Нескучная биология

В Антарктиде, в пробах льда, взятых с глубины более 500 м, обнаружены вполне жизнеспособные бактерии, «оживающие» при повышении температуры. Возраст этих отложений – около 20 000 лет, то есть, вполне вероятно, бактерии вмерзли в лед, когда по Европе еще бродили стада мамонтов и шерстистых носорогов, на которых охотились наши волосатые предки. В той же Антарктиде существуют озера, укрытые толстым слоем нетающего льда. Сквозь лед и снег туда проникает некоторое количество света, и здесь существуют сообщества прокариот, группирующихся вокруг фотосинтезирующих цианобактерий.

Кто на земле главный?

Прокариоты – единственные существа, способные использовать в минеральной форме азот, серу, водород, – а эти элементы входят в состав всех белков. А кроме того, бактерия – основная группа организмов, разлагающая мертвую органику. Без них большая часть углерода планеты довольно быстро окажется связанной в многочисленных трупах животных и растений и высокоорганизованная жизнь на планете прекратится.

Общая масса прокариот на нашей планете выше, чем всех растений и животных вместе взятых. Геохимические циклы на поверхности планеты обслуживаются в первую очередь прокариотами. Если в один прекрасный, или, скорее, ужасный день с планеты исчезнут все прокариоты, то растения и животные просуществуют от силы пару лет, а большинство вымрет в течение нескольких месяцев. Если же вдруг исчезнут все эукариоты, то прокариоты будут благополучно существовать, как существовали они миллиарды лет до появления на Земле этих выскочек с клеточным ядром. Если смотреть в корень, не увлекаясь эффектной внешностью, то наша Земля была, есть и всегда останется миром, в котором властвуют прокариоты. И очень может быть, что наша старушка-планета просто не заметила два миллиарда лет назад появления эукариот, как не заметит и их исчезновения.

Внутренний мир эукариот

В чем разница?

По сути, эукариоты отличаются от прокариот двумя особенностями. Во-первых, ДНК эукариот собрана в особые структуры – хромосомы. Во-вторых, в эукариотических клетках существуют различные органы – обособленные части, выполняющие каждая свою функцию. Поскольку слово «орган» в биологии изначально применялось к частям многоклеточного организма, то органы клетки называют органеллами. Обособленность почти всех органелл заключается в том, что они окружены мембраной, а значит, в клетке эукариоты, в отличие от прокариоты, существуют внутриклеточные мембраны. Мембраны определяют, какие молекулы пропускать внутрь, а какие наружу, и в каком количестве. Вдобавок в мембрану встроены различные ферменты и на мембране идут многие биохимические процессы.

Ядро имеется у всех эукариотических клеток, неважно, является эта клетка самостоятельным организмом, вроде амебы или эвглены, или входит в состав организма многоклеточного. Впрочем, существуют и исключения. Зрелые эритроциты млекопитающих (красные кровяные тельца) ядер не имеют, равно как и некоторые клетки флоэмы у растений. Обычно ядро – самая крупная и заметная клеточная структура. Ядро окружено оболочкой, которая состоит из двойной мембраны. Оболочка пронизана специальными порами, через которые идет обмен различными веществами между ядром и остальной частью клетки. В полужидком «наполнителе» ядра – нуклеоплазме – расположены хромосомы.

Ядро, как и прочие органеллы, «плавает» в цитоплазме. Собственно, цитоплазма – это водный раствор различных веществ – солей, сахаров, аминокислот, нуклеотидов, ферментов и всего прочего хозяйства биохимической кухни. У многих типов клеток в цитоплазме существуют разно-образные течения, как течения в океане. Называется эта штука циклозом. В растворе цитоплазмы происходит и синтез некоторых соединений – нуклеотидов, жирных кислот, некоторых аминокислот.

Ядро окружают выросты наружной ядерной мембраны, образующие сложную систему сообщающихся каналов и сплющенных полостей – эндоплазматическая сеть. Именно в ней идет синтез липидов и синтезируются вещества, которые клетка выделяет наружу, в частности, пищеварительные ферменты, защитные вещества, гормоны.