Название: Теорія еволюції (системний розвиток життя на Землі) - Огінова І. О.

Жанр: Біологія

Рейтинг:

Просмотров: 1455

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 |


5.5.3. Молекулярні механізми адаптацій

 

Молекулярною основою усіх пристосувальних реакцій організму є будова і властивості його білків. Для того щоб організм одержав нові можливості використовувати своє середовище існування, необхідні пристосувальні зміни його білків, закріплені генетично. Вони можуть бути кількісними та якісними. До них належать:

–          збільшення або зменшення концентрації білків унаслідок відповідних змін у їх синтезі. Уже під час дії несприятливого фактора інтен сифікуються і біосинтетичні процеси, що зумовлюють пристосувальний синтез різних білків, і відновлення запасів енергії;

–          приєднання до існуючих макромолекул різних речовин, які модифікують їх властивості і просторову організацію. Це можуть бути як активатори, так і інгібітори;

–          зміна регуляторних функцій білків на посттранскрипційному і посттрансляційному рівнях, також унаслідок нервових і гуморальних впливів;

–   зміна просторової організації біополімерів залежно від парамет рів середовища. Це явище широко розповсюджене у природі, оскільки забезпечує максимальну функціональну різноманітність при мінімаль ному використанні необхідного матеріалу. Наприклад, білок пурото нін А міститься і в отруті гримучих змій, і в зерні пшениці, борошні. Отрутна модифікація відзначається одним зайвим дисульфідним зв'яз ком, який утворюється тільки у клітинах отруйних залоз. Це один із ва ріантів регуляції експресії генів за допомогою факторів середовища;

–   синтез нового типу макромолекул унаслідок мутацій та інших змін геному.

Докладніше механізми формування молекулярних пристосувань можна розглянути на прикладі адаптації м'язів до різних навантажень

і температурного режиму. Пристосувальні кількісні зміни полягають у посиленні синтезу гемоглобіну та міоглобіну. Останній дихальний піг мент забезпечує резерв кисню у м'язах в умовах гіпоксії, який при сис тематичних тренуваннях може збільшитися на 40 – 60 %. Якісні зміни

пов'язані з видовими особливостями гемоглобіну та міоглобіну. В їх основі лежать еволюційні перетворення ДНК, зумовлені різним аміно кислотним складом цих білків. Найбільш ефективне засвоєння кисню спостерігається у гемоглобінах тварин, котрі живуть у воді. Зв'язування гемоглобіну з киснем залежить від температури. Її відхилення від нормального значення суттєво погіршує цей процес. Пристосування здійс нюється за рахунок приєднання до гемоглобіну одного з метаболітів вуглеводного обміну – дифосфогліцеринової кислоти у вищих тварин або АТФ у риб. Це викликає зміни властивостей гемоглобіну і зменшення залежності зв'язування та віддачі кисню від температури. Важли ву роль у цих процесах відіграють іони кальцію та магнію. У тварин, адаптованих до низької температури, активуються ті ферменти гліколізу та циклу трикарбонових кислот, які найбільш ефективно діють за низької температури. Тварини, пристосовані до життя у жаркому кліматі, відзначаються підвищеною активністю високотемпературних фракцій відповідних ферментів. Регуляція процесів м'язової адаптації полягає у зміні чутливості клітинних рецепторів до регуляторних молекул. Робоча

гіпоксія запускає анаеробний шлях розщеплення глюкози. Одночасно зменшуються запаси глікогену, креатинфосфату та фосфоліпідів у м'я зах. Характер галуження глікогену також змінюється внаслідок пере розподілу співвідношення ферментів, необхідних для його синтезу.

Такі метаболічні перетворення здійснюються в комплексі з іншими змінами. А саме, короткочасна адаптація до низької температури по в'язана з виділенням адреналіну, котрий мобілізує глікоген та жирні кислоти, збільшує інтенсивність окисних процесів. Активується діяль ність щитовидної залози. Її гормон тироксин розмежовує окислення і фосфорилювання у мітохондріях таким чином, що зростає вільне, не пов'язане з фосфорилювальним, окислення. Це викликає збільшення виділення тепла. Короткочасна адаптація до високої температури зумовлюється зниженням інтенсивності окисних процесів. Відповідно зменшується утворення тепла і зростає тепловіддача. Тривалі адаптації до коливань температури пов'язані з дією ізоферментів, що мають різ ний температурний оптимум. Крім того, відбуваються пристосувальні зміни деяких небілкових речовин. Наприклад, адаптація до низької тем ператури супроводжується зростанням ступеня ненасиченості жирних кислот у фосфоліпідах. Одночасно збільшується концентрація глікопро теїнів, які збагачені галактозою і виконують роль біологічних антифризів.

Кінцевий функціональний результат сукупності адаптивних молеку лярних, метаболічних та регуляторних реакцій організму полягає у встано вленні гомеостазу, який забезпечує підтримку основних внутрішніх пара метрів системи на певному рівні, а тим самим – її витривалість і успішне функціонування в різних умовах середовища.

Таким чином, адаптації у своїй основі мають генетичний і морфо логічний поліморфізм популяцій і видів, котрі під час дії різних еволю ційних факторів можуть закріплюватися у генофонді і забезпечувати переважне виживання і розмноження особин.

 

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 |

Оцените книгу: 1 2 3 4 5

Добавление комментария: