Взламывая биологию - читать онлайн книгу. Автор: Том Джексон cтр.№ 31

ДНК имеет в составве азотистые основания – аденин, цитозин, гуанин и тимин, и их последовательность определяет генетический код. РНК имеет сходную структуру, но вместо тимина содержит урацил. Кроме того, РНК – это, как правило, одинарная нить, тогда как ДНК – спираль, состоящая из двух нитей. РНК из одной нити, известная как матричная РНК (мРНК), передает генетическую информацию в клетку. Эту информацию конвертируют в белки структуры под названием рибосомы; они состоят частично из переплетенных молекул РНК (рибосомной РНК). мРНК проходит через рибосому, а при помощи транспортной РНК (тРНК) считывается последовательность оснований и выстраивает белок.

Американский биохимик Роберт У. Холли был одним из лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине 1968 г. за описание структуры транспортной РНК, которая влияет на механизм синтеза белка.

Экосистема – это совокупность всех организмов, а также неживых элементов, составляющих их среду. Отношения внутри экосистемы изучает экология, зародившаяся в конце XIX в. Название науке дал немецкий зоолог Эрнст Геккель.

Геккель был одним из сторонников новой теории эволюции Дарвина. Термином «экология» он обозначил исследование отношений между организмами и их средой, которые и составляют суть естественного отбора. Одним из основоположников новой науки был британский ботаник Артур Тенсли. Опираясь на исследования других ученых-дарвинистов, например датского ботаника Эугениуса Варминга, Тенсли стал собирать вокруг себя единомышленников, которые впоследствии вошли в состав первого профессионального сообщества ботаников, позже трансформировавшегося в 1913 г. в Британское экологическое общество. Он также стал редактором нового журнала Journal of Ecology.

На рисунке Александра фон Гумбольдта показаны растения, найденные им на вулканическом острове. Он иллюстрирует, как перемена климата и прочие факторы формируют разнообразные экосистемы на разных высотах.

Концепцию экосистемы Тенсли представил в работе, которую опубликовал значительно позже, в 1935 г. Он описывал экосистемы как базовые единицы природы и надеялся привлечь внимание к сложному процессу транспортировки веществ между живыми организмами и неживой средой. Идеи Тенсли быстро приобрели популярность и создали новое поле научных исследованиий, которое с годами только ширится.

Экосистема определенной местности включает в себя живых существ, или биоту. Это животные, бактерии и растения, которые взаимодействуют друг с другом и неорганической, или абиотической, средой – климатом, химией почв и запасами воды. Внутри каждой экосистемы встречается множество особей одного вида, которые составляют популяцию. Сообщество включает все популяции организмов различных видов. Экосистемы находятся в равновесии: если одна из популяций разрастается, это сказывается на других видах, и при взаимодействии с ними ее численность обязательно будет скорректирована. Таким образом внутри экосистемы поддерживается хрупкий баланс. Все живые существа внутри экосистемы, а также все абиотические факторы наделены своей ролью и нишей, но в то же время зависят друг от друга. Любое новое обстоятельство – например, внедрение новых видов или природная катастрофа, – может повредить экосистему или уничтожить ее.

Человеческая деятельность также может вести к исчезновению экосистем. Многие гектары тропических лесов вырубаются под сельское хозяйство и поселения, лишая животных и растения привычной среды обитания. Загрязнение также вредит экосистемам: из-за него могут исчезать популяции растений и животных. Оно же способствует эвтрофикации – насыщению водоемов биогенными элементами, которые провоцируют бурный рост водных растений. Чужеродные виды могут уничтожать местные популяции и нарушать исконный баланс. Сегодня экологи стараются защитить редкие виды, сохраняя их экосистемы.

Импринтинг, или запечатление, – это форма поведения, характерная для молодых животных: они изучают повадки родителей, которые затем «запечатлевают» в памяти.

Британский биолог Дуглас Спалдинг одним из первых заметил это явление, когда наблюдал за поведением кур в 1870-х гг. Его опыты оставались неизвестными, пока в начале ХХ в. о них не прочел немецкий биолог Оскар Хейнрот. Основываясь на работах Спалдинга и Хейнрота, в 1935 г. австрийский зоолог Конрад Лоренц опубликовал первое научное исследование на тему импринтинга у серых гусей. Лоренц обнаружил, что едва вылупившиеся гусята инстинктивно следуют за первым подвижным предметом, который видят. Обычно птенцы идут за родителями, а в эксперименте Лоренца гусята привязывались к самому ученому. Исследователь обнаружил, что это происходит в течение 16 часов после вылупления. Он показал, что гусята точно так же реагируют и на неживые предметы. Например, они готовы были следовать и за игрушечным поездом.

Работа Лоренца способствовала появлению новой области биологии, которая получила название этология. Наука изучает поведение животных, в том числе людей.

Конрад Лоренц кормит гусей на лужайке рядом с домом. Лоренц верил, что поведение животных можно изучать только в природной среде, а не в лабораториях.

Лимоннокислый цикл – это движущая сила процессов клеточного метаболизма. Его часто называют циклом Кребса – по имени открывателя Ганса Кребса. Это самая важная стадия в расщеплении пищи, в ходе которой высвобождается энергия для питания клеток.

Ученые начали осознавать важность химических рекций для функционирования живых организмов еще в XVII в. Им удалось выяснить, что задействованы кислород, вода и углекислый газ, но мало кто понимал, насколько сложны процессы: это смогли осознать только ученые нового поколения – биохимики ХХ в.