Cтраница 2
Ответы на эти вопросы, несомненно, должны быть интересными и сами по себе; кроме того, и это не менее важно, они помогут выяснить, используются ли основные типы стратегии биохимической адаптации, характерные для других взаимодействий организма со средой, также и при адаптации к давлению. [16]
Подобно тому как в разных группах организмов мы находим различные анатомические решения одних и тех же проблем адаптации ( например, использование зндоскелетов у хордовых и эк-зоскелетов у членистоногих), так и стратегия биохимической адаптации к какому-либо внешнему фактору может сильно варьировать у разных организмов. Несомненно, это касается и приспособления экскреторных механизмов к дефициту воды. [17]
Хотя многим организмам удается уменьшить или устранить опасность замерзания путем миграции в области, где температура сравнительно высока и ( или) нет льда, который мог бы вызвать фазовый переход в переохлажденных жидкостях тела, для многих других организмов не остается иного выхода, кроме биохимической адаптации. Наиболее остро проблемы устойчивости или толерантности к замерзанию стоят, конечно, перед наземными эктотермными животными и некоторыми беспозвоночными, обитающими в литоральной зоне, где во время отлива температура воздуха может быть ниже точки замерзания. [18]
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. [19]
Механизмы биохимической адаптации, которые мы будем рассматривать в этой книге, можно подразделить на два класса: компенсаторные и экс-плуатативные. [20]
Хотя нас интересует главным образом адаптация на биохимическом уровне, из этого отнюдь не следует, что организм также отдает предпочтение этому типу адаптации. В действительности биохимическая адаптация часто является, по-видимому, крайним средством, к которому организм прибегает тогда и только тогда, когда у него нет поведенческих или физиологических способов избежать неблагоприятного воздействия среды. Как правило, биохимическая адаптация - не легкий путь; часто оказывается, например, проще найти подходящую среду путем миграции, чем перестроить основной химизм клетки. [21]
В монографии рассматриваются механизмы влияния факторов внешней среды ( содержание кислорода и углекислоты, влажность, температура, давление) и изменения состава внутренней среды на процессы обмена веществ, обусловливающие адаптацию живых организмов к этим воздействиям. В основе биохимической адаптации лежит изменение типов макромолекул, входящих в состав живых систем, их количества и строения или регуляции их функций. С этих позиций обсуждаются проблемы гомеостаза и физиологической адаптации. На примере строения и функционирования гемоглобина рассматривается адаптация в онтогенезе. Приведены также данные о механизмах межвидовых различий адаптации. [22]
Эволюцию обмена веществ следует представлять себе как медленный, многоступенчатый процесс, в результате которого на протяжении последних 3 - 4 млрд. лет последовательно возникали все новые и новые пути использования химической и физической среды. Действительно, эксплуатативный характер биохимической адаптации ни в чем не проявляется так наглядно, как в той последовательности, в которой вырабатывались системы метаболических реакций, использующих новые источники субстратов и энергии, по мере того как эти источники появлялись в окружающей среде. В табл. 1 кратко резюмирована схема биохимической эволюции по Уолду. Эта схема ясно иллюстрирует взаимодействие между организмами и средой: жизнедеятельность организмов приводит к изменению внешних условий, которое в свою очередь используется в результате появления новых метаболических функций. [23]
В связи с разработкой проблем экологической физиологии в рассматриваемый период были получены новые материалы в результате изучения сложных форм врожденного и приобретенного видового поведения и анализа структурных и биохимических основ импринтинга. Значительно расширился круг исследований физиологических и биохимических адаптации к различным географическим зонам и механизмов резистентности к повреждающим факторам внешней среды. [24]
С ( если, конечно, водоем не промерзает); однако сухопутные эктотермные формы могут подвергаться воздействию температур - 50 С и ниже. У этих последних организмов мы находим едва ли не самые поразительные примеры биохимической адаптации, позволяющей сохранять жизнь при крайне низких температурах. [25]
В этой главе мы кратко обрисовали процесс приспособления к условиям среды на примере функции гемоглобина. Обилие фактических данных о структуре и функциях этого гемо-протеида позволило нам четко проиллюстрировать ряд моментов, которые представляются нам характерными признаками биохимической адаптации. [26]
Эффективность и специфичность биохимических процессов в большой степени зависит от весьма точного молекулярного сродства, позволяющего макромолекулам связывать вещества с меньшим молекулярным весом. Поэтому многие биохимические адаптации связаны с тщательной отработкой структуры систем, зависящих от слабых связей, - с созданием таких макромолекул, параметры сродства которых позволяли бы им функционировать в определенной микросреде. [27]
Хотя нас интересует главным образом адаптация на биохимическом уровне, из этого отнюдь не следует, что организм также отдает предпочтение этому типу адаптации. В действительности биохимическая адаптация часто является, по-видимому, крайним средством, к которому организм прибегает тогда и только тогда, когда у него нет поведенческих или физиологических способов избежать неблагоприятного воздействия среды. Как правило, биохимическая адаптация - не легкий путь; часто оказывается, например, проще найти подходящую среду путем миграции, чем перестроить основной химизм клетки. [28]
Авторы не только дают богатейший и современный фактический материал, объясняющий механизмы биологической адаптации; они не просто, как говорил И. П. Павлов, архивариусы фактов. Они стремятся установить закономерности, ими управляющие. Книга не зря называется Стратегия биохимической адаптации. Авторы стараются вывести общие эволюционно-биохимические закономерности из массы наблюдаемых и проанализированных ими фактов. Они систематизируют эти факты, находят основные и притом различные приспособительные пути, которые используют организмы, осваивая новые ареалы или адаптируясь к изменяющимся условиям внешней среды. [29]
Несмотря на огромное многообразие условий, на различный уровень организации животных, на самые разнообразные факторы среды, на великое множество биохимических механизмов адаптации, Природа, как это убедительно показывают авторы книги, довольно консервативна в выборе путей адаптации, в своей стратегии адаптивных реакций, в данном случае биохимических. Эти биохимические механизмы адаптации, вероятно, самые важные в жизни организмов, так как они лежат в глубине интимных жизненных процессов клетки. Мне представляется, что авторы очень удачно назвали книгу Стратегия биохимической адаптации, так как речь идет именно об общей стратегии приспособления. [30]