Биохимическая адаптация

Cтраница 1

Биохимическая адаптация этих трех типов, реализующаяся совместно или по отдельности, может быть либо компенсаторной, либо эксплуатативной. Например, все разнообразные биохимические изменения, связанные с адаптацией к большим высотам, играют по существу гомеостатическую, компенсаторную роль - они компенсируют пониженное содержание килорода в воздухе повышением способности организма извлекать кислород из внешней среды. Адаптивная смена гемоглобинов в процессе индивидуального развития также компенсирует изменения в доступности кислорода. В отличие от этого резервные гемоглобины у очень активных, быстро плавающих рыб можно рассматривать как эксплуатативную адаптацию: вероятно, эти гемоглобины позволяют рыбам проникать в новые, ранее недоступные для них местообитания и использовать их. Таким образом, компенсаторные пути адаптации в основном обеспечивают организму сохранение status quo при изменении среды, тогда как эксплуатативные пути адаптации носят печать подлинного эволюционного прогресса. [1]

Поскольку тип стратегии биохимической адаптации, возможный при данном изменении в окружающей среде, существенно зависит от времени, которым располагает организм для адаптивной реакции, мы должны рассмотреть длительность наблюдаемых в природе процессов адаптации. По длительности адаптивного процесса биологи обычно различают три типа адаптации к внешним условиям. [2]

Рассмотренные до сих пор пути биохимической адаптации, обусловливающей устойчивость и толерантность к замерзанию, представляют собой примеры количественной стратегии. Во всех этих случаях адаптация была связана с повышением концентрации таких типов молекул, которые содержатся в клетках при обычных условиях. [3]

Другое важное обобщение, основанное на изучении биохимической адаптации, касается связи между фактором времени и адаптивной стратегией, которую использует или может использовать организм. Сырой материал для адаптации разного временного масштаба различен. В основе эволюционной адаптации могут лежать механизмы изменения последовательности оснований в ДНК. При более быстрой адаптации, происходящей в течение жизни отдельной особи, организм располагает меньшими возможностями. В его геном уже не может быть введена информация для новых видов макромолекул или для перестроек в системе управления транскрипцией. Однако избирательная активация генов позволяет синтезировать новые макромолекулы из числа уже закодированных в геноме, по крайней мере в тех случаях, когда организм располагает для адаптивной реакции временем, измеряемым часами. [4]

Возможно, по-видимому, наличие трех типов стратегии биохимической адаптации, позволяющей избежать разрушительных последствий образования льда. Во-первых, организм может понизить точку замерзания жидкостей тела. Во-вторых, он может повысить способность этих жидкостей к переохлаждению. В-третьих, если уж нельзя предотвратить образование льда во внеклеточных жидкостях, то повреждения клеток можно все-таки избежать, каким-то образом уменьшив осмотический переход клеточной воды во внеклеточное пространство. [5]

Гораздо менее изучено то, что мы называем биохимической адаптацией к условиям жизни. Чтобы более четко представить, какой смысл мы вкладывали в это понятие, вероятно, лучше всего вначале поставить вопрос: а какие типы адаптации не являются биохимическими. Поскольку все организмы представляют собой агрегаты атомов и молекул, не будет ли в конечном счете биохимическим любое изменение в физиологии, анатомии и даже поведении организма. В строгом смысле термина биохимический это действительно так. Можно проследить, по крайней мере теоретически, что любое изменение в организме в конечном счете связано с какими-то изменениями, происшедшими на молекулярном уровне. Однако в этой книге мы лишь вскользь коснемся вопроса о том, какого типа биохимическими изменениями сопровождаются, например, анатомические изменения в форме поясов конечностей или в геометрии птичьего клюва. Описание этих изменений на молекулярном уровне, вероятно, не даст нам ничего нового для понимания их адаптивного значения. [6]

Предлагаемый советскому читателю перевод книги Хочачки и Семеро Стратегия биохимической адаптации имеет целью ознакомить биологов, физиологов, биохимиков и всех, интересующихся проблемой приспособления организмов к условиям существования, с биохимическими механизмами, лежащими в основе необычайно тонких путей адаптации животных к самым различным экологическим условиям. [7]

Силуэт кашалота, на котором показан огромный спермацетовый мешок. Он образуется за счет чрезмерного увеличения головы и расположен над верхней челюстью. [8]

Описанная особенность кашалотов служит замечательным примером развившейся в ходе эволюции анатомической и биохимической адаптации. [9]

У полярных рыб мы находим примеры чрезвычайно изящного использования качественной стратегии биохимической адаптации. Как у антарктических, так и у арктических рыб имеются типы гликопротеидных молекул, единственная функция которых, по-видимому, состоит в понижении точки замерзания биологических жидкостей. [10]

Такая уникальная способность кашалотов безусловно возникла в результате сложных эволюционных процессов анатомической и биохимической адаптации данных животных к условиям обитания. [11]

Во-вторых, повернув предыдущее рассуждение на 180, можно сказать, что биохимическая адаптация к среде ( в той части, в какой она связана с изменениями в скоростях и направлениях метаболических процессов) может, по крайней мере теоретически, осуществляться несколькими различными способами: организм имеет в своем распоряжении ряд различных стратегических механизмов биохимической адаптации. [12]

Для того чтобы более конкретно представить себе, как достигается этот гомеостаз - важнейший результат биохимической адаптации, - нужно кратко рассмотреть основные требования, которым должны удовлетворять все метаболические системы, способные обеспечить поддержание жизни. [13]

Хотя это объяснение носит гипотетический характер, нам кажется, что его стоило привести, так как с ним связан интересный вопрос, касающийся механизмов биохимической адаптации: может ли растущая полипептидная цепь принимать при разных температурах различные конформации и - как следствие этого - приобретать различные ферментативные свойства. [14]

Мы надеемся, что этот вводный анализ температурных явлений даст читателю некоторую систему опорных пунктов для оценки всей массы имеющихся сведений о влиянии температуры - сведений, особенно ярко иллюстрирующих основные стратегические механизмы биохимической адаптации, которые составляют предмет настоящей книги. [15]

Страницы: 1 2 3