Текст книги "Я познаю мир. Тайны человека"

Автор книги: Б. Сергеев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 17 (всего у книги 17 страниц)

Двойняшки

Один ребенок в семье – привилегия крупных животных: слонов, бегемотов, жирафов, коров, лошадей... У мелких животных семьи, как правило, многодетные. У кошки очень редко рождается всего один котенок. Причина этого понятна: мелкие животные недолговечны, плохо защищены от хищников и иных житейских невзгод. Чтобы не сгинуть со света, они должны производить многочисленное потомство.

Человек относится к крупным существам, и для женщины рождение одного ребенка является правилом. Впрочем, иногда рождаются двойни или даже тройни, причем это происходит гораздо чаще, чем принято думать. В настоящее время на Земле живут больше ста миллионов близнецов. На протяжении многих десятилетий примерно каждый сотый новорожденный является близнецом. Однако в последние годы рождение близнецов происходит немного реже.

Близнецами называют двух или большее количество детей, рожденных одной женщиной почти одновременно. Само по себе рождение близнецов ни детям, ни их родителям ничем плохим не угрожает, напротив, является удачей, так как растить и воспитывать сразу двоих малышей легче, а самим двойняшкам это сулит счастливое детство – есть компаньон для игр и проказ. Однако нужно признать, что для человека рождение двойни является ненормальным явлением.

Обычно у женщины в течение года созревает 13 яйцеклеток, по одной каждые 28 дней. Если одна из них будет оплодотворена, из нее разовьется эмбрион, но только один эмбрион, а значит, и родится всего один ребенок. И в течение всех девяти месяцев, пока в теле матери происходит развитие плода, и в последующие пол года–год, пока мать будет кормить ребенка своим молоком, новые яйцеклетки созревать в ее организме не будут.

Возникновение близнецов происходит двумя путями. Иногда по самым разным причинам у женщины одновременно созревает две, три, а иногда и больше яйцеклеток. В подобных случаях может родиться сразу несколько детей. Таких близнецов называют разнояйцовыми: двухъяйцовыми, трехъяйцовыми.

Совсем иное явление приводит к появлению однояйцовых близнецов. В этом случае в организме женщины развивается всего одна яйцеклетка. После ее оплодотворения она начинает делиться. Примерно через 30 часов она разделится на две клетки, потом на 4, на третьи сутки на 8, затем на 16, 32, и так далее. На более поздних стадиях деление клеток становится беспорядочным: каждая из них делится, когда достигнет необходимого уровня развития.

Обычно разделившиеся клетки не теряют связь друг с другом, но если их связь почему–либо прервется, в дальнейшем развитие каждой из них будет происходить самостоятельно, и в результате каждая даст жизнь новому организму, одному из близнецов. Зародыш может разделиться на части уже на 2–3 сутки после оплодотворения яйца, Когда он состоит всего из 2–8 клеток, однако значительно чаще это происходит на 5–7 день, когда в его составе уже более 100 клеток. Возникновение процессов, приводящих к зарождению близнецов, возможно и в более поздние сроки, хотя это происходит крайне редко. Рубеж – тринадцатые сутки. С этого момента разделение зародыша уже не может быть полным. В результате возникают различные уродства или рождаются сросшиеся близнецы.

Поскольку при дроблении яйца ядро каждой клеточки зародыша получает совершенно одинаковый набор хромосом, иными словами, одинаковый набор генов, которым располагала яйцеклетка после своего оплодотворения, однояйцовые близнецы в генетическом отношении совершенно одинаковы. Поэтому, сколько бы их ни родилось – два, три, пять, – они всегда бывают одного пола, имеют одинаковую группу крови и очень похожи друг на друга, причем не только внешне, но и по всем физиологическим характеристикам своего тела. Если такого полного, абсолютного сходства не наблюдается, это объясняется резко различными условиями, в которые они могли попасть во внутриутробный период своего развития в теле матери, так как у нее нет специальных приспособлений для одновременного вынашивания сразу двух детей, а потому не всегда удается всех обеспечить одинаковым питанием.

Среди причин возникновения близнецов называют наследственную предрасположенность.. Действительно, известны семьи, в которых близнецы рождались неоднократно, в том числе из поколения в поколение. В XIX веке в нашей стране зарегистрирован случай рождения одной женщиной 67 детей. При этом 15 раз у нее рождались двойни, 7 раз – тройни и 4 раза по четыре близнеца. Видимо, это абсолютный рекорд, во всяком случае для европейцев, как по количеству детей, так и по количеству близнецов. Семейная наследственная предрасположенность к рождению близнецов действительно существует, но она относится лишь к разнояйцовым близнецам.

Для близнецов важно знать, являются ли они однояйцовыми или разнояйцовыми. Это для них может иметь большое практическое значение. При внезапных тяжелых заболеваниях и несчастных случаях они могут без всякого риска помочь друг другу в качестве доноров крови или кожи. И проводить анализ крови или тканей на совместимость не нужно. Для однояйцовых близнецов она гарантирована. Однако определить, к какому близнецовому типу относятся двойняшки, нелегко. Сделать это могут лишь высококвалифицированные врачи. Только в том случае, если двойняшки разнополые, это наверняка двухъяйцовые близнецы. Если близнецы одного пола, но совершенно не похожи друг на друга, это тоже дает основание предполагать, что они двухъяйцовые. Однако утверждать это нельзя. Для определения близнецового типа врачи используют много методов. В первую очередь – определение группы крови и иммунных характеристик организма. К числу достаточно простых и абсолютно надежных способов относится пересадка кожи. Только у однояйцовых близнецов пересаженная кожа впоследствии не отторгается, а пересадки органов проходят без осложнений.

...Пока молоко на губах не обсохло

Возникшая у животных способность вскармливать своих детенышей молоком и связанная с ней возможность производить на свет живых детенышей вместо того, чтобы откладывать икру или нести яйца, определили весь дальнейший ход эволюции животных. Молочное вскармливание обеспечило очень высокую выживаемость потомства, что позволило резко сократить количество детей. Они были защищены от любых невзгод, в том числе от бескормицы.

Длительная совместная жизнь детенышей и родителей, то есть появление у высших животных семьи, значительно изменила характер эволюции млекопитающих. Их детеныши чаще выживают у наиболее приспособленных родителей, которые умеют лучше добывать корм, лучше обороняться. А так как дети обычно бывают похожи на родителей, выжившие детеныши становятся более приспособленными зверями. Это ускорило темп эволюции.

Обычно выживают в первую очередь самые быстроногие или самые зубастые животные. Для млекопитающих гораздо большее значение приобрел «ум», развитие головного мозга. Ведь родители не только кормят и охраняют своих детей, но и учат их разыскивать корм, спасаться от врагов. Они передают детям то, чему сами научились у родителей и чему научила их потом жизнь. Это дает возможность млекопитающим накапливать и из поколения в поколение передавать детям накопленный опыт. Естественно, чаще выживают более способные, более умные ученики. Поэтому в первую очередь совершенствуется мозг.

Ни у кого из животных развитие мозга в процессе их эволюции не шло такими быстрыми темпами. Это дало млекопитающим решительное преимущество перед другими классами животных и обеспечило их дальнейшее быстрое развитие вплоть до появления самого высшего существа нашей планеты – человека. Таким образом, не будет преувеличением считать, что молоко явилось предпосылкой для возникновения человечества.

Молочные железы – это всего лишь видоизмененные потовые железы. У предков современных млекопитающих каждая крохотная молочная железа, а их было очень много, открывалась прямо наружу, никакого соска у них еще не было. Аналогичным образом устроены железы у современных утконосов. У них около 200 железок открывают свои протоки на определенном участке кожи живота, носящем название молочного поля.

У высших млекопитающих отдельные желёзки собраны в компактное образование, пронизанное выводными каналами, соединяющимися в один или несколько общих выводных протоков. Молочная железа может достигать внушительных размеров. Вспомните, как велико вымя у коров молочных пород. Но даже молочные породы скота, специально выведенные человеком в течение тысячелетий, не рекордсмены в этом отношении. У обыкновенных мышей вес молочных желез составляет 7, а при заполнении их молоком 20% от веса тела.

Механизм работы молочных желёз характерен для всех выделительных органов. И в почках, и в слюнных, и в потовых и в молочных железах сначала в просвет канальца просачивается жидкость, по своему составу очень похожая на обычную межклеточную жидкость, состоящую из воды и небольшого количества натрия. Затем натрий или просто забирается обратно, как это происходит в почках, или обменивается на другие вещества: на белки, сахара или на различные химические элементы – калий, кальций, марганец и другие, как это происходит в молочной железе.

Молоко всех животных содержит белки, жиры, особый, свойственный только молоку, сахар – лактозу, кальций, натрий, марганец, хлор, калий и много других минеральных веществ, витамины, гормоны. Иными словами, абсолютно все, что может потребоваться молодому растущему организму, есть в любом молоке, но только в различных пропорциях.

Длительность периода, когда молочные железы продуцируют молоко, у разных животных в естественных условиях различна, но его можно значительно удлинить. Это широко используется в животноводстве. Самки различных видов быков и одичавшие домашние коровы продуцируют молоко в течение более короткого периода, чем домашние.

Особенно поразительны случаи длительного функционирования молочных желёз у женщин. В некоторых районах Полинезии принято, чтобы женщины кормили грудью своих детей в течение первых 6 лет их жизни, а у эскимосов нередко даже до 15 лет.

У каждого вида животных строго определенное число молочных желёз. Человеку от природы дано две, но иногда возникают дополнительные желёзки, которые обычно большого развития не получают. У некоторых народов дополнительные молочные железы встречаются особенно часто. Их имеет каждая четвертая или пятая японка.

Начало функционирования и даже развитие молочных желёз связаны с беременностью и родами. Только у человека внешний размер молочных желёз достигает значительной величины задолго до наступления первой беременности. Обрастите внимание на молодых коров. До появления у них первого теленка их вымя остается недоразвитым. А у девушек развитие молочных желёз почти полностью заканчивается еще до замужества, уже к 15–18 годам.

Молочные железы есть не только у самок, они существуют и у любого самца. Зачем они нужны представителям мужской половины живых существ, никто сказать не может. Более бесполезный орган трудно придумать. Вот откуда возникла шутливая поговорка про козла: когда от человека трудно чего–то добиться, про него говорят, что это сделать так же трудно, как получить от козла молока. Однако глубокая убежденность в недееспособности молочных желёз самцов необоснованна. У многих млекопитающих молочные железы самцов хотя и не достигают полного развития, но в определенные периоды жизни проявляют признаки роста и даже секреторную активность. Выделение молока самцами известно у утконосов и родственных им животных.

Известны случаи, когда вследствие заболевания эндокринных желёз или просто под влиянием сосания молочные железы мужчин начинали функционировать. Так что попытка раздоить козла может оказаться небезнадежной.

Зигзаги одной из догм христианской религии

В XVII веке в конец света верили не только набожные люди, даже ученые были убеждены в неизбежности подобного исхода и нашли тому убедительные научные обоснования. Выдвинули их биологи в результате серьезных размышлений над вопросами размножения и развития живых организмов. В те годы многие важные детали этих процессов были еще не известны. О них только гадали и из множества предлагавшихся гипотез выбирали самые простые и ясные, чтобы заложенные в них принципы не противоречили логике здравого смысла.

Развитие живого существа от яйца до взрослого организма, если вдуматься, кажется фантастикой. По сложности это сопоставимо лишь с некоторыми наиболее замысловатыми фокусами. В Европе как минимум два с половиной столетия известен так называемый «индийский фокус», позже переименованный в «апельсиновое дерево». Родился он где–то на Востоке, возможно, в Индии, или в Китае.

Этот старинный трюк проделывался следующим образом. На сцену выносилась кадка с землей. Фокусник опрыскивал землю водой, сажал туда апельсиновое зернышко, и сейчас же из земли появлялся зеленый росток. Его продолжали поливать, и он быстро рос. На стебле отрастали ветки, на них распускались листья, потом появлялись цветы и наконец оранжевые апельсины. Фокусник срывал их и бросал зрителям.

Секрет фокуса был несложен, другое дело – автомат, который его производил. Внутри кадки находился металлический шар, куда накачивался воздух. Росток состоял из двух медных трубок. Одна из них была припаяна к шару. Вторая, запаянная сверху, вставлялась в первую. Под давлением воздуха эта трубка, окрашенная в зеленый цвет, поднималась кверху и вылезала из земли. Внутри этого стебля помещались четыре–пять медных трубочек потоньше. Они имитировали ветви. Смачивая деревце водой, фокусник незаметно открывал краники, и воздух выталкивал ветви наружу. На концах веток находились крохотные металлические воронки, издали похожие на набухшие почки. В воронках помещались листья, цветы, плоды. Они представляли собой мешочки, склеенные из тончайшего, но плотного шелка. Наполняясь воздухом, они вылезали из воронок, расправлялись, и перед зрителями оказывалось плодоносящее апельсиновое деревце. Ну а заменить искусственные плоды настоящими апельсинами – дело техники.

Тогдашние ученые предполагали, что воспроизведение себе подобных существ и их развитие от крохотного зародыша до вполне развитого организма происходит примерно так же, как это происходит в автомате «апельсиновое дерево», то есть безапелляционно склонялись в пользу преформизма. Сегодня этот термин используется редко. Он образован от латинского слова praeformo, которое в данном случае следует перевести как «предобразую».

Преформизмом называется учение, согласно которому все организмы происходят от полностью сформированных зародышей, являющихся точной, но сильно уменьшенной копией взрослых существ. Так, если речь идет о петухе, то его зародыш, находящийся в яйце, должен был бы иметь не только туловище, голову, ноги и крылья, клюв и глаза, все внутренние органы, гребень на затылке и шпоры на лапах, но даже миниатюрную копию каждого перышка. Отдельным частям зародыша разрешалось лишь обладать меньшей плотностью и быть прозрачными. Согласно этому учению, в процессе развития происходит увеличение размеров зародышей, уплотнение их тканей и возникновение соответствующей окраски.

Вопрос, откуда берутся зародыши, у ученых не возникал. Они считали, что Творец, создавая животных и человека, вложил в них такое количество зародышей, которого должно было хватить на все последующие поколения. Ученые той эпохи в своем большинстве верили в Бога. Но, охотно признавая всемогущество Творца, не допускали мысли, что Он снабдил созданные Им существа бесконечным числом зародышей. Бесконечность – трудная философская категория. Она плохо укладывается в рамки простого здравого смысла.

Отсюда возникало представление, что запас зародышей людей должен в конце концов иссякнуть, и легко напрашивался вывод, что конец света неизбежен.

К.Ф. Вольф: удар по преформизму

С очевидным не поспоришь. Еще в древности люди заметили, что дети бывают похожи чем–то на мать, а чем–то на отца. Особенно четко это проявляется у гибридов сельскохозяйственных животных при скрещивании двух резко отличающихся друг от друга пород или видов животных. Например, мул – помесь кобылицы и осла – похож на обоих родителей. Такие явления можно было бы объяснить тем, что они произошли из зародыша, сконструированного из двух моделей, полученных от отца и от матери.

Еще более сильное недоумение вызывала регенерация. Мало того, что отрезанный у личинки саламандры хвост быстро отрастает заново, то есть образуется из ничего, он сохраняет все признаки, присущие хвостам саламандр. Ученые не смогли объяснить, откуда берутся запасные модели хвоста.

Первый серьезный удар по преформизму нанес Каспар Фридрих Вольф. Он родился в Германии, в 26 лет защитил диссертацию, за которую Петербургская Академия наук пригласила его занять кафедру анатомии и физиологии. Он получил звание академика и остался жить в России. Работая над диссертацией, получившей название «Теория зарождения», еще начинающим ученым, он подсмотрел и описал, как в курином яйце возникает зародыш в виде распластанных на поверхности желтка двух листков, лежащих один поверх другого. Они могли образоваться только из бесструктурных жидких веществ, так как изначально ничего иного в яйце нет.

Позже, уже в Петербурге, он завершил второй из своих важнейших трудов и опубликовал его под заглавием «Об образовании кишечника у цыпленка». В нем рассказано, как на нижнем зародышевом листке развивающегося куриного яйца возникает желобок. Он постепенно углубляется и наконец замыкается в трубку. Впоследствии она преобразуется в пищеварительный канал, целую систему полостей, включающих пищевод, желудок и кишечник. Таким образом, Вольф доказал, что у зародыша нет предсуществующих органов. Они возникают поочередно на различных стадиях развития зародыша из однородного субстрата, представляющего собой жидкие соки яйца и растворенные в них желточные зерна. Из этих растворов под влиянием обычных сил притяжения и отталкивания и образуются клетки тела зародыша.

К.М. Бэр: последний удар

В 1886 году Петербургская Академия наук выпустила в честь одного из ученых медаль. На ее оборотной стороне была отчеканена надпись: «Начав с яйца, он показал человеку человека», а на лицевой – рельефный портрет ординарного академика Карла Максимовича Бэра. Звание «ординарный» в России означало «штатный». Оно присваивалось ученому при занятии им штатной должности за личные заслуги в какой–либо из научных областей.

К.М. Бэр внес весомый вклад во все области наук, которыми ему пришлось заниматься. Он открыл яйцеклетку млекопитающих и первым обнаружил яйцеклетку человека. Это дало ему основание утверждать, что яйцо есть общая основная форма, из которой развились все животные.

Еще более значителен вклад Бэра в изучение развития зародышей. Эксперименты он проводил на куриных яйцах. Бэр открыл, что каждое яйцо (то есть каждая яйцеклетка) в процессе своего развития обязательно проходит несколько ключевых стадий, важнейшей из которых является бластула – пузырек, стенки которого образованы одинаковыми клетками, плотно прилегающими друг к другу. Затем он обнаружил стадию, на которой пузырек состоит уже из двух слоев клеток, и создал учение о зародышевых слоях. Бэр выяснил, что из верхнего слоя в дальнейшем формируется кожа цыпленка, его нервная система и органы чувств, а из нижнего – кости, мышцы и сосуды.

В дальнейшем Бэр выяснил, как у зародыша происходит развитие основных органов тела. Он установил, что образование нервной системы начинается с возникновения на поверхности зародыша продольной бороздки, которая постепенно превращается в щель. Затем на поверхности зародыша края щели срастаются, и под его оболочкой оказывается трубка, образованная его наружным слоем. Впоследствии наружный слой зародыша превращается в кожу цыпленка, а оказавшаяся внутри трубка теряет с ней связь и постепенно преобразуется в спинной и головной мозг со всеми отходящими от него нервами.

Обнаруженные закономерности развития куриного зародыша Бэр сравнивал с развитием яйцеклеток позвоночных животных – амфибий, рептилий, млекопитающих, в том числе человека. Как видите, ему совсем не случайно создали кафедру сравнительной анатомии и физиологии. Наблюдения позволили Бэру утверждать, что ни в яйце, ни у зародыша на ранних стадиях развития нет и намека на существование каких–либо органов или частей тела. Они возникают путем развития из более простых по строению однородных тканей благодаря их усложнению, обособлению от соседних частей зародыша и все более глубокой специализации. Это утверждение формулирует основной закон развития живых существ, и честь его открытия принадлежит Бэру. Тем самым он подвел черту под многолетней дискуссией, навсегда похоронив одно из старинных заблуждений, бытовавшее среди ученых и серьезно тормозившее дальнейшее развитие науки, а заодно и научное обоснование неизбежности конца света. Человечество будет и дальше существовать и развиваться, доколе будет существовать наша Вселенная и в ней наш дом – Солнечная система. И это надолго!