|
Е. В. Алексеева
МИКРОМИР В КРОВИ ЧЕЛОВЕКА
ПОЧЕМУ МЫ БОЛЕЕМ РАКОМ?
Москва Новый Центр 2003
ББК 28.91+55.6 А47
Алексеева Е. В.
А47 МИКРОМИР В КРОВИ ЧЕЛОВЕКА: Почему мы болеем раком? — М.: Новый Центр, 2003. — 152с. ISBN 5-89117-121-Х
Исследование периферической крови человека методами растровой электронной микроскопии показало, что в плазме крови совместно с клетками крови живут и размножаются разного вида микроорганизмы. Определена эволюционно-закреп-ленная микрофлора и фауна крови человека.
Изменение среды обитания эволюционно-закрепленной микрофлоры и фауны или попадание в кровь посторонних микроорганизмов приводит к нарушению их баланса в крови человека, а преимущественное развитие какой-либо отдельной группы микроорганизмов вызывает необратимые изменения в крови человека, что и является причиной многих заболеваний, в том числе и рака.
Для специалистов в области молекулярной биологии, иммунологии, гелиобиологии, врачей и всех, кто интересуется проблемами сохранения здоровья и жизни человека.
ББК 28.91+55.6
ISBN 5-89117-121-Х
© Алексеева Е. В., 2003
Микрофотографии, полученные методами растровой электронной микроскопии и помещенные в текст книги, не могут быть использованы в любой печати без письменного разрешения владельца авторских прав.
Памяти отца посвящаю эту книгу
ВВЕДЕНИЕ
Книга посвящается памяти моего отца, погибшего от ракового заболевания, когда мы — дети — еще не могли сами обеспечить свою жизнь. Таких, как мы, много на Земле, поэтому ответ на вопрос: отчего и почему человек заболевает раком? — интересует многих. Погиб — это не значит, что человек умер сам. Он попал в такие обстоятельства, когда его организм не может самостоятельно справиться с заболеванием, а сам человек не знает, что делать, несмотря на то что он еще молод и ничем ранее серьезно не болел, и к тому же образован, но никто не может помочь, никто. Причина болезни неизвестна. Проблема не решена, истина еще не открыта.
Последние публикации на эту тему побудили меня разобраться в причине ракового заболевания. Как известно, при любом заболевании анализируется состояние крови человека. Для изучения клеток крови применяются микроскопы. А я работаю более тридцати лет за растровым электронным микроскопом. Опыт работы у меня большой, поэтому методики подготовки образцов и контраст получаемого изображения в электронных микроскопах мне понятны "с закрытыми глазами".
Среди большого числа людских недугов рак один из самых коварных и страшных. На земле постоянно растет число заболевших этой страшной болезнью, которая губит уже не только людей старшего и среднего возраста, но и молодых, и даже детей.
БРАТЬЯ НАШИ МЕНЬШИЕ
Настоящее есть закономерное проявление прошлого, как бы далеко оно от нас ни отстояло.
В. И. Вернадский
Мы живем не одни на планете Земля. Нас окружает бесчисленное множество живых существ. Многих мы видим и знаем, но еще больше тех, которых невозможно увидеть без специальных микроскопов. Их размеры настолько малы, что для того, чтобы понять их поведение и изучить жизненный цикл, необходимы мощные электронные микроскопы и тончайшие методики подготовки образцов. Трудности выделения конкретного микроорганизма из среды его обитания приводят порой даже к невозможности его изучения.
Если бы можно было заснять нашу кровь замедленной съемкой, а потом просмотреть отснятые кадры на экране, то мы увидели бы, что в плазме крови человека кроме клеток крови живут и размножаются мельчайшие существа — микроорганизмы. Повторив съемку через каждые десять, пятнадцать дней, мы увидели бы, как изменяется поведение микроорганизмов, увидели бы их различные формы размножения, их особое взаимоотношение с нашими клетками крови, переход их на более усовершенствованный путь развития. Если мы снимем подобным образом на протяжении нескольких лет фильмы о крови здорового человека и о крови больного раковым заболеванием и сравним эти фильмы, то увидим зависимость скорости размножения микроорганизмов от времени года, их
взаимодействие между собой, и это приблизит нас к пониманию причин ракового заболевания.
Можно исследовать эволюцию живых существ в плазме крови. Но на каком этапе развития живых организмов на нашей планете было подобное? Какой период жизни живого в природе соответствует длительности ракового заболевания? Разве можно за короткий срок болезни проследить эволюцию живых существ, длившуюся миллионы или даже миллиарды лет? Оказалось, что можно. Микрофотографии, сделанные в растровом электронном микроскопе при исследовании периферической крови, позволяют узнать этот удивительный микромир прошлого.
Существует много мнений о возникновении жизни на Земле. Например, существует гипотеза привнесения жизни на Землю небесными телами. В основе этой гипотезы научная логика и ничего более: никаких прямых доказательств существования жизни в ближайшем космосе нет. Все найденные на космических объектах органические соединения, включая аминокислоты и пурины, ничего не говорят о наличии жизни — это не более чем продукты химических реакций, идущих в пространстве под влиянием энергии космических излучений. Такие соединения могут быть лишь блоками при построении живого вещества, но для самой жизни необходим толчок, который придаст первичному белку свойства, отсутствующие у неорганической материи, и позволит ему совершить качественный скачок от неживого к живому, от небытия к бытию.
Как известно, для жизни белку необходимы определенные свойства. Основой существования живого белка является обмен веществ с окружающей средой. Благодаря такому обмену, происходит беспрерывное самообновление белка: одни его молекулы распадаются на исходные химические соединения, которые пополняют неорганический мир, одновременно другие создаются из неорганических элементов и занимают место ушедших— белок живет.
Необходимым условием белка является его распространение в пространстве и во времени. Совершая скачок от неживого к живому, белковое вещество одновременно с приобретением способности к обмену веществ должно приобрести способность передавать во времени генетическую информа-
цию, то есть производить себе подобные белковые тела со свойствами и особенностями, присущими исходному родительскому телу. Существуют непреодолимые препятствия, не совместимые с гипотезой самозарождения живого. Одно из них — это проблема возникновения генетического кода. Генетический код живых организмов создается определенным группированием входящих в структуру белковых клеток молекул нуклеиновых кислот. При размножении (делении) белковых тел эти сочетания нуклеиновых кислот обеспечивают у дочерних клеток такое же количество и расположение аминокислот, как и у родительских клеток, — этим достигается передача наследственных свойств.
Зарождение первичной ДНК на отмелях океанов или в "лужах", запустившей механизм воспроизведения всей остальной жизни может показаться только гипотезой. Так ли это? Современная наука считает, что скачок от неживого к живому веществу может произойти только под воздействием энергетического импульса извне. Это могли быть грозовые разряды или другие физические явления природы. Наверняка в природе существовали стихии, которые создавали определенный набор происходящих одновременно физико-химических процессов, не повторимых в наше время.
Рассмотрим, например, такой катаклизм природы, как падение на Землю метеорита. Столкновения Земли с космическими телами принадлежат к геологическим стихиям необычно большой мощности. Метеориты рассматриваются единственными поставщиками на Землю органических соединений из космического пространства. Некоторые из метеоритов имеют органические включения, подобные по составу органическим соединениям, входящим в состав живых организмов. Рассмотрим "выживаемость" органических соединений во время подобных катаклизмов.
До встречи с Землей скорость движения метеорита превышает 4—5 км/с, во время удара его кинетическая энергия мгновенно превращается в тепловую, и тогда происходит катастрофа. Большая часть твердого вещества падающего метеорита в течение очень короткого промежутка времени (доли секунды) преобразуется в интенсивно сжатый газ, мгновенное расширение которого создает мощную взрывную волну, равную
по силе волне от взрыва нитроглицерина такой же массы, как и у метеорита. Не перешедшие в газ остатки вещества метеорита мельчайшими обломками разлетаются далеко за пределы места взрыва. Взрывная волна и энергия расширяющихся газов вырывают в Земле кратерообразную воронку, дробят и выбрасывают из Земли измельченные горные породы, а в центре воронки силой упругой отдачи "вздыбливают" слои пород, создавая конусообразное срединное возвышение (центральную горку), иногда окруженную одним или несколькими концентрическими внутрикратерными вспучиваниями. Интенсивные разрушения происходят и в слоях земной коры, подстилающих воронку. Под действием динамической нагрузки кора прогибается, образуя как бы вмятину, в центре которой располагается кратер. По окружности вмятины и воронки кратера возникают концентрические кольцевые разломы. Основание воронки разбивается радиальными разломами на блоки. В гигантских кратерах разломы могут проникать на значительную глубину и служить каналами для подъема к поверхности расплавленных глубинных масс земных недр. Непосредственно под кратером в породах основания в результате взрыва развивается сложная система трещин, постепенно исчезающая при продвижении в глубину земной коры. От высокой температуры часть земных пород плавится и испаряется.
По оценке специалистов, энергия, выделяющаяся в доли секунды при столкновении крупного метеорита с Землей, во много раз превосходит энергию таких разрушительных геологических явлений, как землетрясения и извержения вулканов.
Метеоритные кратеры по своим размерам в десятки раз больше образующих их метеоритов. Диаметр таких воронок может измеряться километрами и даже десятками километров.
Впервые метеоритные кратеры были обнаружены на поверхности земного спутника — Луны. Ее поверхность бомбардируется метеоритами во много раз чаще, чем поверхность Земли, потому что на Луне нет атмосферы, тормозящей "падающие звезды". Ее поверхность испещрена множеством кра-тероподобных воронок.
Падение метеоритов на Землю — явление стихийное, определяемое космическими причинами, не зависящими от геологического развития Земли.
Единственный надежный признак космогенной природы кратерных пород — это присутствие в них текстур и минералов, образованных в результате действия сверхвысоких ударно-взрывных нагрузок.
Удар метеорита о поверхность Земли порождает особые упругие колебания, которые формируют в породной массе своеобразные конусовидные текстуры: цельный монолит породы распадается на мелкие остроугольные обломки, ограниченные как бы вложенными друг в друга поверхностями деформированных конусов. Такие "конусы сотрясения" являются безошибочными индикаторами взрывного процесса. В кристаллах породообразующих минералов под влиянием динамических напряжений, возникающих при прохождении ударной волны, развивается сетчатая система параллельных так называемых планарных трещин. Дальнейшее нарастание нагрузок ведет к перестройке кристаллической решетки и появлению гипербарических минеральных разновидностей, то есть минералов, структура которых формируется в результате воздействия на породу резкого скачкообразного всестороннего давления. При этом графит частично преобразуется в смесь гексагонального и кубического полиморфов алмаза, не типичных для земных алмазов. Кварц превращается в две полиморфные разновидности; их плотность в 1,5—2 раза больше плотности исходного кварца, у них значительно повышены и показатели преломления.
При еще больших напряжениях сжатия в ударной волне кристаллическая решетка некоторых минералов полностью разрушается, минералы превращаются в аморфные диаплек-товые стекла. Переход из кристаллического состояния в аморфное происходит без плавления, путем внутренних пластических преобразований минерального вещества.
Высокая температура взрывной реакции вызывает плавление и испарение кратерных пород. При бурном испарении (вскипании) происходит вспенивание расплава, образуются шлакоподобные и пузырчатые текстуры минеральных масс. Раздробленные и перемешанные взрывом, породы внутри кратера разрыхляются и приобретают пониженную плотность, вследствие чего гравитационные и магнитные поля, создаваемые породами, ослабевают, становятся менее напряженны
ми по сравнению с окружающей породой. В то же время в эти породы проникает глубинная магма, приводящая к локальным повышениям силы тяжести, намагниченности и проводимости.
Необычные явления, сопровождающие падение космического тела на Землю, если и могут привести к зарождению жизни, но она будет настолько локализована, что с большой вероятностью скорее всего быстро исчезнет. А поскольку Земля на ранней стадии своего развития постоянно менялась, то при повторных метеоритных катаклизмах среда могла измениться настолько, что повторное зарождение жизни становилось невозможным.
Автор на основании наблюдений за развитием живого в плазме крови предполагает, что зарождение и эволюция жизни на Земле (подобно эволюции планет) происходили постепенно, с плавным изменением физических условий, коррелируя с химической эволюцией элементов в первичном материале Земли. Физические условия, которые зависели от расстояния будущих планет до Солнца, действия ультрафиолетовой радиации, давления, электромагнитных, гравитационных полей и многих других параметров, определяли возможность и скорость химической эволюции во Вселенной, а затем и в земных условиях.
По данным современной космохимии, протопланетное вещество, как родоначальник материала планет, было связано с Солнцем. Первичный протопланетный материал был представлен сильно ионизированными разобщенными атомами, ядрами и электронами. Лишь после значительного падения температур ионизированные атомные ядра путем рекомбинаций приобрели нормальные электронные оболочки, что явилось обязательным условием для осуществления химических реакций и образования первых химических соединений. Наиболее распространенные химически активные элементы солнечной туманности по мере остывания газа превращались в молекулярные газы, а при дальнейшем охлаждении формировали твердые частицы как конечные продукты солнечного газа.
В ходе эволюции проявилась неоднородность протопланет-ного вещества, отразившаяся на составе образовавшихся пла-
нет. Дополнительные различия в химическом составе первичной туманности возникали из-за давления солнечных лучей. Последовательная конденсация элементов и их соединений формировала химический состав планет. Конденсирующаяся жидкая фаза находилась в равновесии с окружающим газом. Однако такой случай следует считать идеальным. В процессе конденсации солнечного газа равновесие могло нарушаться. В этом случае возникшие частицы могли испытывать повторный нагрев от радиационных процессов. Одними из важнейших химических реакций в газовой туманности, определившими состав планет земной группы, были реакции окисления железа, которые происходили при воздействии паров воды. При уменьшении температуры также происходило взаимодействие ранее выделившихся силикатов с парами воды. В результате образовывались гидратированные силикаты — соли кремниевой кислоты, большая часть которых не растворима в воде. В воде растворимы лишь силикаты натрия и калия, называемые растворимым стеклом.
Земная кора состоит главным образом из кремнезема и различных силикатов. Не растворимые в воде силикаты образуют соединения с водой с прочными связями.
Таким образом, планеты Солнечной системы сформировались путем конденсации остывающего солнечного газа. Вполне допустимо, что чем дальше от Солнца, тем меньше был нагрев протопланетного вещества. Соответственно, химические реакции при формировании планет были разные. Например, Марс более удален от Солнца. Большая часть поверхности планеты покрыта пленкой окислов и гидроокислов железа. Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, имеет самую высокую плотность. Поверхность его богата стеклом с повышенным содержанием железа и титана. Земля занимает самое удачное расположение по сравнению с другими планетами. На ней в правильной последовательности завершились все химические реакции и сформировались физические условия, которые способствовали зарождению жизни. Азотно-кислородная атмосфера Земли постепенно создавалась этой жизнью. Термодинамические условия поверхности Земли позволяют существовать воде во всех трех агрегатных состояниях — в виде пара, жидкости и льда.
10
Как показывают научные данные, на последних стадиях остывания солнечной туманности происходило образование органических соединений в области формирования планет земной группы. В связи с распространенностью водорода в первичной туманности возникли простейшие его соединения с углеродом и азотом. Поскольку наиболее стабильной формой углерода была окись углерода СО, то по мере охлаждения солнечной туманности происходили реакции образования воды, метана, аммиака. При этом смесь газов подвергалась действию ионизирующих факторов, что приводило к образованию многочисленных органических соединений.
К важнейшим свойствам вещества нашей планеты относится радиоактивность, представляющая собой самопроизвольный распад неустойчивых атомов. Радиоактивность отражает историю формирования вещества Земли в далеком космическом прошлом, когда происходило образование различных атомов химических элементов, как устойчивых, так и неустойчивых.
Во всех оболочках Земли — литосфере, гидросфере, атмосфере и живом веществе — присутствуют радиоактивные элементы. Они подразделяются, в зависимости от происхождения, на первичные и вторичные. Первичные были унаследованы в далекие периоды образования Земли от древних космических систем, в которых происходил естественный синтез атомных ядер. Вторичные возникают в настоящее время в результате естественных процессов. Одним из них является порождение недолговечных изотопов (радий, Франции, родон, полоний, астатин) при распаде родоначальных изотопов урана и тория. Другой процесс — это воздействие космических лучей на вещество биосферы планеты. Возникающие при этом нейтроны легко реагируют с ядрами атомов атмосферных газов, в результате чего возникают радиоактивные изотопы в крайне мизерных количествах. Необходимо учитывать, что в далеком геологическом прошлом радиоактивность Земли была выше, чем сейчас. Повышенное выделение радиационной энергии в прошлом, по мнению ученых, вызввалось главным образом калием-40 и актиноураном-235.
Одной из фундаментальных особенностей живой материи является оптическая молекулярная ассиметрия главных ком-
11
понентов организмов — белков и нуклеиновых кислот. В состав белков входят только L-аминокислоты. Органические молекулы в природе существуют в виде "правого" и "левого" зеркальных изомеров. Во Вселенной наблюдается одинаковое количество тех и других изомерных форм, что обеспечивает равновесное (устойчивое) состояние органических соединений. В то же время живое вещество состоит из изомеров только однонаправленной ориентировки: аминокислоты в живом веществе только левые, нуклеиновые кислоты только правые. Таким образом существование жизни связано с нарушением зеркальной симметрии органических соединений и формированием молекул, находящихся в структурном неравновесии. Известно, что прекращение жизни (гибель организма) ведет к уравниванию количества одинаково ориентированных молекул, то есть к восстановлению равновесия (симметрии). Развитие жизни приводит к разрастанию неравновесия — росту числа молекул.
В описанном феномене скрыты две загадки. Первая — что вызвало первоначальное нарушение равновесного состояния исходной среды и, следовательно, способствовало возникновению жизни? Вторая — какие причины позволили этому неравновесию сохраняться, распространяться в пространстве и передаваться во времени?
Ученые предполагают, что нарушение структурного равновесия могло произойти еще в условиях космоса на стадии зарождения планет Солнечной системы. В дальнейшем среда первичных вод и специфические условия, создавшиеся на поверхности молодой Земли, способствовали самоподдержанию возникшего неравновесия и его распространению во времени и в пространстве. Прогрессивно разрастающееся течение этого процесса, в конечном счете, привело к образованию на Земле биосферы. Действие излучений радиоактивных элементов было, вероятно, решающим фактором образования асси-метричных молекул органических соединений, которые в дальнейшем стали основой существования живого вещества.
При определенных дозах ионизирующей радиации мог происходить синтез органических веществ. Существовал определенный оптимум радиоактивного воздействия на исходные вещества, благоприятный для синтеза органических соедине-
12
ний. Возникшие в космических условиях органические вещества вошли в состав многих тел, но лишь на Земле реализовалась возможность их дальнейшей эволюции.
Известно, что на ранней Земле первичные воды были кислыми и насыщенными органическими соединениями. Кислотность была обусловлена присутствием в них большого количества гидратированных силикатов. Силикатные скопления с включением разных элементов могли быть теми твердыми взвешенными частицами, которые вызывали протекание каталитических реакций органического синтеза и формирование высокомолекулярных саморегулирующих систем. Органические соединения, находясь в водной среде в тесном контакте с твердыми фазами в условиях повышенной радиации, прогрессивно эволюционировали.
В состав развивающихся организмов стали входить металлы. Из них наиболее распространенным был калий. Существуют предположения, что значение калия связано с его радиоактивностью в далеком прошлом нашей планеты. Кроме того, калий имеет особенности проявления радиоактивных свойств. Усваивая калий, первичные организмы получали не только вещество с нужными химическими свойствами, но и дополнительный источник свободной энергии. Это могло определить более интенсивное биологическое усвоение, которое закрепилось наследственностью. Поглощение калия передавалось и более высокоорганизованным формам жизни, для которых радиоактивность, как источник энергии, уже не имела существенного значения. Однако установившаяся физиологическая роль калия заставляла поглощать его в повышенных количествах.
Возникновение живой природы — это неизбежное следствие процесса самоусовершенствования, самоорганизации материи, оно происходило и происходит одновременно с зарождением и развитием самой планеты Земля. На всех этапах ее развития сложное возникало из простого. Нет ничего не логичного в предположении, что и сам человек как биологический вид, увенчанный разумом, так же как и другие биологические виды на Земле, обязан своим происхождением братьям нашим меньшим. Чудес не бывает, никакая космическая причина не может вызвать в цепи последовательных явлений
13
качественно нового явления, если его возникновение не подготовлено предшествующим внутренним развитием системы, историческим накоплением в ней необходимых количественных изменений!
Земная оболочка, заселенная жизнью,— биосфера — структурно организована самой жизнью. В настоящее время эта организованность жизни интенсивно изменяется под влиянием человеческой деятельности. Понятие "организованность" подразумевает, что окружающая природа не есть хаос разрозненных элементов, а представляет собой единое и связанное целое. Организованность природы — ее основное свойство.
Живое вещество за время своего существования глубоко изменило первоначальную природу планеты, биологизирова-ло ее. Жизнь приспосабливала и оптимизировала среду. В стратосфере возник озоновый экран, защищающий живые существа от губительного воздействия ультрафиолетовых лучей и других космических излучений. Фотосинтез растений явился механизмом накопления активной биохимической энергии в массах органического вещества в форме гумуса, ископаемых горючих материалов, гарантирующих удовлетворение запасов организмам на случай стрессовых условий и неблагоприятных периодов. Живое вещество, создав почвенный покров, преодолело ограниченность ресурсов азотно-углеродного, водного, воздушного, минерального питания. Возник механизм сотрудничества — симбиоз — между растениями, животными, насекомыми, низшими беспозвоночными, микроорганизмами с образованием необходимых для жизни пищевых цепей. Этот механизм в биосфере уже позволяет обходиться небольшими запасами энергии и химических соединений.
Но есть пределы этой устойчивости и саморегуляции. Если изменения в среде превысят допустимые периодические колебания, к которым приспособлены организмы, то слаженность экосистем и биосферы в целом нарушится.
Экосистема может развиваться в пространстве любой протяженности — от капли воды с живущими в ней микроорганизмами до всей биосферы в целом. Саморегулирующий характер экосистемы является результатом автокаталитического свойства живого вещества, его способности поглощать и обменивать вещества, расти и размножаться. В пищевой цепи
14
организмов в экосистеме существует непрерывный поток энергии. На каждом новом звене этой цепи теряется 50—90% энергии, запасенной на предыдущем этапе. Возникает так называемая экологическая пирамида запасов энергии. Чем больше звеньев в пищевой цепи, тем выше экологическая пирамида и тем больше будет потеряно энергии в конечном звене.
Основным свойством энергетики экосистем является необратимость биоэнергетических процессов. Энергия первичной биологической продукции только расходуется. Для пополнения и возобновления биомассы в любой экосистеме необходим постоянный приток энергии извне, в то время как притока атомов вещества может и не быть. В экосистеме могут многократно циркулировать одни и те же атомы. В океане громадная масса воды сама по себе безжизненна, но она переполнена вечно двигающимися живыми существами, которые являются центрами химических реакций. В нем можно различать сгущения живых организмов, среди которых по числу и по мощности преобладают бактерии и грибы. Огромную роль играет планктон, состоящий из более высокоорганизованных организмов— одноклеточных растений и животных, находящихся в системном равновесии. Существуют и другие экосистемы со "сгущениями" жизни вне поверхностных слоев океана.
Живое вещество, как совокупность всей массы живых организмов, непрерывно развивалось и совершенствовалось. В зависимости от условий окружающей среды, каждый период развития организмов отличался своей длительностью. По расчетам ученых, наиболее длительный период развития организмов происходил в анаэробиозе, то есть когда на Земли отсутствовал свободный кислород.
Эволюция отдельных групп организмов протекала с разной скоростью. Ускорение темпов эволюции отражает в том числе сокращение длительности геологических эр. Таким образом глобальные изменения на Земле, связанные с изменением среды обитания всего живого, глобально изменяли и весь мир живого. Однако и в наше время существуют консервативные группы организмов — практически не изменившиеся в ходе геологического времени. Жизнь, живое вещество, биосфера одновременно с непрерывным поступлением энергии развивалась на Земле по принципу самоуправляемого расширенного воспроизводства.
15
Например, в девоне существовало около 12 тысяч видов растений, в каменноугольном периоде — 27 тысяч, в пермо-триасе — 43 тысячи, в юре 60 тысяч. Современная флора насчитывает уже около 300 тысяч видов. Это направленное, поступательное развитие биосферы не было непрерывным. Катастрофы (эпохи вулканизма, оледенения и т. д.) нарушали, задерживали общий процесс расширенного воспроизводства, но они не могли остановить общий процесс все усложняющегося развития жизни и биосферы.
В развитии жизни на планете случались обстоятельства, при которых вымирала большая часть органического мира. В позднемеловом периоде развития Земли вымерли не только динозавры, но и значительная часть органического мира. Однако не успевшие еще развиться к этому времени примитивные и малочисленные млекопитающие сохранились и заняли господствующее положение. Новые условия способствовали их расцвету и занятию ими господствующего положения в органическом мире. Таким образом новое, несущее более совершенные в данный момент качества, побеждает уходящее старое в процессе беспрерывного движения вперед, создает прогрессирующие формы, расселяющиеся в изменившейся среде, губительной для прежних форм, не готовых к происшедшим изменениям.
Разума удостоился представитель нового класса млекопитающих — кайнозойский человек, а не представитель могучей мезозойской ветви пресмыкающихся — динозавр. Динозавры в меловом периоде достигли очень высокой степени биологической организации. Некоторые из них даже стали прямоходя-щими. Однако именно млекопитающие явились тем классом живой природы, который, соединив в себе наиболее существенные достижения эволюции, оказался готовым к восприятию биостимуляторов, нужных для организации "мыслящей материи".
Современная биосфера нашей планеты со всем ее населением — результат длительной эволюции живого вещества и изменения всей окружающей среды. Миллионы видов организмов, существующих в биосфере, живут не сами по себе, а в закономерных ассоциациях многочисленных особей— биоце-нозах. Любая форма жизни связана с определенной средой, для
16
каждого организма обмен с внешней средой — непременное условие существования.
По отношению к среде обитания все живые организмы подразделяются на автотрофные и гетеротрофные. Наиболее типичным процессом автотрофного питания является фотосинтез, когда с помощью солнечного света создаются органические вещества из углекислоты и воды окружающей среды. Для гетеротрофных организмов источник питания — это готовые органические вещества. К автотрофным организмам относятся зеленые растения, к гетеротрофным — животные. В биосфере существует небольшая часть микроорганизмов, сочетающих в себе автотрофный и гетеротрофный способы питания.
Большинство организмов современной биосферы относятся к аэробным, живущим в присутствии свободного кислорода атмосферы Земли. Значительно меньшая часть, в которую входят микроорганизмы, — к анаэробным, обитающим вне кислородной среды.
В химическом отношении основу живого вещества составляет углерод, обладающий уникальной способностью создавать бесконечное множество разнообразных химических соединений. Любая форма живого организма состоит из сочетаний нескольких химических элементов. Например, 96% массы человеческого тела составляют такие весьма распространенные в биосфере элементы, как водород, углерод, азот и кислород. Остальные элементы, несмотря на исключительно важную роль некоторых из них в физиологических функциях, входят в состав живых организмов в относительно небольших количествах.
Многие формы жизни состоят из довольно небольшого числа простых молекул, относящихся к мономерам, например, аминокислоты, образующие белки. Молекулы живого вещества биосферы преимущественно длинные, имеющие вид цепочек. Эти цепочки складываются друг с другом и образуют полимеры, структура которых повторяется с небольшими вариациями. Полимеры имеют кольцевую структуру и боковые ответвления, при этом сами цепочки иногда сворачиваются в специфические сложные конфигурации, что позволяет некоторым белковым полимерам проявлять себя в качестве катализаторов
17
химических реакций. Такого рода органические катализаторы называются ферментами. Многообразие органических химических соединений обусловлено образованием различных полимеров из мономеров, соединенных друг с другом различными способами. Основу живого вещества составляют углеводы, жиры, белки, вода и нуклеиновые кислоты.
Генетическое взаимодействие различных царств (животного и растительного) живых организмов привело к усложнению жизни биологических видов. Одноклеточные прокариоты (организмы, у которых наследственный материал располагается в клетке свободно, не отделяясь от цитоплазмы ядерной оболочкой) образовали более сложные одноклеточные эукариоты, организмы с настоящим ядром, от которых и произошли все многоклеточные организмы.
Реализация функции молекулы ДНК оказалась возможной лишь в пределах Земли, где проявилось сочетание наиболее благоприятных условий для жизни.
На ранней Земле соотношение гетеротрофных и автотроф-ных организмов было иным, чем сейчас. По последним данным ученых, фотосинтезирующая автотрофная биосфера была образованием вторичным и возникла за счет биосферы гетеротрофного типа.
Действительно, детальное изучение фотосинтеза показало сложный механизм фотосинтеза. Такой процесс не мог быть первым в истории живого вещества. Поэтому все гипотезы о первичности автотрофных организмов оказались несостоятельными. Фотосинтез изучался на высших растениях, и многие реакции фотосинтеза так и остались непонятными для ученых. Зарождение и развитие жизни на Земле первично начиналось с гетеротрофной формы обмена веществ у первичных организмов. В качестве первичности гетеротрофного способа питания ученые приводят следующие основания.
1. Все современные организмы обладают системами, приспособленными к использованию гетеротрофных органических веществ как исходного строительного материала для процессов биосинтеза.
2. Преобладающее число видов организмов в современной биосфере Земли может существовать только при постоянном их снабжении готовыми органическими веществами.
18
3. У гетеротрофных организмов не встречается никаких признаков или рудиментарных остатков тех специфических ферментных комплексов и биохимических реакций, которые необходимы для автотрофного способа питания.
Исходя из вышеизложенного можно заключить, что первичная биосфера нашей планеты, во-первых, ограничивалась водной средой, во-вторых, была населена гетеротрофными организмами, которые питались растворенными в воде органическими веществами, ранее возникшими преимущественно в космохимических условиях.
Первичные гетеротрофные организмы, обладая свойствами живого вещества, быстро размножились и, естественно, быстро исчерпали свою питательную базу. Поэтому, достигнув максимальной массы, они должны были вымирать или переходить к автотрофному фотосинтетическому питанию. Этот новый способ питания способствовал быстрому расселению организмов у поверхности первичных водоемов. Однако первичная поверхность новорожденной Земли, лишенная свободного кислорода, облучалась ультрафиолетовой радиацией Солнца. Поэтому ученые допускают, что первичные фотохимические механизмы, принимавшие участие в последовательном синтезе органических веществ, а позже и живых организмов, первоначально использовали радиацию в ультрафиолетовой области спектра. Только после возникновения озонового экрана, в связи с появлением свободного кислорода как побочного продукта того же фотосинтеза, автотрофный фотосинтетический процесс начал использовать излучение в видимой части спектра. Жизнь, по всей вероятности, развивалась, как круговорот веществ при тесном взаимодействии гетеротрофных и автотрофных организмов. Солнечное излучение являлось главным энергетическим фактором жизни, устанавливающим круговые обменные процессы с использованием фотонов света.
Первичные гетеротрофные микроорганизмы обитали в древних водоемах лишь до тех пор, пока их не оттеснили фото-автотрофные организмы, вырабатывавшие свободный кислород, который стал настоящим разрушителем для гетеротрофов. Можно полагать, что в раннем океане происходила борьба между первичными и вторичными организмами. В воде, обогащенной сероводородом, было мало свободного кислорода. Он
19
уходил на хемосинтез некоторых организмов и поглощался некоторыми минеральными веществами океана и первичной литосферы. Борьба за существование шла между фотосинтезиру-ющими организмами планктона в освещенной части моря и организмами, поглощающими кислород при хемосинтезе и разложении органических остатков. Это стало одной из главных причин, определившей баланс свободного кислорода в биосфере. Борьба закончилась победой фотосинтезирующих авто-трофных организмов, которые по существу оттеснили анаэробную микрофлору в зону формирования глубоководных илов.
Биологическая эволюция биосферы происходила необратимым путем от простого к сложному. Поэтому и эволюция жизни была необратима и не зависела от местонахождения организмов. Основным событием при зарождении жизни первых организмов было образование спиральных молекул ДНК. Первыми возникли молекулы более простые — РНК. На ранней Земле создались условия для синтеза из растворенных в воде веществ двух составных компонентов нуклеиновых кислот — пуринов и пиримидинов, которые объединялись в молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК).
Как известно, некоторые молекулы РНК способны реп-лицироваться — саморазмножаться. При наличии таких молекул, служащих матрицами, из растворенных в окружающей воде веществ синтезировались копии исходной молекулы. Таким образом возникали новые молекулы РНК, совершенно тождественные исходной молекуле — матрице. Иными словами, происходил процесс, называемый передачей генетической информации. Именно такой процесс закрепился в древнейшие времена и сохранился на протяжении всей дальнейшей эволюции живых существ.
Как видите, на заре зарождения жизни на Земле, задолго до появления живых существ, уже мог действовать естественный отбор. Он и стал движущей силой, которая затем направляла всю последующую эволюцию органического мира.
Следующий шаг к зарождению жизни на Земле — это присоединение к молекулам РНК аминокислот — тех кирпичиков, из которых состоят белки. Так возникли первые нуклеопроте-ины, содержащиеся в качестве важнейшего компонента в любом организме. Предполагается, что аминокислоты в комплек-
20
се с РНК и образовали предка современных белков — прото-белок, игравший роль фермента (ведь все ферменты имеют белковую природу). Он способствовал точности и быстроте репликации молекул РНК — поэтому комплекс "РНК — белок" закреплялся и сохранялся. Но еще важнее то, что этот протобелок сделал возможным синтез на молекуле РНК другой важнейшей нуклеиновой кислоты — ДНК, что явило собой следующий и, безусловно, решающий шаг в происхождении жизни на Земле.
По своему химическому составу ДНК близка к РНК, но имеет три существенных отличия: во-первых, углеводнофос-фатная основа ДНК вместо рибозы содержит другой сахар — дезоксирибозу; во-вторых, одно из азотистых оснований, имеющихся в РНК, а именно урацил, в ДНК заменен тимином;
в-третьих, молекула ДНК состоит не из одной нити, как РНК, а из двух комплементарных (дополнительных) друг другу нитей, закрученных в двойную спираль.
Только такое положение двух нитей, т. е. закрученных в спираль, вероятно, и обеспечивало необходимую связь с окружающей средой и "жизнеспособность" реакций.
Завершающая ступень в истории зарождения жизни, которая и привела к появлению древнейших живых существ, — это возникновение и совершенствование синтеза настоящих белков. Скорее всего, направление к полноценному белковому синтезу было задано уже на той стадии, когда к молекулам РНК присоединялись аминокислоты. Возможно, что-то подобное мы увидим и в крови человека. Необычно и интересно наблюдать в периферической крови человека те процессы, которые могли происходить в первичных водах на ранней Земле, но об этом несколько позже.
Биологическая наука показала, что генетический код универсален — он один для всех организмов, как прокариот (до-ядерных), так и эукариот (ядерных), а также для всех вирусов. Универсальность генетического кода несомненно указывает на его раннее возникновение на Земле. Ученые показали, что разнообразные представители органического мира: от самых примитивных до наиболее высокоорганизованных — сегодня объединены общим генетическим кодом, унаследованным от древнейших предков — первых живых существ.
21
Известно только одно, причем частное, исключение из этого правила: в цитоплазматических органеллах — митохон-дриях, имеющих собственную ДНК и собственный белок — синтезирующий аппарат, кодовые значения нескольких триплетов иные, чем в универсальном генетическом коде. Скорее всего, в митохондриях, которые, по современным представлениям, произошли от каких-то свободноживущих древнейших микроорганизмов, код несколько изменился из-за длительности их существования в виде облигатных внутриклеточных симбионтов.
Возникшие на Земле древнейшие живые существа стали быстро эволюционировать, и этот процесс основывался главным образом на эволюции их генетического аппарата — гено-ма, состоящего из совокупности генов.
Ген — это участок молекулы ДНК (и только у некоторых вирусов это участок молекулы РНК), который характеризуется определенной, специфичной только для него последовательностью нуклеотидов. Ген дискретен и имеет функцию, отличную от функций других генов. Одним из путей эволюционного возрастания числа генов в геноме является полиплодия, или кратное увеличение исходного набора хромосом, то есть число всех генов в геноме возрастает в два, четыре и более раз.
Гены эукариот, то есть всех организмов, обладающих клеточными ядрами, находятся в хромосомах. Их центральной осью служит молекула ДНК. Настоящих хромосом нет только у прокариот, то есть у организмов, не обладающих клеточным ядром, — у бактерий, сине-зеленых водорослей и у вирусов. У прокариот единственной их "хромосомой" служит нуклеотид, прикрепленный с внутренней стороны оболочки клетки, и состоящий из туго скрученной в спираль молекулы ДНК. У вирусов геном состоит из одной "голой" молекулы ДНК (у некоторых вирусов — из молекулы такой же "голой" РНК).
В ходе эволюции генома произошли еще два важнейших события. Это — возникновение митоза и мейоза. Митотичес-кое деление клетки возникло очень рано — у древнейших микроорганизмов, предков всех эукариот. Появление митоза обеспечивало точное расхождение всех разделившихся хромосом в обе дочерние клетки, что гарантировало сохранение целостности генома.
22
Другой способ размножения — мейоз — возник у первичных микроорганизмов позже. Мейоз — это способ деления клетки, в результате которого происходит уменьшение числа хромосом в дочерних клетках. После того как естественный отбор закрепил мейоз в жизненном цикле эукориот, мейоз стал основой для полового размножения. Все просто: нет мейоза— нет и полового размножения. Без мейоза, приводящего к образованию гамет с вдвое уменьшенным числом хромосом, их слияние при оплодотворении вело бы к удвоению генома. С помощью мейоза эта проблема была решена просто и гениально. Важно, что, благодаря такому механизму полового размножения, стала возможной гибридизация между особями, даже если они принадлежат к разновидностям одного вида или к близким видам. Это безусловно способствовало эволюционному прогрессу. Сегодня, основываясь на научных данных, можно утверждать, что геном эволюционировал по единому плану.
В процессе размножения новые организмы занимали все пространство, пригодное для жизни. Величайшая напряженность жизни, выражающаяся высокими темпами размножения мельчайших организмов, привела к планетарному равновесию между естественной продукцией живого вещества и его разложением.
По данным молекулярной биологии, древнейшие микроорганизмы были представлены гетеротрофными организмами, которые размножались в среде с обильными органическими и минеральными питательными веществами. В то время фосфаты, натрий, калий, кальций имелись в достаточном количестве. Для самых первых организмов, вероятно, характерным был процесс ферментативного превращения органических веществ — брожение, где акцепторами электронов были другие органические вещества. Осуществление таких превращений в промежуточном обмене едва ли не во всех организмах служит аргументом в пользу древности их возникновения. Фотосинтетические пигментные системы образовались у прокариот еще до того, как последние в результате симбиоза стали пластидами эукариот. Можно полагать, что фотосинтез с выделением свободного кислорода возник первоначально не у зеленых растений, а у выделяющих его бактерий и сине-зеленых водорослей.
23
Эволюция, во время которой возрастал окислительно-восстановительный потенциал биосферы, происходила в три этапа.
Первый этап — восстановительный — начался с появления гетеротрофной биосферы. Для этого этапа характерно появление малых сферических анаэробов. Присутствуют только следы свободного кислорода. Развилась фиксация азота, поскольку часть ультрафиолетовой радиации проникала через атмосферу и быстро разлагала аммиак.
Второй этап — слабоокислительный — отмечен проявлением фотосинтеза. Свободный кислород производился организмами. Но кислород медленно накапливался в атмосфере.
Третий этап характеризуется развитием окислительной фотоавтотрофной биосферы. Для этого этапа развития биосферы характерно наличие количества свободного кислорода, достаточного для появления и развития животных, потребляющих его при дыхании.
Первый этап жизни наиболее далекий и загадочный. Расшифровать его помогут будущие научные исследования, а чтобы привлечь к ним внимание, рассмотрим, какие микроорганизмы вызывают конкретное заболевание человека — рак. Одновремено убедимся, как много информации о далеком прошлом биосферы можно почерпнуть при исследовании крови человека.
В книге будет рассматриваться только одна экосистема — плазма крови человека. Плазма крови уникальна по своим свойствам: все процессы в ней проходят в темноте, при постоянной температуре, при постоянной подпитке клеток крови и микроорганизмов в ограниченном объеме. В плазме крови мы увидим и специфичный микромир организмов, который соответствует раковому заболеванию.
24
РАКОВОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ:
КЛЮЧ К ПОЗНАНИЮ ЭВОЛЮЦИИ ЖИВОГО НА ЗЕМЛЕ
Кто не хочет знать правды, Всегда будет обманут.
Борис Налбандов
Познакомимся с микроорганизмами, живущими в крови человека, и рассмотрим среду их обитания.
Кровь — это жидкая составляющая организма, непрерывно движущаяся по сосудам (артериям и венам), проникающая во все органы и ткани и как бы связывающая их. Человек практически состоит из жидкости (если высушить его тело, то останется всего 5 кг сухой субстанции). Все тело пронизано ручейками кровеносных и лимфатических капилляров диаметром от 6 до 30 мк.
Функции крови многообразны: она переносит кислород от легких к тканям; углекислоту — от тканей к легким; питательные вещества — к месту усвоения; подлежащие удалению продукты обмена веществ — к выделительным органам; гормоны, ферменты — от места их выработки к месту активного действия. Кровь участвует в поддержании постоянства внутренней среды организма (осмотического давления, количества воды, минеральных солей), постоянной температуры тела. Огромная роль принадлежит ей в защите организма от проникающих в него вредных элементов.
25
Количество крови в норме составляет, в среднем у мужчин — 5200 мл, у женщин — 3900 мл.
Кровь состоит из жидкой части, плазмы (55-65%), и находящихся в ней во взвешенном состоянии клеток — форменных элементов (35-45%). Форменные элементы (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты) образуются в кроветворных органах. Клетки крови и органы, в которых они образуются и разрушаются, называются системой крови.
Состав крови здорового человека довольно постоянен благодаря специальным механизмам регуляции. Кровь четко реагирует на изменения в организме как в обычном функциональном состоянии (например, на разные виды воды и пищи при пищеварении), так и при различных заболеваниях.
Изучение изменений состава крови позволяет диагностировать заболевания человека, особенно глубокие изменения происходят при болезнях системы крови.
Плазма крови примерно на 94% состоит из воды, которая поступает из пищеварительной системы. Это уже переработанная организмом, так называемая структурированная вода. В плазме содержатся также питательные вещества и особые вещества, обеспечивающие свертывание крови. Кроме того, в плазме крови всегда присутствуют вещества, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма (продукты обмена веществ), подлежащие удалению, — они переносятся тоже током крови.
Белки плазмы вместе с гемоглобином, эритроцитами и солями поддерживают строгое постоянство водородных ионов в крови и обеспечивают нормальное протекание большинства биохимических процессов в организме.
Эритроцит — безъядерная клетка, состоящая из оболочки и губчатого вещества, в ячейках которого содержится гемоглобин — железосодержащий пигмент, придающий крови красный цвет.
Молекула гемоглобина состоит из белка — глобина и железосодержащей группы — гема. Железо, которое содержится в геме, способно образовывать с молекулами кислорода соединения, легко распадающиеся при прохождении эритроцита через капилляры легких, а при прохождении через сосуды других органов способно отдавать кислород и связываться с уг-
26
лекислотой, которую гем затем отдает — когда эритроцит вновь попадает в капилляры легких.
Кровь, протекающая по артериям, насыщена кислородом, поэтому имеет ярко-алый цвет; после поглощения кислорода тканями и связывания углекислотой кровь приобретает темно-красный цвет (венозная кровь). Основная функция эритроцита в организме человека заключается в осуществлении газообмена организма с окружающей средой, то есть дыхания.
Эритроцит не имеет ядра и не способен размножаться в плазме крови, для этого в организме человека имеется кроветворная ткань. Жизнь эритроцита в плазме крови продолжается от 42 до 127 дней. Каждый день в организме умирает до 200 млрд эритроцитов, и организм, используя выделительную систему, должен удалять их из организма.
Кроме эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов в плазме присутствуют и другие клетки.
Описание основных заболеваний крови заняло бы сотни страниц, поэтому не будем вдаваться в подробности заболеваний. Отметим лишь, что они существуют и их количество постоянно возрастает. Поэтому так важно знать человеку, какие процессы происходят в крови человека.
Рассмотрим кровь в растровом электронном микроскопе. За время моей работы за этим сложным прибором, начиная с 1975 года, произошла смена двух поколений растровых электронных микроскопов. В конце 1991 года я работала уже за растровым электронным микроскопом, оснащенным энергодисперсионной приставкой. Она позволяет определять химический состав наблюдаемого объекта. Очень важно знать, какими входящими, например, в клетку химическими элементами отличается одна клетка крови от другой, в конкретном, наблюдаемом участке. Электронный микроскоп снабжен специальной электронной системой очистки изображения, позволяющей рассмотреть детали размерами до ангстрема. Исследования методами растровой электронной микроскопии я проводила
более 30 лет.
Мазки крови мною готовились на стекле и на специальном материале, применение этого материала позволяло исключать состав самого стекла при выполнении тонких энергодисперсионных исследований содержания в крови химичес-
27
ких элементов; кроме того, появилась возможность наносить слой плазмы крови очень тонко, практически монослоем. Для предварительного просмотра мазков крови применялся обычный световой микроскоп с высоким разрешением и максимальным увеличением до 1000х. На мазке крови фиксировались наиболее интересные участки, увиденные в световом микроскопе, затем они подробно изучались в растровом электронном микроскопе. Это позволяло сопоставлять изображение светового и электронного микроскопов и уже в дальнейшем использовать электронный микроскоп по мере необходимости.
Основным успехом явилось исследование мазков крови одних и тех же людей через небольшой промежуток времени, но в течении продолжительного времени, а также сопоставление отличий крови здоровых людей и людей больных раком. Мною были также обнаружены особенности состава крови у людей с другими заболеваниями и изменения состава крови человека в зависимости от его возраста. В рамках нашей темы мы рассмотрим микромир организмов, сопутствующих раковому заболеванию. Кровь онкологических больных предоставлялась Онкологическим центром. В то время там лечились некоторые наши коллеги. Работа была завершена только после получения устойчивой повторяемости результатов. Появление новой информации при просмотре мазков периферической крови не вносило существенного изменения в уже известный материал. Она лишь дополняла информацию новыми интересными фактами.
В результате длительного исследования была выявлена эволюционно-закрепленная микрофлора и микрофауна в крови человека. В начале исследования даже не предполагалось ее существование. Наличие в крови микрофлоры и микрофауны "проявилось" в результате многократных просмотров и длительного изучения жизненного цикла шести микроорганизмов с учетом смены времен года.
Чтобы найти те микроорганизмы, которые и должны быть у нас в кровяном русле; разобраться в жизненном цикле каждого микроорганизма, проследить весь путь его развития и найти формы размножения; выделить среди них эволюцион-но-закрепленную микрофлору (а позже оказалось, что есть и фауна); еще раз убедиться, что все повторяется, и повторяет-
28
ся без изменений, потребовалось несколько лет работы. Результаты этого многолетнего труда вошли в предлагаемую Вашему вниманию книгу.
Развитие ракового заболевания сопровождается изменением среды обитания микроорганизмов — плазмы крови. Постепенно в плазме крови происходят биохимические реакции, способствующие "включению" отдельных участков генома микроорганизмов. При этом происходит биохимический синтез белка микроорганизма под управлением наследственной информации работающего в данный момент гена. Каждый участок генома "включается" лишь в том случае, когда в плазме крови создается определенная среда для "включения" этого участка генома у микроорганизма. Это говорит о том, что под влиянием среды в геноме микроорганизма вырабатываются новые качества жизни и закрепляется соответствующая информация. Для этого могли потребоваться миллионы лет, но "включаться" в жизненном цикле микроорганизма этот участок генома будет только тогда, когда для этого будет создана необходимая среда. В противном случае этот участок генома "отключен". Таким образом, для наследственного закрепления способности к синтезу определенного белка микроорганизму требуется длительное время, возможно, миллионы лет, но уж если появилась среда для синтеза, то под управлением гена синтез белка непременно будет осуществлен.
Весь период развития ракового заболевания сопровождается изменением содержания кислорода в плазме крови в сторону его постепенного уменьшения. Это логическое заключение сделано исходя из следующих наблюдений: во-первых, в плазме крови при нарастании заболевания количество микроорганизмов быстро нарастает, во-вторых, часть из них при размножении использует эритроциты, в третьих — продукты жизнедеятельности микроорганизмов нарушают состав плазмы, что ухудшает работу эритроцитов по переносу кислорода. С понижением количества кислорода, доставляемого эритроцитами, начинают преобладать процессы, близкие к анаэробным, размножается анаэробная микрофлора и микрофауна. Микроорганизмы усложняют свой жизненный цикл при постепенном переходе на питание с пониженным содержанием кислорода в среде, в плазме крови.
29
Известны важные закономерности эволюции органического мира. Одна из них: организм не может вернуться хотя бы частично к предшествующему состоянию, в котором уже находились его предки. Здесь мы должны пояснить, что микроорганизмы ранее уже существовали в крови человека в анаби-озном (спящем) состоянии, например в виде спор. Состояние окружающей среды дало крови такие химические сигналы, которые были восприняты и пробудили ранее спокойно дремавшие существа. Используя свою наследственную информацию, эти существа начали развитие, а не возврат к состоянию своих предков.
Эволюция отдельных групп организмов протекала с разной скоростью. Длительность развития организмов зависела от среды обитания. Пока сохранялось постоянство среды обитания и ее объема, в развитии организмов не было изменений. Постоянство среды включает в себя неизменяемый приток питательных веществ, воды, тепла, биостимуляторов и т. д. Подобные "экосистемы" могли существовать, например, в местах слабой вулканической деятельности. Вулканы являются основными поставщиками воды на Земле. Если бы не было притока воды, то первичная вода, возникшая на Земле в момент зарождения, уже давно бы исчерпалась в ходе эволюции. Через трещины, образованные в земной коре, выходят также углеводороды и некоторые биологически активные вещества. Кроме того, по всей прилегающей к вулкану поверхности распыляется огромное количество различных элементов, в том числе и радиоактивные.
У нас в крови тоже достаточно постоянная среда. Пока мы не болеем, эта среда может существовать длительное время без изменений. Температура в крови постоянная, приток питательных веществ есть, воду мы пьем, темно и т. д. Что может сдвинуть это равновесие? Причин для этого может быть тоже много. Одна из причин — внедрение инфекции в кровь человека.
Эволюционно-закрепленная микрофлора и микрофауна, куда вошли три разных вида микроорганизмов, вероятней всего, достались нам в процессе зарождения предков человека и содержались в той экосистеме, в которой происходило зарождение первичных организмов с кроветворной системой. В эволюционном развитии организмов это могло приходиться на тот
30
период развития, когда на Земле начала формироваться атмосфера. В это время существовали в единой системе строгие анаэробы и кислородопродуцирующие микроорганизмы. Анаэробные микроорганизмы достигли такого уровня своего наивысшего развития, который допускала сама система (объем, подпитка их питательными веществами, конкуренция среди микроорганизмов и т. д.). При накоплении в атмосфере кислорода, микроорганизмы, которые не приспособились к новым условиям обитания, либо вымерли, либо перешли в спящее состояние. Но сама система при этом не исчезла — она дала жизнь новой системе с новыми, более усовершенствованными формами организмов. Вполне возможно, что часть анаэробных микроорганизмов вошла в новые формы жизни в анабиозном виде, а часть стала тем прогрессирующим механизмом, от которого зависела жизнь последующих живых существ в измененных, но не исчезнувших экосистемах. Усовершенствование жизни не исключает возможности попадания микроорганизмов в кровь и их эволюционной необходимости при зарождении кровеносной системы первых млекопитающих.
Совместное существование в единой системе строгих анаэробов и кислородопродуцирующих микроорганизмов требует специального механизма защиты анаэробов от производимого этой же системой кислорода. Такую функцию осуществляют организмы, образующие буферный слой. Например, на тер-мальных полях — это аэробные термофильные бактерии, энергично поглощающие кислород. В крови человека — буфером является несовершенный гриб. Это не те грибы, которыми мы привыкли любоваться в лесу. Его размеры очень малы. Его можно увидеть только с помощью электронных микроскопов или световых микроскопов (500х). Из-за своих микроскопических размеров несовершенные грибы остаются малоизученными.
Несовершенные грибы, живущие у нас в кровяном русле, обладают способностью регулировать приток кислорода в кровь. Подобный способ поддержания кислорода, вероятно, был необходим для поддержания его постоянства в плазме крови. Это давало возможность системе не погибнуть при колебаниях количества кислорода в атмосфере или в водной среде. Среда самой плазмы крови эволюционно закрепилась в таком состоянии, при котором в плазме крови установлено рав-
31
новесие между количеством поставляемого эритроцитами кислорода и поглощаемого кислорода несовершенными грибами. Новые формы жизни, где подобного не произошло, использовали для этого другой микроорганизм и другой механизм поддержания газового равновесия в экосистеме, иначе эти формы жизни были обречены на исчезновение. Но это не означает, что эритроцитов и несовершенных грибов в крови должно быть одинаковое количество. Несовершенные грибы работают подобно ферментам, четко отслеживая в среде своего обитания избыток растворенного кислорода.
Все анаэробные микроорганизмы, которые существовали в экосистеме, ограниченной поступлением питательных веществ и объемом, быстро размножаются, используя биологически активные вещества друг друга. Таким образом они достигают высокого уровня развития в анаэробных условиях. Несовершенный гриб, используя специфическую форму размножения, также мог проявлять специфические ферментативными свойствами. В условиях преобладания восстановительных процессов в экосистеме при формировании своего мицелия в тело несовершенного гриба могли быть захвачены любые химические микроэлементы или целая группа разных микроэлементов, которых в период восстановительных процессов в водоемах ранней Земли было в избытке.
32
Фотографии I, 2, 3. Этапы развития несовершенного гриба. В центре между двумя эритроцитами начинается развитие гриба с небольшой споры, на которой сначала образуется вмятина, затем с помощью небольшого отростка на теле гриба происходит всасывание питательных веществ из плазмы крови для синтеза мицелия гриба. Достигнув своего стандартного размера, гриб постепенно принимает форму и размер эритроцита.
33
Если мы посмотрим в электронный микроскоп на мазок крови, то увидим, что развитие несовершенного гриба начи| нается с небольшой споры, на поверхности которой появля ется как бы вмятина (фотографии 1—3). Далее гриб наращи вает свой мицелий и сворачивается в круглый шарик, посте пенно принимая форму и размеры, идентичные эритроцит:
крови, и теряется среди них. Стандартное окрашивание маз ков крови, которое применяется в медицине, не позволяет отделить несовершенные грибы от эритроцитов. Проконтролировать несовершенные грибы можно только посредством энер-годисперсионного анализа и с помощью красителя, который был подобран в процессе работы по изучению микроорганиз-мов. Зная форму несовершенных грибов, в обычном световом микроскопе их легко отличить в момент размножения.
При исследовании периферической крови людей, больных раком и здоровых, были обнаружены необычные клетки. Одни из них давали необычную картинку, наблюдаемую через световой микроскоп. Эта картинка напомнила давний школьный опыт с железными опилками и магнитами. Желез-ные опилки вблизи полюсов магнита лежали как бы веером. Точно так же эритроциты лежали вокруг клетки, размер которой несколько меньше эритроцита. Подобные клетки хорошо были видны в электронном микроскопе, поскольку отличались контрастом изображения — выглядели намного светлее эритроцитов и других клеток. Это означает, что оболочка этих клеток имеет отличный от других химический состав. Чтобы определить его, достаточно было воспользоваться известными методиками подготовки образцов. Энерго-диспер-сионный анализ показал, что у микроорганизма кремнеземная оболочка, нежная, толщиной не более 100 А". Именно она изменяла контраст изображения. Так был выделен среди множества клеток второй микроорганизм, входящий в эволюци-онно-закрепленную микрофлору и микрофауну человека. Шов, по которому происходит раскручивание клетки, хорошо просматривается на фотографии 4. Постепенное раскручивание клеток показано на фотографиях 5 и 6. Сведения, почерпнутые из научной литературы, и наблюдения за развитием клеток во времени позволили отнести микроорганизм к диато-мовым водорослям — диатомеям.
34
Фотография 4. В центре видна клетка диатомовой водоросли, на поверхности которой имеется шов (1). По этому шву будет происходить раскручивание клетки во время ее роста.
Фотография 5. Диатомовая водоросль в момент раскручивания. Шов начинает постепенно раскрывать клетку с созревающими в ней гаметами.
35
Фотография 6. Диатомовая водоросль продолжает раскручиваться и наращивать свой объем.
Водоросли, с момента их открытия, всегда относили к растениям. То есть можно сказать, что в крови человека живет и размножается растительная клетка. Но в данный момент она еще гетеротрофный микроорганизм. Для того чтобы ей приобрести все свойства растения, необходимы, может быть, миллионы лет развития и совершенствования новых свойств.
Просвечивающие электронные микроскопы, обычно применяемые при исследовании раковой опухоли, не позволяют обнаружить растительную клетку; пока в ней еще нет того, что характеризовало бы ее именно как растительную клетку. Пока это гетеротрофный микроорганизм, все строение клетки будет соответствовать именно ему. Свойства растения проявляются только в жизненном цикле диатомеи, а его можно отследить только в растровом электронном микроскопе.
Диатомовые водоросли — это совершенно особая группа одноклеточных микроорганизмов, существенно отличающаяся от остальных наличием кремнеземной оболочки (панциря), обычно состоящей из протопласта. Целлюлозной оболочки, имеющейся у большинства водорослей, здесь нет. Диатомеи —
36
это одиночно живущие микроорганизмы, иногда объединенные в колонии различного типа. Толщина стенок панциря диатомеи зависит от концентрации кремния в среде обитания. Для некоторых видов характерно присутствие в клетках капель волютина, имеющих тусклый голубоватый блеск. Волютин не растворим в эфире, и при окраске живой клетки метиленовой синькой он приобретает красновато-фиолетовый оттенок. Маленькие капли волютина распределяются по всей цитоплазме. В качестве питательного вещества в клетках диатомеи встречается еще лейкозин. Витамин В12 также считается необходимым для развития диатомей. Панцирь диатомовой водоросли вырабатывается самой клеткой в процессе жизнедеятельности. Диатомеи пластичны в усвоении минеральных и органических веществ, конечными продуктами жизнедеятельности диатомеи являются жиры, а не углеводы. Кремний усваивается диатомеями в виде слабой кремниевой кислоты и органических соединений кремния.
В период обильного размножения, которое обычно бывает весной, а у некоторых видов и осенью, диатомеи испытывают наибольшую потребность в
_________________
Все приобретенные хронические болезни от паразитов. Интернет победит рак и СПИД!
|
Вход
Регистрация
FAQ
Поиск
