101 ключевая идея. Эволюция

Одним из первых людей, нашедших свидетельства существования доисторических рептилий, был Гидеон Мантелл (1790–1852). Это был врач и любитель-палеонтолог. Согласно легенде, однажды весенним днем 1822 года доктор Мантелл посетил одного своего пациента. Пока он осматривал больного, его жена, Мэри Энн, вышла прогуляться по недавно отремонтированной дороге. Она заметила что-то блестящее в куче камней, которыми мостили дорогу. При более близком осмотре блестящие предметы оказались окаменелыми зубами. Гидеон Мантелл не видел ранее ничего подобного. Он решил, что зубы принадлежали травоядному животному, поскольку были источены в результате пережевывания. Сравнить их можно было разве что с зубами слона или носорога. С помощью поставщиков камней он обнаружил место, откуда происходила эта находка — каменоломня Тилгейт-Форест. Возраст этих пород в каменоломне составлял около 130 миллионов лет, что намного раньше распространения крупных млекопитающих. Зубы сохранились с мезозойской эры, эпохи пресмыкающихся. Мантелл послал зубы и некоторые окаменелые кости ног, которые позже нашел в этой каменоломне, двум самым известным авторитетам того времени: Жоржу Кювье в Париж и Уильяму Бакленду, профессору геологии Оксфордского университета. Но никто из них не посчитал, что им прислали останки вымерших рептилий. Несмотря на отрицательные отзывы, Мантелл настаивал на своей гипотезе и старался найти среди музейных коллекций древних и современных образцов нечто, напоминающее его находки. Спустя три года ему показали скелет современной южно-американской игуаны, хранящийся в музее Королевского хирургического колледжа в Лондоне. На нижней челюсти у нее были уменьшенные подобия тех зубов, что некогда были обнаружены благодаря случайности. Мантелл опубликовал описание находки и назвал ископаемое животное игуанодоном.

См. также статью «Кювье, Жорж».

МЕНДЕЛИЗМ

Классическая генетика названа в честь Грегора Менделя. Менделизм — это исследование наследственности путем экспериментов по выращиванию растений и разведению животных. Впервые такие эксперименты Мендель провел в 1860 годах. Изучаемые признаки обычно контролируются одним геном и демонстрируют простые доминантные или рецессивные взаимоотношения между аллелями. В многочисленном потомстве от скрещивания подсчитывается доля различных фенотипов (совокупности внешних признаков, определяемых генами) и на их основе устанавливается генотип родителей. Подобные работы впервые дали понять, что наследование имеет дискретную природу, а не является простым смешиванием признаков.

Мендель сформулировал два закона, объясняющие механизм наследования, который он наблюдал на примере обычного огородного, или садового, гороха (Psium sativum). Первый закон, Закон расщепления, гласит, что любой признак существует в двух факторах, которые находятся в клетках тела (соматических клетках), но только один из них передается отдельной гамете (половой клетке). Второй закон, Закон независимого распределения признаков, утверждает, что распределение этих факторов в гамете случайно. Следовательно, при наличии нескольких пар факторов, каждая пара разделяется независимо.

Мендель назвал эти факторы, ответственные за проявление признаков растений, «зародышевые единицы». Сегодня они известны как гены (так их впервые в 1909 году назвал датский ученый Вильгельм Иогансен). Различные формы генов именуются аллелями (сокращенно от аллеломорфных паров генов). Известно, что клетка с полным набором хромосом данного вида (диплоидная клетка) содержит два аллеля любого конкретного гена. Каждый аллель содержится в одной из двух гомологичных хромосом (хромосомы, которые образуют пары во время образования клетки). Гамете (яйцеклетке или сперматозоиду) передается только одна из двух гомологичных хромосом. Таким образом, Закон расщепления был подтвержден. Мендель рассматривал факторы наследственности как отдельные независимые частицы, но сейчас известно, что они составляют хромосомы. Закон независимого распределения относится только к тем парам аллелей, которые находятся в разных хромосомах.

МУТАГЕНЫ

Мутагены — это факторы внешней среды, увеличивающие вероятность мутаций и приводящие к наследственным изменениям.

Радиация

Организмы постоянно подвергаются различным типам радиационного облучения. Диапазон электромагнитного излучения простирается от длинных радиоволн до космических лучей с очень короткой длиной волны. Количество энергии, содержащейся в излучении, увеличивается по мере уменьшения длины волн и на определенном этапе лучи начинают проникать внутрь живых клеток.

Ультрафиолетовое излучение обладает менее эффективной способностью проникать внутрь клеток, чем высокоэнергичные лучи, но при этом ДНК легко изменяется под его воздействием, что приводит к структурным повреждениям на молекулярном уровне и вызывает такие последствия, как рак кожи.