Знание-сила, 2002 №6 (900)

Постепенно передние конечности этих существ покрывались перьями и удлинялись, позволяя им лучше парашютировать из древесных гнезд на землю. Затем появилось умение планировать (от слова «планер») и под конец – летать, хлопая оперенными передними конечностями, которые уже стали, в сущности, крыльями. По мнению Кэри, клювы птиц тоже развились под эволюционным давлением потребностей родительской заботы.

Родительский клюв играл (для новорожденных птенцов) ту же-роль, какую сосок играет для детенышей млекопитающих, но вдобавок служил еще орудием труда, с помощью которого птицы строили гнезда для этих же птенцов. Эти соображения Кэри также идут вразрез с существующей теорией, которая считает, что клюв появился взамен зубов, потому что он весит меньше и поэтому летать с ним легче.

В своей статье Кэри перечисляет ряд данных, которые, по его мнению подтверждают новую гипотезу. Ископаемые останки археоптериксов имеют когти на передних конечностях, что может указывать на древесный образ жизни. Развитие их перьев продвинулось более далеко, чем развитие других птичьих черт, и это согласуется с предположением, что перья развились в первую очередь, чтобы защищать сидевших на гнездах рептилий от резких климатических воздействий.

Недавняя находка в Азии оперенных динозавров показывает, что перья появились раньше летания. Что же касается летающих динозавров с мембранами между конечностями, то они, по мнению Кэри, исчезли, потому что обладали только способностью летать, но не имели тех эволюционно более совершенных родительских способностей, которые помогали им справляться с задачами приспособления к меняющимся внешним условиям и обеспечивать выживание максимального числа потомков.

Поэтому птицы дожили до наших дней и в огромном количестве видов, а «динозавры с мембранами» давно сошли со сцены.

Занятно, что Кэри развил свою теорию «родительской заботы» как главного движущего фактора птичьей эволюции, работая в рамках чисто демографического исследования на грант, полученный от американского Национального института старения. Как считать теперь: оправдал он выданные деньги или потратил их зря?

Паутина из молока

По мнению канадских ученых из биотехнологической фирмы «Нексия», в скором будущем из молока можно будет получать… искусственную паутину.

Паучья паутина – одно из чудес природы. По прочности она превосходит сталь: подсчитано, что канат, сплетенный из паутинных нитей, выдерживает куда большую нагрузку, чем такой же стальной трос. Но при этом паутина гибче и растяжимей нейлона, поэтому канаты из нее не обладают той «усталостью», которая ведет к разрыву стальных канатов после многих перегибов.

Огромная гибкость при огромной прочности – вот особенности, которые давно уже заставляли ученых завидовать паукам и искать пути создания искусственной паутины. До последнего времени успеха не добивался никто. И вот теперь его добились исследователи из фирмы «Нексия».

Пауки плетут паутину из молекул двух специальных, довольно тяжелых белков, которые производятся под управлением соответствующих генов в особых, специализированных эпителиальных клетках. Клетки эти выделяют свои белки в виде водного раствора в «паутинную железу» паука, которая, в свою очередь, выдавливает их наружу. В процессе этого выдавливания каким-то еще не вполне понятным образом молекулы переплетаются друг с другом, образуя паутинное волокно. Исследователи пытались пересадить паучьи гены, управляющие производством паутинных белков, в какие-нибудь иные клетки – бактериальные, дрожжевые, растительные. Результатом неизменно оказывалось выделение паутинных белков, которые отличались от паучьих тем, что не растворялись в воде и немедленно свертывались в уродливые комки внутри клетки, приводя к ее гибели.

Исследователи из «Нексии» решили попробовать ту же технику на клетках млекопитающих, причем выбрали для изучения два типа клеток, делающих в организме млекопитающих примерно то же, что паутинные клетки делают в организме паука. Один вид «подопытных» клеток был взят из эпителия быка, другой – из почек хомяка. Успех пришел сразу. Оба вида клеток «восприняли» пересаженные гены и стали производить – и секретировать – паутинные белки, растворимые в воде. Получив водный раствор белков достаточной концентрации, исследователи пропустили его через крохотное отверстие шприца в другой раствор, содержавший метанол. Изменение кислотности среды привело к тому, что молекулы белков сами собой собрались в непрерывную нить. И нить эта оказалась поистине «паутинной»: она была легче, но прочнее соответствующей стальной и гибче соответствующей нейлоновой.

Впрочем, в меньшей мере, чем настоящая паутина. Исследователи полагают, что причиной тому были два недостатка их методики. Во-первых, они использовали для создания нитей только один паутинный белок из двух. Во-вторых, молекулы этого белка были втрое легче, чем соответствующего белка в паучьих клетках.