного куриного эмбриона, взятую из области головы, где формировались челюсти, с мезодермой 16–суточного зародыша мыши, из области, где формируются зубы, куриная эктодерма создала зубы. Клетки куриного зародыша, не создававшие зубов в течение 10 миллионов лет, еще не забыли, как это делается.

image l:href="#image59.png"

Обзаводимся связями

В мозговом зачатке эмбрионов любых животных нервные клетки (нейроны) еще не имеют отростков. Они развиваются позже и, что самое интересное, добираются именно до тех нейронов, с которыми обязаны обмениваться информацией. В сравнении с размером тела нервной клетки длина ее отростков кажется огромной, ведь им часто приходится тянуться через весь мозг или через всё тело животного. Как «узнает» растущий отросток, в какую сторону ему следует пробираться? Как он находит ту нервную клетку, с которой ему полагается образовать связь?

У лягушки можно перерезать зрительные нервы, передающие информацию от глаз в соответствующие отделы мозга. Подопытная лягушка, естественно, ослепнет, но инвалидом она будет недолго. Вскоре зрительные нервы регенерируют, и зрение восстановится полностью. Лягушка снова будет хорошо разбираться в обстановке, «узнавать» по внешнему виду врагов и дичь и даже сумеет отличить ядовитых животных от пригодных в пищу. Полное восстановление зрения возможно потому, что все 500 тысяч волокон зрительного нерва, идущих от каждого глаза, находят «свои» нервные клетки, которым они обязаны передавать информацию, и устанавливают с ними прежние деловые контакты.

image l:href="#image60.png"

Строение нейрона: 1 – тело клетки: 2 – ядро; 3 – длинный отросток (аксон); 4 – короткие отростки (дендриты); 5 – синапсы (контакты с соседними клетками)

Подсмотреть, как нервные волокна прокладывают в мозгу путь, помогли насекомые. Рост отростков нервных клеток изучали в мозгу саранчи и плодовой мушки – дрозофилы. Их центральная нервная система состоит из головного мозга – главного нервного ганглия, в котором содержится около 50 тысяч нейронов, – и тянущейся от него цепочки соединенных между собой более просто устроенных нервных ганглиев. У саранчи ганглии цепочки содержат по 1000 нейронов каждый. Их устройство очень удобно для изучения. Тела нейронов находятся на нижней поверхности ганглия, а в середине и сверху он сплошь состоит из нервных волокон, отростков нервных клеток, находящихся в данном ганглии или в других участках нервной системы насекомого.

Сильные микроскопы позволили рассмотреть детали роста нервных волокон. Сначала из тела нервной клетки начинает выпячиваться отросток, чуть–чуть утолщенный на переднем конце. Его называют конусом роста. Он, как корешками, покрыт тонюсенькими, но очень длинными выростами, которые быстро развиваются, вытягиваются и глубоко проникают в окружающую ткань. Эти выросты и являются проводниками для растущего волокна. Они тянутся ко всем ближайшим клеткам, их отросткам, даже к выростам, этих отростков и прикрепляются к ним.

image l:href="#image61.png"

Центральная нервная система насекомого: 1 – протоцеребрум; 2 – дейтоцеребрум; 3 – тритоцеребрум; 4 – нерв ноги; 5 – сегментарные нервы брюшка; 6 – анус; 7 – непарный нерв симпатической системы; 8 – брюшной ганглий; 9 – ганглий среднегруди; 10 – крыло; 11 – нерв крыла; 12 – ганглий переднегруди; 13 – подглоточный ганглий; 14 – тритоцеребральная комиссура; 15 – усик; 16 – глаз; 17 – оптическая область мозга; 18 – глазок

Обычно соединения с соседними клетками бывают непрочными, и когда через некоторое время вырост, как сильно растянутая пружина, начинает сокращаться, то легко от них отцепляется. Только когда вырост наткнется на нужный ему нейрон или его волокно, он вбуравливается в его оболочку и так прочно закрепляется, что отцепиться уже не может. Теперь, сокращаясь, он подтягивает конус роста к облюбованной клетке. В общем, выросты для нервного волокна играют такую же роль, как поводок для воспитанной собаки: куда он ее потянет, туда она и бежит. Когда развитие нейрона закончится, выросты атрофируются.

Как же «узнает» вырост ту клетку, к которой ему необходимо прочно прикрепиться? Оказывается, обследуя соседние клетки, вырост ищет на их теле белковые молекулы–метки. Они и помогают выросту закрепляться на клеточной оболочке. Опознают метку специальные молекулы, имеющие к ней сродство. Они находятся в оболочке кончика выроста. Интересно, что нервные клетки мозга даже таких мелких созданий, как мушки–дрозофилы, используют сотни, а может быть, и тысячи типов молекул–меток и такое же количество опознающих их белков.

Наличие этих молекул для каждой нервной клетки может быть временным явлением. Дотянулся конус роста какого–то нейрона до определенного участка мозга, и сразу значение приведших его сюда молекул–меток и опознающих белков утрачивается. Теперь на конусе роста появляются новые выросты, снабженные совершенно другими опознающими элементами, которые будут искать дорогу дальше, ориентируясь с помощью молекул–меток нового типа.

Механизм поиска растущего нейрона работает безукоризненно. Вот несколько зарисовок из истории развития нервной системы саранчи. У крохотного эмбриона имеются зачатки 17 нервных ганглиев. Большинство из них содержит по 30 зачаточных клеток. Они многократно делятся, и каждая дает начало целому семейству из 6–100 нейронов. В результате формируется ганглий, содержащий положенную тысячу нервных клеток. К восьмому дню жизни эмбриона около 100 его нейронов успевают вырастить свои отростки, которые объединяются в 25 пучков, образующих прямоугольную структуру, напоминающую лестницу.

image l:href="#image62.png"

Схема поиска нейроном нужной клетки

Ученые сумели проследить, как в этом, уже достаточно сложном ганглии растущий отросток нервной клетки, взятой под наблюдение, находит предназначенный ему путь. Оказалось, что его выросты обследуют практически все нервные волокна, пока не найдут нужный им пучок из четырех аксонов, Представляете, какая точность: выбор из 25 возможных вариантов! Но на этом дело не кончается. Выросты аксона изучаемой нервной клетки интересуются не всеми четырьмя волокнами обнаруженного пучка, а только двумя из них. Они растут рядом, тянутся в том же направлении и обвиваются вокруг этих волокон, пока не окажутся в том районе, где им положено находиться.

Изоляция

Развитие многоклеточного организма заключается не только в увеличении числа его клеток и овладении ими разными «профессиями». Оказывается, и сами клетки, если они хотят стать настоящими «профессионалами», должны развиваться. Особенно это касается нервных клеток, которые в будущем возьмут на себя функцию проводников нервных импульсов на большие расстояния.

Работа нервных клеток сопровождается электрическими реакциями. В наших квартирах и на производстве все проводники, по которым течет ток, надежно изолированы. Это абсолютно необходимо. Нервным клеткам мозга тоже требуется надежная изоляция. В нервной системе для этого используется жироподобное вещество – миелин. Он служит изоляцией для нервных волокон, входящих как в состав нервов, так и в состав мозга.

У высших позвоночных животных белое вещество мозга, представляющее собой скопление нервных волокон, больше чем наполовину состоит из миелина. Нарушения в образовании миелина приводят к тяжелым заболеваниям.

image l:href="#image63.png"

Аксон, покрытый миелиновой оболочкой: 1 – перехват Ранвье; 2 – митохондрии

Миелин покрывает длинный отросток нервной клетки – аксон – надежной оболочкой, предотвращающей электрические контакты между плотно упакованными нервными волокнами в нервах.

Оболочку образуют не сами нервные волокна, а особые шванновские клетки, которых в мозгу примерно раз в десять больше, чем нервных. Когда нервное волокно установит контакт с какой–то из клеток мозга, с каким–нибудь нервным волокном или мышцей, оно начинает воздействовать на ближайшие к нему шванновские клетки, которые тут же начинают расти, уплощаются и накручиваются на нервное волокно примерно так же, как мы бинтуем руку или палец. На один виток шванновская клетка затрачивает около 45 часов. Так идет этот процесс в пробирке, когда в особом бульоне находятся нервные и шванновские клетки. Возможно, в организме этот процесс осуществляется быстрее.

image l:href="#image64.png"

Схема строения изолированного нервного волокна: 1 – аксон; 2 – шванновская клетка; 3 – ядро шванновской клетки

По мере образования новых витков цитоплазма шванновской клетки сжимается. Зрелая миелиновая оболочка состоит из нескольких слоев этого живого «бинта». Каждая шванновская клетка изолирует всего лишь 1–2 миллиметра нервного волокна. Между его защищенными участками всегда остаются маленькие промежутки – перехваты Ранвье, где волокно остается ничем не защищенным.

Миелин играет в работе нервной системы важную роль. Он ускоряет проведение по нервному волокну нервного импульса. В состоянии покоя внутренняя сторона оболочки нервного волокна заряжена отрицательно, а наружная – положительно. Происходит это благодаря скоплению внутри волокна отрицательно заряженных, а снаружи положительно заряженных атомов (ионов).

Возбуждение нервного волокна, вызванное каким–либо раздражителем, выражается в том, что в мембране нервной клетки открываются особые белковые каналы и положительно заряженные ионы натрия лавинообразно устремляются внутрь волокна.

При этом, естественно, происходит перезарядка оболочки волокна: оно внутри заряжается положительно, а снаружи – отрицательно. Такое изменение зарядов само по себе становится раздражителем для соседнего участка нервного волокна. В результате на соседнем участке тоже открываются белковые каналы, ионы натрия устремляются внутрь – и так возбуждение мембраны распространяется по всей нервной клетке. Распространение возбуждения по нервной клетке и называется нервным импульсом.

image l:href="#image65.png"

image l:href="#image66.png"

image l:href="#image67.png"

Схема проведения нервного импульса:

1 – тело нейрона; 2 – аксон; 3 – поток ионов натрия и калия; 4 – график измененения электрического потенциала на мембране; 5 – раздражитель

Продвигаясь по волокну, нервный импульс осуществляет перезарядку одного микроскопического участка оболочки нервного волокна за другим. По немиелинизированным нервным волокнам импульс продвигается не спеша – со скоростью 2 метра в секунду.

В покрытых миелиновой оболочкой нервных волокнах перезарядка мембраны невозможна. Она происходит только в его неизолированных участках, поэтому нервный импульс продвигается скачками: от одного перехвата Ранвье до другого. При этом скорость его распространения увеличивается в 50–70 раз, достигая 120 метров в секунду.

Кроме того, вернуть нервную клетку в состояние покоя – то есть закрыть каналы и выкачать из клетки весь натрий – легче, если проникновение натрия происходит только на отдельных участках. Таким образом, миелиновая оболочка экономит время и энергию не только на проведение нервного импульса, но и на возвращение клетки к состоянию покоя.

Немиелинизированные волокна вынуждены быть более толстыми – иначе нервный импульс по ним шел бы совсем медленно. Так что миелин позволяет мозгу быть более компактным – если бы у нас в организме не было миелина, спинной мозг был бы со ствол дерева средней толщины.

Развитие продолжается

Развитие и рост организмов не заканчиваются в яйце. Это особенно заметно у крупных млекопитающих и у человека, чьи дети после рождения еще долго растут. Однако развитие после рождения само по себе не происходит. Чтобы орган научился справляться со своими обязанностями, он должен время от времени функционировать. Развитие происходит только в процессе деятельности.

Учиться приходится всему. Мы обучаемся даже пользоваться глазами! Если на новорожденных щенят надеть матовые очки, пропускающие только рассеянный свет, но не позволяющие видеть какое–нибудь изображение, они не научатся пользоваться своими глазами. Воспитанные без зрительных впечатлений, молодые собаки не могут с помощью зрения догадаться о существовании на их пути преграды и натыкаются на все встречные препятствия. Молоденькие обезьянки, которых со дня рождения заставляли жить в таких же очках, не узнавали ни яблоки, ни бананы. Чтобы освоить эти премудрости, им приходилось долго учиться пользоваться своими глазами.

Однажды был проделан интересный опыт. Котят с первых дней жизни содержали в полной темноте. Свет включали только на время опыта, когда малышей сажали в специальные корзиночки на игрушечной карусели. Одна из них имела прорезь только для головы животного, другая – еще и для лапок. При вращении одной из корзиночек вращалась и другая, так что оба котенка всё время видели одинаковые картины. Вращал корзинки котенок, лапки которого касались пола. Зрение сформировалось только у него. Пассивное животное, не имевшее возможности соотнести свои зрительные впечатления с ощущениями ног, осталось слепым.

Лет 60–70 назад научились оперативным путем возвращать зрение слепым от рождения людям, роговица которых не пропускала свет. Им долго приходилось учиться пользоваться своими глазами. Многие поздно прозревшие люди так и не смогли достичь сколько–нибудь значительных успехов. Нередко, несмотря на определенные положительные результаты, они переставали пользоваться зрением и возвращались к прежней жизни в мире осязания.

Особенно трудно дается таким людям узнавание сложных предметов. Один прозревший человек долго не мог научиться отличать петухов од лошадей. К путанице приводил хвост, одинаково пышный и у лошадей, и у петухов. Другой не сразу научился отличать вилку от ложки со схожими черенками и суп черпал вилкой, а в отбивную пытался вонзить ложку.

Особенно трудно для восприятия оказывалось то, что ранее не было осязательно известно больному. Человеку, прозревшему в возрасте 48 лет, через полгода после операции предложили нарисовать трехэтажный дом, весь нижний этаж которого занимала кондитерская, и костел, построенный в готическом стиле. Оба ; (Дания ему были знакомы с детства, но лишь на высоту поднятой руки. В пределах знакомой зоны он справился с заданием достаточно успешно, а чуть выше рисунок обрывался. Никаких представлений о верхних частях зданий этот человек, оказывается, не имел.

Еще через полгода на повторном рисунке над кондитерской появилась вывеска, а еще позже фасад поднялся выше, и на нем появились не очень уверенно изображенные окна и крыша. Костел же и позже дорисован не был. Прозревший человек так и не сумел по–настоящему увидеть силуэты остроконечных крыш, шпилей и башенок.

Уже научившись узнавать основные предметы, прозревшие люди при малейшем изменении ситуации путаются. Привыкнув есть с тарелки с синей каемочкой, такой человек не признает тарелки в фарфоровом предмете с золотым ободком. Он не узнает ложки, если ее положить не перпендикулярно к краю стола или не тем концом к едоку.

Обычно судьба поздно прозревших людей трагична. Многие из них в конце концов отказываются пользоваться зрением и впадают в сильнейшую депрессию, хотя до обретения зрения были вполне жизнерадостными людьми.

Сколько должно быть пальцев?

Из позвоночных первыми обзавелись настоящими конечностями амфибии. У них они были пятипалыми. Позже число пальцев стало меняться. У современных лошадей сохранился лишь один третий палец, у оленей два – третий и четвертый, у носорога три пальца – второй, третий и четвертый, у волков четыре – второй, третий, четвертый и пятый, но у медведей и обезьян остались все пять. Зато у вымерших ихтиозавров их было семь. Интересно отметить, что к увеличению числа пальцев стремятся и современные китообразные. Среди белух и некоторых других китообразных частенько попадаются животные, у которых в передних ластах четвертый или пятый палец расщеплен на два.

Различные модификации конечностей четвероногих, возникавшие за последние 300 миллионов лет, изучены достаточно хорошо, но многие теоретически возможные модификации так и не были обнаружены. Например, никогда не встречались животные с первым, вторым, четвертым и пятым или только со вторым и четвертым пальцами. Оказывается, возможных или, правильнее, разрешенных способов изменения конечностей не так уж и много. Запреты распространяются не только на пальцы, но и на другие кости. Длина конечностей животных на протяжении эволюции то уменьшалась, то увеличивалась. В этом случае в передних конечностях удлинялась плечевая кость. Но никогда на месте одной плечевой кости не возникало двух, соединенных последовательно, хотя нетрудно представить, насколько при этом увеличилась бы подвижность конечности.

image l:href="#image68.png"

Скелеты конечностей разных животных: 1 – лошади; 2 – оленя; 3 – носорога; 4 – тапира; 5 – медведя; 6 – гориллы; 7 – шимпанзе; 8 – ихтиозавра; 9 – дельфина; 10 – птерозавра; 11 – летучей мыши

Недавно выяснилось, что процессом образования пальцев можно управлять искусственно. Если у пятипалого аксолотля, личинки американской хвостатой амфибии, почку задней конечности обработать колхицином, веществом, препятствующем делению клеток, на этой лапке вырастет лишь 4 пальца. Если провести более серьезную обработку, разовьются только 2 пальца.

image l:href="#image69.png"

Протей

То же самое в природных условиях происходит у некоторых неотенических саламандр, то есть у таких, которые размножаются на стадии личинок, не переходя во взрослое состояние. Можно сказать, что у них развитие (в частности, половое) опережает рост (в том числе деление клеток в зачатках конечностей). Видимо, так возникло большое семейство четырехпалых саламандр – и семейство протеев – безглазых пещерных хвостатых амфибий, имеющих на задних лапках всего по 2 пальца. Происходит это, видимо, потому, что к моменту, когда у эмбрионов этих животных должны закладываться пальцы, у них не успевает накопиться достаточного количества клеток, чтобы дать возможность развиться даже четырем пальцам.

Если замедлить процесс созревания эмбрионов, но стимулировать их рост (чтобы рост опережал развитие), это при благоприятных обстоятельствах может привести к увеличению числа пальцев или даже конечностей. Подобный удивительный эксперимент осуществила природа у небольшого городка Санта–Крус. Однажды в тамошнем пруду ученые обнаружили многоногих лягушек и саламандр.

Амфибии этого пруда были сильно заражены плоскими паразитическими червями – трематодами. Видимо, в тот период, когда у головастиков закладывались почки задних конечностей, яйца этих паразитов разделяли их на две или большое количество частей. Тем не менее головастики росли нормально, но их метаморфоз, то есть процесс превращения в лягушек и саламандр, замедлялся. Поэтому в каждой части расщепленной почки количество клеток оказалось достаточным для развития из нее отдельной конечности. Этот природный эксперимент показал, что клетки любой части почки задней конечности способны сформировать лапку.

Динозавр в пробирке

Откуда на Земле взялись живые организмы? Возникли ли они сами по себе или занесены на нашу планету из космоса?

Сторонники земного происхождения жизни усиленно пытались создать в пробирке условия, похожие на те, что когда–то существовали на нашей планете, надеясь воспроизвести начальные стадии возникновения жизни, и выяснить, как она возникла. Они не думали, конечно, что сумеют создать живой организм, но надеялись добиться самосборки белковых молекул или понаблюдать, как белковые молекулы воспроизводят подобные себе белковые молекулы, как они дублируют свое строение. Увы, настолько буквально их мечты не осуществились.

Однако ученые – люди упорные. Они сумели разобраться, как устроены самые простые организмы и научились искусственно синтезировать некоторые белковые молекулы. В секретных лабораториях некоторых стран работали над созданием биологического оружия, пытаясь создать вирусы опасных болезней. А недавно Би–би–си сообщило, что ученые США сумели синтезировать один из наиболее простых вирусов – вирус полиомиелита!

image l:href="#image70.png"

Строение вирусной частицы (вируса табачной мозаики)

Вирусы занимают промежуточное положение между неживыми веществами и живыми организмами. У них нет обмена веществ, но в живых клетках других организмов они способны размножаться.

Что же это такое – вирус? Вне клетки–хозяина вирусы являются просто веществом, могут даже образовывать кристаллы, но попадая в клетку, молекула нуклеиновой кислоты вируса ведет себя так, как ведут себя молекулы нуклеиновых кислот в живых организмах.

Таким образом, в жизненном цикле вирусов чередуются две фазы – внеклеточная и внутриклеточная. Во время внеклеточной фазы вирус представляет собой инертную инфекционную частицу, состоящую из одной, реже нескольких молекул нуклеиновой кислоты, которая заключена в белковую капсулу, а у вирусов животных еще и в специальную липидную оболочку.

Проникнув в клетку живого организма, вирусная частичка «раздевается» и в клетке хозяина оказывается свободная («голая») нуклеиновая кислота. С этой нуклеиновой кислоты сначала считываются гены, необходимые для создания ферментов, а с их помощью строятся новые молекулы нуклеиновой кислоты. Затем синтезируются белки, и из них происходит самосборка вирусной капсулы. Новоиспеченные вирусные частицы, покидая создавшую их клетку, разрушают ее и тут же могут проникнуть в другую.

Вирусологам неоднократно удавалось наблюдать за процессами самосборки вирусной частицы из приготовленных клеткой–хозяином компонентов. Но, как утверждало Би–би–си, в описываемом случае ученые США сами синтезировали вирусную молекулу нуклеиновой кислоты и белки, идущие на изготовление капсулы. То есть химическим путем создали что–то такое, что обладает многими свойствами живых организмов. Ничего особо удивительного в этом нет. Я уверен, что лет через 20–25 ученым удастся воссоздать кого–нибудь из динозавров, а к концу XXI века они будут способны создавать новые живые организмы, каких на Земле никогда и не было.

image l:href="#image71.png"

Цикл развития вирусной частицы: 1 – прикрепление вируса к мембране клетки–хозяина; 2 – нуклеиновая кислота вируса; 3 – белковая оболочка вируса; 4 – белки вируса; 5 – самосборка; 6 – готовая вирусная частица; 7 – ДНК клетки–хозяина

Трехголовые монстры

Видели ли вы когда–нибудь многоголовых животных? Думаю, что только на картинках. Однако в природе встречаются яды, с помощью которых можно кое у кого вырастить вторую, третью и даже четвертую голову. Не удивляйтесь, что такое чудодейственное волшебное вещество я назвал ядом. Не спешите с выводами, прочитайте этот рассказ до конца!

Люди используют яды с незапамятных времен, задолго до изобретения пороха и огнестрельного оружия. Отравленные стрелы и дротики широко использовали американские индейцы, многие африканские племена и полинезийцы. Это было страшное оружие: отравленная стрела убивала человека, в какую бы часть тела она ни впилась.

То, что химическое оружие использовалось главным образом в тропиках, объясняется двумя причинами. Во–первых, именно там встречаются особенно ядовитые животные и растения. Вторая причина – жаркий климат. В Тропиках невозможно носить кольчуги и панцири. А по обнаженным людям можно стрелять самыми легкими стрелами: для яда достаточно любой царапины.

Когда испанские конквистадоры открыли Южную Америку и отправились в дебри Амазонии в поисках Эльдорадо – легендарной страны Золотого короля, они вынуждены были в сорокаградусную жару пробираться по непролазной, часто затопленной разливами рек чащобе, закутавшись в толстые ватные халаты, дающие некоторую защиту от отравленных стрел, которыми осыпали их индейцы, уже познавшие европейских завоевателей.

Естественно, растения и животные также с успехом пользовались своим химическим оружием: как на охоте, так и для защиты от врагов. Далеко не всегда природные яды смертельны. Чтобы избавиться от врага, не обязательно его убивать. В этом отношении растения оказались изобретательнее животных.

В американских пустынях саранча порой съедает всю растительность подчистую, но не трогает небольшое растение дубровку удлинённую. В тканях этого растения находится вещество, само по себе не способное убить отравившихся им насекомых. По своим свойствам оно напоминает обычный гормон роста насекомых. Пока личинка травяной совки питается дубровкой, вещество химической защиты растения просто накапливается в ее организме, не оказывая на нее никакого воздействия.

Но вот личинке приходит время окукливаться. Большие запасы ложного гормона роста не дают ей возможности сразу превратиться в куколку, заставляя по нескольку раз прерывать и заново начинать процесс окукливания. Однако при повторных попытках окуклиться она больше не сбрасывает твердые покровы тела, как это необходимо. В результате остатки предыдущей шкурки образуют новые головы, которые, как и положено сегментам тела насекомого, сидят одна за другой, словно бусины ожерелья. В результате личинка становится двух– или трехголовой. Могли бы появиться и четвертая, и пятая головы, но на это обычно не хватает «строительного материала».

image l:href="#image72.png"

Ложный гормон роста сам по себе не убивает личинку, но она погибает от голода. Поскольку каждый раз, приступая к повторному метаморфозу, личинка свою оболочку не сбрасывает, первая и вторая голова отделены друг от друга сплошной хитиновой стенкой: лишние головы как бы затыкают рот настоящей головы и пища попасть в кишечник личинки не может. Двух– и трехголовые личинки не в состоянии что–нибудь съесть и в итоге гибнут от истощения.

У каждого растения свой подход к защите. Некоторые вырабатывают ювенильный гормон насекомых. Он тоже не убивает ни личинок, ни взрослых насекомых. Задача этого гормона – руководить линьками личинки, не давая ей окуклиться. Когда личинка накопит достаточную массу, концентрация ювенильного гормона падает и очередная линька превращает ее не в личинку большего размера, а в куколку. При избытке же гормона гусеница будет линять раз за разом и в итоге вырастет в гигантского монстра, но не сможет окуклиться, а значит, не станет взрослым насекомым и не оставит потомства.

Поддельный ювенильный гормон действует на насекомых избирательно. Выработанный бальзамической пихтой, этот гормон нарушает развитие красноклопов и совершенно не действует на клопов родственного семейства лигеид.

image l:href="#image73.png"

Бальзамическая пихта

Удивительным химическим оружием пользуется небольшое растение агератум, или долгоцветка, которую частенько высаживают на клумбах в виде бордюра. Оно вырабатывает вещество, которое действует на многих насекомых, но действует на них по–разному. У одних оно прекращает выработку ювенильного гормона, и «отравленные» этим веществом маленькие гусеницы, которым предстояло еще расти и расти, окукливаются. При этом они перестают питаться, а значит, и повреждать долгоцветку, а из маленькой куколки выходят крохотные неполноценные взрослые насекомые.

image l:href="#image74.png"

Красноклоп

Американские тараканы, полакомившись соком долгоцветки, перестают вырабатывать вещества, с помощью которых самки привлекают самцов, в результате тараканы перестают плодиться. Жуки, наевшись листьев этого растения, надолго замирают и становятся легкой добычей для любого хищника. Наконец, самки многих других насекомых, поедающие долгоцветку, начинают откладывать неоплодотворенные яйца, из которых никто не вылупится.

image l:href="#image75.png"

Агератум

Вот как – оказывается, вредителей не обязательно убивать. Достаточно изменить их развитие или поведение.

Регенерация

В переводе с позднелатинского это слово означает «возрождение», другими словами – восстановление организмом утраченных или поврежденных органов или даже восстановление целого организма из его небольшой части. Если, например, пресноводную гидру разрезать на 100 частей, из каждого кусочка может развиться по целой совершенно нормальной гидре.

image l:href="#image76.png"

Гидра

Более высокоразвитые организмы не способны к такой полной регенерации. Однако из морского многощетинкового червя нереиса, если его тело разрезать пополам, без особого труда образуются две особи. При этом у заднего конца отрастет новая голова.

У позвоночных животных регенерация головы произойти не может, от таких травм они погибают. Но кое–что из менее важных органов у них все–таки восстанавливается. Например, лапа или хвост у тритонов и саламандр. У птиц и млекопитающих ничего подобного не происходит. Отрезанный у собаки хвост уже никогда не вырастет. Однако регенерация есть и у млекопитающих.

image l:href="#image77.png"

Нереис

image l:href="#image78.png"

Иногда программа восстановления органа сбивается и вместо оторванной ноги на ее месте вырастает хвост

Регенерацию человека и высших животных подразделяют на репаративную, заключающуюся в замене структур, погибших в результате повреждения, и физиологическую, то есть постепенную замену тканей в процессе нормальной жизнедеятельности. Как пример физиологической регенерации можно назвать обновление изношенных клеток кожного эпителия или эритроцитов – красных клеток крови, продолжительность жизни которых исчисляется днями или неделями.